Ficha Técnica de LED Verde SMD GaP - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED verde de montagem em superfície (SMD) de alta luminosidade. O dispositivo é projetado para aplicações de indicação e retroiluminação de uso geral em eletrônicos de consumo, equipamentos de escritório e dispositivos de comunicação. Suas principais vantagens incluem compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada, adequação para processos de soldagem por infravermelho e refluxo, e conformidade com requisitos sem chumbo (RoHS). O encapsulamento padrão EIA garante ampla compatibilidade dentro da indústria.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder esses valores pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar com segurança na forma de calor durante operação contínua.
• Corrente Direta de Pico (IFP):80 mA. Esta é a corrente máxima permitida em condições pulsadas, especificada com um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0,1ms. É significativamente maior que a classificação DC para acomodar flashes breves e de alta intensidade.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável de longo prazo.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão reversa além deste limite pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para desempenho confiável nesta ampla faixa de temperatura industrial.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos em Ta=25°C e uma corrente de teste padrão de IF=20mA.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 7,1 mcd a um valor típico de 45,0 mcd. A intensidade real é classificada em bins, conforme detalhado na Seção 3.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus. Este amplo ângulo de visão indica um tipo de lente difusa, adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):565 nm. Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):569 nm. Este comprimento de onda único, derivado do diagrama de cromaticidade CIE, define a cor percebida (verde) do LED.
• Largura à Meia Altura Espectral (Δλ):30 nm. Este parâmetro descreve a pureza espectral; uma largura mais estreita indica uma fonte de luz mais monocromática.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 2,6V, com uma faixa de 2,0V a 2,6V a 20mA. Uma tolerância de +/- 0,1V é observada para o valor típico.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA quando uma tensão reversa de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho entre lotes de produção, a intensidade luminosa é categorizada em bins. O código do bin faz parte da seleção do número da peça.

• Código de Bin K:7,1 mcd (Mín) a 11,2 mcd (Máx)
• Código de Bin L:11,2 mcd a 18,0 mcd
• Código de Bin M:18,0 mcd a 28,0 mcd
• Código de Bin N:28,0 mcd a 45,0 mcd

Uma tolerância de +/-15% se aplica a cada bin de intensidade. Os projetistas devem selecionar o bin apropriado com base no nível de brilho necessário para sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que ilustram a relação entre os principais parâmetros. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, suas implicações são críticas para o projeto.

• Curva I-V:Mostra a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF). É não linear, típico de um diodo. A curva auxilia na seleção do resistor limitador de corrente apropriado.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente em uma relação quase linear dentro da faixa de operação. Operar além da corrente máxima leva a retornos decrescentes e aumento do calor.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto é crucial para o gerenciamento térmico em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, centrado em torno de 565nm com uma largura à meia altura de 30nm, confirmando a saída de cor verde.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Dispositivo

O LED está em conformidade com um encapsulamento SMD EIA padrão. As dimensões principais (em milímetros) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3,2mm (comprimento) x 2,8mm (largura) x 1,9mm (altura). As tolerâncias são tipicamente ±0,2mm, salvo indicação em contrário. Desenhos dimensionais detalhados devem ser consultados para o projeto preciso da área de contato na PCB.

5.2 Projeto Recomendado de Pads na PCB

Uma recomendação de padrão de solda é fornecida para soldagem por refluxo por infravermelho ou fase de vapor. Aderir a esta área de contato recomendada é essencial para obter juntas de solda confiáveis, autocentragem adequada durante o refluxo e dissipação de calor eficaz. O projeto tipicamente inclui padrões de alívio térmico para gerenciar a temperatura de soldagem.

5.3 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado no dispositivo, frequentemente com um entalhe, um ponto verde ou um canto truncado na lente ou no encapsulamento. O diagrama da ficha técnica deve ser consultado para confirmar o esquema exato de marcação para a orientação correta durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free). Um perfil sugerido em conformidade com J-STD-020B é referenciado. Os parâmetros-chave incluem:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Duração recomendada conforme as especificações da pasta de solda.
• Taxas de Rampa:Controladas para evitar choque térmico.

É fundamental observar que o perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno. A verificação em nível de componente e de placa é recomendada.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de soldar com temperatura não superior a 300°C. O tempo de contato deve ser limitado a no máximo 3 segundos por junta e deve ser realizado apenas uma vez para evitar danificar o encapsulamento plástico ou as ligações internas por fio.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são sensíveis à umidade. Quando armazenados em sua bolsa selada à prova de umidade original com dessecante, devem ser mantidos a ≤ 30°C e ≤ 70% de UR e usados dentro de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de UR. Componentes expostos ao ar ambiente por mais de 168 horas devem ser pré-aquecidos (baked) a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem por refluxo para evitar o "efeito pipoca" (rachaduras no encapsulamento devido à pressão de vapor).

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora de 8mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm), compatível com equipamentos padrão de pick-and-place automatizado.

• Peças por Bobina: 2000.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Fita de Cobertura:Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura superior.
• Componentes Ausentes:Um máximo de duas lâmpadas ausentes consecutivas é permitido por especificação (EIA-481-1-B).

7.2 Estrutura do Número da Peça

O número da peça LTST-M670GKT codifica atributos-chave:

• LTST:Provavelmente denota a família ou série do produto.
• M670:Pode se referir ao tipo específico de chip/die ou projeto óptico.
• G:Indica a cor da lente (Água Clara).
• K:Representa o código do bin de intensidade luminosa (ex.: bin K: 7,1-11,2 mcd).
• T:Provavelmente indica a embalagem em fita e bobina.

Selecionar o sufixo correto (código do bin) é essencial para obter o nível de brilho desejado.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para uma ampla gama de aplicações que requerem um indicador verde brilhante e confiável, incluindo:

• Indicadores de status em eletrônicos de consumo (roteadores, modems, equipamentos de áudio).
• Retroiluminação para teclados de membrana e painéis.
• Iluminação para instrumentação e painéis de controle.
• Sinalização e iluminação decorativa de uso geral onde um amplo ângulo de visão é benéfico.

8.2 Projeto do Circuito de Acionamento

LEDs são dispositivos acionados por corrente.Para brilho consistente, especialmente ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar LEDs em paralelo diretamente de uma fonte de tensão (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois pequenas variações na característica de tensão direta (VF) entre LEDs individuais causarão desequilíbrio significativo na divisão de corrente e, consequentemente, brilho desigual. O valor do resistor em série pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para confiabilidade) e IF é a corrente direta desejada.

8.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (72mW máx.), um projeto térmico adequado estende a vida útil e mantém a saída de luz estável. Certifique-se de que o projeto dos pads na PCB forneça alívio térmico adequado. Evite operar o LED em ou próximo de suas classificações máximas absolutas de corrente e temperatura por períodos prolongados.

8.4 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Como a maioria dos dispositivos semicondutores, os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Procedimentos padrão de manuseio de ESD devem ser seguidos durante a montagem e o manuseio, incluindo o uso de estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas e recipientes condutivos.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas de LED de furo passante, este dispositivo SMD oferece vantagens significativas:

• Tamanho e Perfil:A pequena área de contato de 3,2x2,8mm e o baixo perfil (1,9mm) permitem a miniaturização dos produtos finais.
• Capacidade de Fabricação:Compatibilidade total com linhas de montagem SMT automatizadas de alta velocidade reduz o custo de produção e aumenta a confiabilidade em relação à inserção manual.
• Desempenho Óptico:A combinação de alta luminosidade (até 45 mcd) e um amplo ângulo de visão de 120 graus proporciona excelente visibilidade.
• Confiabilidade:O encapsulamento é projetado para processos robustos de soldagem por infravermelho/refluxo e oferece uma ampla faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C).

O uso da tecnologia de substrato GaP (Fosfeto de Gálio) é um processo maduro e confiável para produzir LEDs verdes com cor e desempenho estáveis.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (λP) e Comprimento de Onda Dominante (λd)?

R1: O Comprimento de Onda de Pico (565 nm) é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica. O Comprimento de Onda Dominante (569 nm) é um valor calculado a partir da colorimetria que representa o comprimento de onda único da cor percebida. Para fontes monocromáticas como este LED verde, eles são tipicamente próximos.

P2: Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

R2: Sim, 30mA é a corrente direta contínua máxima classificada. Para máxima confiabilidade e longevidade, muitas vezes é aconselhável operar ligeiramente abaixo deste máximo, por exemplo, a 20mA (a condição de teste padrão), o que também fornece brilho amplo para a maioria das aplicações de indicação.

P3: Por que um resistor em série é necessário mesmo se minha fonte de alimentação for limitada em corrente?

R3: Um resistor em série dedicado fornece um método simples, econômico e robusto de definir a corrente. Ele também ajuda a absorver pequenas variações na tensão de alimentação e na tensão direta do LED, garantindo operação estável. É considerado uma prática recomendada para a maioria dos circuitos de LED de uso geral.

P4: Quão crítico é o tempo de vida útil de 168 horas após abrir a bolsa de barreira de umidade?

R4: É muito importante para a confiabilidade do processo. Exceder esse tempo sem pré-aquecimento aumenta o risco de danos ao encapsulamento induzidos por umidade durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, o que pode levar a falhas imediatas ou redução da confiabilidade de longo prazo.

11. Estudo de Caso de Projeto

Cenário:Projetando um painel de indicador de status para um switch de rede com 24 LEDs idênticos de atividade de porta verde.

Etapas do Projeto:

1. Seleção de Brilho:Para equipamentos internos com distância de visualização de 1-2 metros, um brilho médio é suficiente. Selecione o Código de Bin L (11,2-18,0 mcd) a partir das informações de pedido.
2. Circuito de Acionamento:O sistema usa uma linha de 3,3V. Usando o VF máximo de 2,6V e um IF alvo de 20mA, calcule o resistor em série: R = (3,3V - 2,6V) / 0,020A = 35 Ohms. O valor padrão mais próximo de 33 Ohms ou 39 Ohms seria escolhido, ajustando ligeiramente a corrente.
3. Layout da PCB:Use o layout de pads recomendado da ficha técnica. Roteie os traços de 3,3V e GND para todos os 24 LEDs. Coloque o resistor limitador de corrente próximo ao ânodo de cada LED.
4. Consideração Térmica:Com 24 LEDs a ~20mA cada, a potência total é baixa (~1,5W). Nenhum dissipador de calor especial é necessário, mas garanta fluxo de ar geral no invólucro.
5. Montagem:Siga o perfil de refluxo recomendado. Após abrir a bobina, planeje completar a montagem SMT para todas as placas dentro da janela de 168 horas ou implemente um cronograma de pré-aquecimento.

Esta abordagem garante brilho uniforme, soldagem confiável e desempenho de longo prazo.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado no material semicondutor Fosfeto de Gálio (GaP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. No GaP, este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz) com um comprimento de onda correspondente à energia da banda proibida do material, o que para esta composição específica resulta em luz verde (~565-569 nm). A lente "Água Clara" é feita de epóxi e é projetada para difundir a luz, criando o amplo ângulo de visão de 120 graus. O encapsulamento SMD encapsula o die semicondutor, as ligações por fio e o quadro de terminais, fornecendo proteção mecânica e conexões térmicas/elétricas.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A indústria optoeletrônica continua a evoluir. Embora este LED verde baseado em GaP represente uma tecnologia madura e altamente confiável, as tendências incluem:

• Maior Eficiência:Desenvolvimento contínuo de materiais (como InGaN para faixas de cores mais amplas) e projetos de chip para alcançar mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para uma determinada saída de luz.
• Miniaturização:Desenvolvimento de encapsulamentos ainda menores (ex.: 0201, 01005) para aplicações com restrições de espaço, como dispositivos vestíveis e eletrônicos de consumo ultracompactos.
• Soluções Integradas:Crescimento de LEDs com drivers embutidos (ICs de corrente constante), diodos de proteção (para ESD/tensão reversa) ou múltiplas cores (RGB) em um único encapsulamento, simplificando o projeto do circuito.
• Demandas de Alta Confiabilidade:Expansão das aplicações nos setores automotivo, industrial e médico impulsiona requisitos para faixas de temperatura estendidas, maior resistência à vibração e tempos de vida operacional mais longos (frequentemente classificados em L70 ou L90, significando tempo até 70% ou 90% da luminância inicial).

O dispositivo descrito nesta ficha técnica está firmemente posicionado no segmento estabelecido e de alto volume do mercado, valorizado por seu desempenho comprovado, custo-benefício e facilidade de integração.