Ficha Técnica do LED SMD LTST-C950TGKT - Verde Ultra Brilhante InGaN - 20mA - 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de alto desempenho para montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas. O dispositivo utiliza um chip semicondutor avançado de InGaN para produzir uma luz verde brilhante. O seu formato miniatura e encapsulamento padronizado tornam-no ideal para processos de montagem automatizada e projetos com espaço limitado.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a sua intensidade luminosa excecional, conformidade com regulamentações ambientais e construção robusta adequada para fabricação em grande volume. Foi concebido para satisfazer as exigências de equipamentos automatizados pick-and-place e suportar perfis padrão de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR), o que é crítico para uma montagem eficiente de PCB.

O mercado-alvo abrange uma vasta gama de eletrónica de consumo e industrial. As principais áreas de aplicação incluem dispositivos de telecomunicações, como telemóveis e telefones sem fios, equipamentos informáticos portáteis, como computadores portáteis, sistemas de infraestrutura de rede, vários eletrodomésticos e aplicações de sinalização ou visualização interior. A sua fiabilidade e brilho também o tornam adequado para indicação de estado, retroiluminação de teclado e integração em micro-visualizadores.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção detalha os limites absolutos e as características operacionais do LED. Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é aconselhada operação contínua nestes ou perto destes limites. Os valores são os seguintes:

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar sob a forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação em corrente contínua (DC).
• Gama de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. É garantido que o dispositivo funciona dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C.
• Condição de Soldadura por Infravermelhos:Suporta uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, o que é padrão para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Óticas

A tabela seguinte lista os parâmetros de desempenho típicos e garantidos em condições normais de operação (I_F= 20mA, Ta=25°C).

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 1120 mcd a um máximo de 7100 mcd, com valores típicos dentro desta ampla gama. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):25 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do valor medido no eixo central. Indica um padrão de feixe relativamente focado.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):530 nm. Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):520 nm a 535 nm. Este parâmetro, derivado do diagrama de cromaticidade CIE, define a cor percebida da luz e é mais relevante para a especificação de cor do que o comprimento de onda de pico.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):2,8 V a 3,8 V a 20mA. A queda de tensão no LED durante a operação.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a uma Tensão Inversa (V_R) de 5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; este teste é apenas para verificação de qualidade.

3. Explicação do Sistema de Classificação por Bins

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que satisfaçam requisitos específicos do circuito.

3.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Os LEDs são categorizados pela sua queda de tensão direta a 20mA. Os códigos de bin (D7 a D11) representam gamas crescentes de tensão, desde 2,8V-3,0V até 3,6V-3,8V, com uma tolerância de ±0,1V por bin. Isto é crítico para projetar circuitos limitadores de corrente e garantir brilho uniforme em matrizes paralelas.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Esta é a classificação primária de brilho. Os códigos W, X, Y e Z representam gamas ascendentes de intensidade mínima/máxima, desde 1120-1800 mcd até 4500-7100 mcd, com uma tolerância de ±15% por bin. A seleção depende do nível de brilho exigido pela aplicação.

3.3 Classificação do Tom (Comprimento de Onda Dominante)

Os LEDs são classificados por ponto de cor usando o comprimento de onda dominante. Os códigos AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm) e AR (530-535 nm) permitem a seleção para requisitos específicos de cor verde, com uma tolerância apertada de ±1 nm por bin. Isto garante consistência de cor em aplicações onde múltiplos LEDs são usados lado a lado.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas entre os parâmetros-chave são descritas abaixo.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

O LED exibe uma característica I-V não linear típica dos díodos. A tensão direta (V_F) aumenta com a corrente, mas permanece dentro das gamas de bin especificadas na corrente de acionamento nominal de 20mA. Operar acima da corrente máxima absoluta fará com que V_Fsuba mais abruptamente e gere calor excessivo.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta na sua gama normal de operação. No entanto, a eficiência pode diminuir a correntes muito elevadas devido ao aumento dos efeitos térmicos. Acionar o LED à sua corrente nominal de 20mA garante desempenho e longevidade ótimos.

4.3 Características de Temperatura

Como todos os semicondutores, o desempenho do LED depende da temperatura. A tensão direta (V_F) tem tipicamente um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. Mais significativamente, a intensidade luminosa diminui com o aumento da temperatura. Uma gestão térmica adequada na aplicação é essencial para manter um brilho consistente e a fiabilidade do dispositivo ao longo da gama de temperatura de operação especificada.

5. Informação Mecânica e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Identificação de Polaridade

O dispositivo está conforme o contorno padrão da indústria para encapsulamentos SMD. As dimensões-chave incluem o tamanho do corpo, o espaçamento dos terminais e a altura total. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual no encapsulamento, como um entalhe, um ponto ou uma tonalidade verde na área da lente correspondente. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para o funcionamento adequado.

5.2 Padrão Recomendado de Pistas na PCB

É fornecida uma sugestão de disposição das pistas (pads) na placa de circuito impresso (PCB) para garantir soldadura fiável e estabilidade mecânica. Este padrão considera a pegada do componente e facilita a formação de um bom filete de solda durante o refluxo. Seguir esta recomendação ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (o componente levantar-se numa extremidade) e garante o alinhamento correto.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo IR

O dispositivo é compatível com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil recomendado, que geralmente inclui:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante um máximo de 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C. O corpo do componente não deve exceder esta temperatura.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):O tempo dentro de 5°C da temperatura de pico deve ser limitado a um máximo de 10 segundos.
• Número de Ciclos:O dispositivo pode suportar um máximo de dois ciclos de refluxo nestas condições.

É crucial notar que o perfil ótimo depende do design específico da PCB, da pasta de solda e do forno utilizado. Os valores fornecidos são diretrizes que devem ser validadas para a configuração real de produção.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, deve ter-se extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto com o terminal do LED deve ser limitado a um máximo de 3 segundos. Aplique calor à pista da PCB, não diretamente ao corpo do LED, para evitar danos térmicos.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura, devem ser usados apenas solventes especificados. Agentes recomendados incluem álcool etílico ou álcool isopropílico (IPA). O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o material do encapsulamento.

6.4 Condições de Armazenamento e Manuseamento

Descarga Eletrostática (ESD):O dispositivo é sensível a ESD. Devem ser seguidos procedimentos de manuseamento adequados, incluindo o uso de pulseiras de aterramento, tapetes antiestáticos e embalagens e equipamentos seguros contra ESD.

Sensibilidade à Humidade:O encapsulamento tem uma classificação de Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL). Conforme indicado, se o saco selado à prova de humidade original for aberto, os componentes devem ser submetidos a refluxo IR dentro de uma semana (MSL 3). Para armazenamento mais longo fora do saco original, devem ser armazenados num armário seco ou recipiente selado com dessecante. Componentes armazenados além de uma semana podem necessitar de um processo de cozedura (ex.: 60°C durante 20 horas) para remover a humidade absorvida antes da soldadura, para prevenir danos de "popcorning" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos embalados para montagem automatizada. São montados em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora selada por cima. A fita é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro.

Os detalhes-chave da embalagem incluem:

• Quantidade por Bobina:2000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):Para quantidades remanescentes, é especificado um mínimo de 500 unidades.
• Cobertura dos Bolsos:Bolsos vazios na fita são selados com fita de cobertura.
• Componentes em Falta:É permitido um máximo de duas lâmpadas em falta consecutivas de acordo com o padrão de embalagem.
• A embalagem está conforme as especificações ANSI/EIA-481, garantindo compatibilidade com equipamento automatizado padrão.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é uma fonte de corrente constante ou uma simples resistência limitadora de corrente em série com uma fonte de tensão. O valor da resistência (R_limit) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Usar o V_Fmáximo do bin (ex.: 3,8V) neste cálculo garante que a corrente não excede 20mA mesmo com uma peça de V_Fbaixo. Para aplicações que requerem brilho estável, é recomendado um CI driver de LED dedicado, especialmente quando operado a partir de uma fonte de tensão variável, como uma bateria.

8.2 Projeto de Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (76mW máx.), um dissipador de calor eficaz é importante para manter o desempenho e a vida útil, especialmente em altas temperaturas ambientes ou espaços fechados. As pistas de cobre da PCB atuam como o dissipador de calor primário. Aumentar a área de cobre ligada às pistas do cátodo e ânodo, usar vias térmicas para ligar a camadas internas ou inferiores de cobre e garantir fluxo de ar adequado ajudará a gerir a temperatura da junção.

8.3 Considerações de Projeto Ótico

O ângulo de visão de 25 graus fornece um feixe focado. Para iluminação mais ampla, podem ser necessárias óticas secundárias, como difusores ou guias de luz. A escolha do bin para intensidade luminosa e comprimento de onda dominante deve ser feita com base nos requisitos de brilho e uniformidade de cor da aplicação final. Não é recomendado misturar bins dentro de um único produto se a consistência visual for importante.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED com uma fonte de 5V e uma resistência?

R: Sim. Por exemplo, usando um V_Ftípico de 3,2V a 20mA: R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohms. Uma resistência padrão de 91 Ohm seria adequada. Verifique sempre a corrente usando o V_Freal do seu bin específico.

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o pico literal da curva de saída espectral. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado que representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor do LED para o olho humano. λ_dé mais relevante para correspondência de cores.

P: Como interpreto o código de bin de intensidade luminosa (ex.: "Y")?

R: O código de bin define uma gama garantida. Uma peça do bin "Y" terá uma intensidade luminosa entre 2800 mcd e 4500 mcd quando medida em condições padrão (20mA, Ta=25°C).

P: Este LED é adequado para uso exterior?

R: A ficha técnica especifica uma gama de temperatura de operação de -20°C a +80°C e aplicações típicas interiores. Para uso exterior, considere a potencial exposição à humidade, radiação UV e temperaturas fora da gama especificada, o que pode exigir medidas protetoras adicionais ou um grau de produto diferente.

10. Introdução Tecnológica e Tendências

10.1 Tecnologia de Semicondutor InGaN

Este LED é baseado no material semicondutor Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). O InGaN permite a produção eficiente de luz nas regiões espectrais azul, verde e branca (quando combinado com um fósforo). A eficiência e o brilho dos LEDs InGaN melhoraram significativamente em relação a tecnologias anteriores, como o Fosfeto de Gálio (GaP), tornando-os o padrão para LEDs verdes e azuis de alto desempenho.

10.2 Tendências da Indústria

A tendência geral na tecnologia de LED SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor reprodução de cor e tamanhos de encapsulamento mais pequenos que permitem designs de maior densidade. Há também um forte foco na fiabilidade e longevidade melhoradas sob vários stresses ambientais. A compatibilidade com processos de refluxo de alta temperatura sem chumbo, como visto neste dispositivo, é agora um requisito fundamental impulsionado por regulamentações ambientais globais (ex.: RoHS).