Ficha Técnica do LED SMD LTST-C21TGKT - 3.2x1.6x1.1mm - 2.8-3.8V - 76mW - Lente Transparente Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-C21TGKT, uma lâmpada LED de dispositivo de montagem em superfície (SMD). Este componente pertence a uma família de LEDs miniaturizados projetados especificamente para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O fator de forma compacto e a embalagem padronizada tornam-no altamente adequado para integração em processos modernos de fabricação eletrônica.

As principais áreas de aplicação para este LED são amplas, abrangendo equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, vários eletrodomésticos e sistemas de controle industrial. As suas funções primárias incluem servir como indicador de estado, fornecer retroiluminação para teclados e teclados numéricos, permitir micro-displays e atuar como sinal luminoso ou símbolo em sinalização interna.

1.1 Características Principais

• Conformidade RoHS:O dispositivo é fabricado para cumprir a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas, garantindo que está livre de materiais perigosos específicos como chumbo, mercúrio e cádmio.
• Design de Montagem Reversa:Apresenta uma estrutura única de chip-on-board onde o chip LED é montado numa orientação reversa, o que pode oferecer benefícios em projetos ópticos e cenários de montagem específicos.
• Chip InGaN Ultrabrilhante:Utiliza um material semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) para produzir uma saída de luz verde de alta intensidade.
• Compatível com Montagem Automatizada:Fornecido em fita padrão de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, em conformidade com os padrões EIA, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Reflow Soldável:O encapsulamento é projetado para suportar os processos padrão de soldagem por reflow infravermelho (IR) utilizados em linhas de montagem de tecnologia de montagem em superfície (SMT).
• Compatível com CI:As características elétricas são adequadas para interface direta com saídas de circuitos integrados padrão.

2. Dimensões e Configuração do Encapsulamento

O LTST-C21TGKT é alojado num encapsulamento SMD compacto e padrão da indústria. A lente apresenta-se transparente, enquanto a própria fonte de luz é um emissor verde baseado em InGaN. As dimensões típicas do contorno do encapsulamento são aproximadamente 3.2mm de comprimento, 1.6mm de largura e 1.1mm de altura, embora os projetistas devam sempre consultar o desenho dimensional detalhado para projetos mecânicos críticos. Todas as dimensões especificadas estão em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0.1mm, salvo indicação em contrário no desenho.

3. Especificações e Características

Compreender as especificações máximas absolutas é crucial para garantir operação confiável e prevenir falhas prematuras do dispositivo. Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente.

3.1 Especificações Máximas Absolutas (Ta=25°C)

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para prevenir sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente DC máxima recomendada para operação contínua.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +80°C. A faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo é projetado para funcionar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-30°C a +100°C. A faixa de temperatura para armazenamento não operacional.
• Condição de Soldagem por Reflow IR:Suporta temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos. Isto define a tolerância do perfil térmico durante a montagem da PCB.

3.2 Características Elétricas e Ópticas (Ta=25°C)

Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED sob condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 180.0 mcd a um máximo de 1120.0 mcd a uma corrente direta (I_F) de 20 mA. O valor real é classificado (ver Secção 4). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):70 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo), definindo a dispersão do feixe.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Tipicamente 530 nm. O comprimento de onda no qual a saída de potência espectral é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Tipicamente 525 nm a I_F=20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que melhor representa a cor da luz, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ):Aproximadamente 35 nm. A largura de banda do espectro emitido medida a metade da intensidade de pico.
• Tensão Direta (V_F):Entre 2.8 V e 3.8 V a I_F=20mA. A queda de tensão através do LED quando está a conduzir corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. Os LEDs não são projetados para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3.3 Notas Importantes sobre as Características

• Sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD):Os LEDs são suscetíveis a danos causados por eletricidade estática e surtos de tensão. Controlos adequados de ESD, como o uso de pulseiras aterradas, luvas antiestáticas e garantir que todo o equipamento está aterrado, são obrigatórios durante a manipulação.
• Operação com Tensão Reversa:O dispositivo não foi projetado para ser operado com polarização reversa. O parâmetro de corrente reversa é apenas para fins informativos e de teste.

4. Sistema de Classificação por Bins

Para garantir consistência nas aplicações, os LEDs são classificados (binados) com base em parâmetros de desempenho chave. O LTST-C21TGKT utiliza um sistema de binagem bidimensional.

4.1 Bins de Intensidade Luminosa (I_V)

Cor verde, medida em milicandelas (mcd) a 20mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±15%.

• Código de Bin S:180.0 – 280.0 mcd
• Código de Bin T:280.0 – 450.0 mcd
• Código de Bin U:450.0 – 710.0 mcd
• Código de Bin V:710.0 – 1120.0 mcd

4.2 Bins de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Cor verde, medida em nanómetros (nm) a 20mA. A tolerância para cada bin é de ±1 nm.

• Código de Bin AP:520.0 – 525.0 nm
• Código de Bin AQ:525.0 – 530.0 nm
• Código de Bin AR:530.0 – 535.0 nm

Um número de peça completo normalmente inclui estes códigos de bin para especificar o grau exato de desempenho.

5. Curvas de Desempenho Típicas

Dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo sob condições variáveis. Embora gráficos de curvas específicos não sejam renderizados aqui, a ficha técnica normalmente inclui os seguintes gráficos essenciais para análise de projeto:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_V/ I_F):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, muitas vezes tornando-se sub-linear em correntes mais altas devido ao aquecimento e queda de eficiência.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_F/ I_F):Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_V/ T_a):Demonstra a dependência térmica da saída de luz, que geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Distribuição de Potência Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~530nm e a largura espectral de ~35nm.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar que descreve a distribuição espacial da intensidade da luz, confirmando o ângulo de visão de 70 graus.

6. Diretrizes de Montagem e Manipulação

6.1 Layout Recomendado para as Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecido um padrão de terra (footprint) sugerido para a PCB para garantir a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e gestão térmica. Este padrão normalmente inclui dimensões e espaçamento das pastilhas ligeiramente maiores do que os terminais do dispositivo para facilitar uma boa molhagem da solda e formação do filete.

6.2 Processo de Soldagem

O dispositivo é qualificado para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil de reflow IR sugerido, aderindo aos padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150°C – 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos para permitir aquecimento uniforme e ativação da pasta.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (no pico):Máximo 10 segundos. O dispositivo não deve ser submetido a mais de dois ciclos de reflow.

Para retrabalho manual com ferro de soldar, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos no máximo, apenas para um único evento de reparação. É fundamental seguir as diretrizes do fabricante da pasta de solda e caracterizar o perfil para o projeto específico da PCB.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, apenas devem ser utilizados solventes à base de álcool especificados, como álcool etílico ou isopropílico. O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. Limpadores químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira à humidade com dessecante. Enquanto selados, devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 90% de Humidade Relativa (HR) e utilizados dentro de um ano. Uma vez aberta a embalagem original, os componentes são classificados no Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 3. Isto significa que devem ser submetidos à soldagem por reflow IR dentro de uma semana após exposição às condições ambientais da fábrica (≤ 30°C / 60% HR). Para armazenamento além de uma semana fora da embalagem original, devem ser armazenados num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto. Componentes expostos por mais de uma semana requerem um bake-out a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida e prevenir danos de \"popcorning\" durante o reflow.

7. Especificações de Embalagem

O produto é fornecido no formato fita-e-bobina, compatível com equipamentos de montagem automatizada.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:3000 peças.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Selagem dos Bolsos:Os bolsos vazios na fita são cobertos com uma fita de cobertura superior.
• Componentes em Falta:É permitido um máximo de dois LEDs consecutivos em falta de acordo com o padrão de embalagem.
• Padrão:A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Método de Acionamento

Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Para garantir intensidade luminosa, cor e longevidade consistentes e estáveis, deve ser acionado por uma fonte de corrente constante, não por uma fonte de tensão constante. A tensão direta (V_F) tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a temperatura aumenta). O uso de um simples resistor em série com uma fonte de tensão é comum para indicadores básicos, mas para aplicações que requerem brilho estável, recomenda-se um CI driver de LED dedicado ou um circuito regulador de corrente mais sofisticado. O projeto deve respeitar as especificações máximas absolutas para corrente contínua (20mA) e pulsada (100mA).

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa a 76mW, uma gestão térmica eficaz ainda é importante para manter o desempenho e a fiabilidade, especialmente em altas temperaturas ambientes ou quando acionado próximo das especificações máximas. As pastilhas de cobre da PCB atuam como dissipador de calor primário. Seguir o layout de pastilhas recomendado, usar vias térmicas sob a pastilha (se aplicável ao encapsulamento) e garantir fluxo de ar adequado contribuem para manter a temperatura da junção do LED dentro de limites seguros, preservando assim a saída luminosa e a vida operacional.

8.3 Integração Óptica

O ângulo de visão de 70 graus fornece um padrão de emissão difuso e amplo, adequado para iluminação de área e indicadores de estado. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, podem ser necessárias ópticas secundárias, como lentes ou guias de luz. A lente transparente permite que a verdadeira cor do chip (verde) seja emitida sem tingimento.

8.4 Polaridade e Orientação

Como um díodo, o LED tem um ânodo (+) e um cátodo (-). O encapsulamento inclui um indicador de polaridade, tipicamente um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado no lado do cátodo. A orientação correta na PCB é essencial para que o dispositivo ilumine. O design de montagem reversa pode ter implicações específicas sobre como a luz é extraída do encapsulamento, o que deve ser considerado no projeto óptico.

9. Fiabilidade e Âmbito de Aplicação

Os LEDs descritos destinam-se a ser utilizados em equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão, incluindo automação de escritório, comunicações, sistemas de rede e eletrodomésticos. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional onde a falha pode comprometer a segurança, saúde ou vida—como em aviação, transporte, médicas ou sistemas de segurança crítica—são necessárias qualificação especial e consulta prévia à integração no projeto. As precauções fornecidas sobre armazenamento, manipulação e soldagem são fundamentais para alcançar a fiabilidade esperada nas aplicações pretendidas.