Ficha Técnica do LED SMD LTST-C950RTGKT - Lente Transparente - InGaN Verde - 20mA - 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Este componente foi concebido para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O LED apresenta uma lente em forma de domo e utiliza um chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) de ultra-brilho para produzir luz verde.

1.1 Características

• Conforme com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).
• Design de lente em domo para distribuição de luz otimizada.
• Tecnologia de chip InGaN de ultra-brilho.
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Dimensões do encapsulamento padronizadas, em conformidade com os padrões da Electronic Industries Alliance (EIA).
• Entrada compatível com níveis lógicos de circuitos integrados (CI).
• Concebido para compatibilidade com máquinas de colocação automática.
• Adequado para processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

This LED is intended for use in a broad spectrum of electronic equipment, including but not limited to:

• Dispositivos de telecomunicações, equipamentos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-visores e indicadores de painel.
• Iluminação de sinalização e luminárias simbólicas.

2. Dimensões e Configuração do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD padrão. As dimensões mecânicas críticas são fornecidas em desenhos técnicos, com todas as medidas especificadas em milímetros. A tolerância padrão para as dimensões é de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O modelo específico documentado aqui, LTST-C950RTGKT, apresenta uma lente transparente e um chip InGaN que emite luz verde.

3. Especificações e Características

Todos os parâmetros elétricos e óticos são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

3.1 Especificações Máximas Absolutas

Tensões ou correntes além destes limites podem causar danos permanentes no dispositivo. Não é implícito o funcionamento nestas condições.

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA DC
• Gama de Temperatura de Funcionamento (T_opr):-20°C a +80°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-30°C a +100°C
• Condição de Soldadura por Refluxo Infravermelho:Temperatura de pico de 260°C durante um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Refluxo IR Recomendado para Processo sem Chumbo

É fornecido um perfil de temperatura sugerido para o refluxo de solda sem chumbo. Este perfil é uma diretriz; o perfil ideal depende do design específico da PCB, da pasta de solda e das características do forno. O perfil deve aderir aos padrões JEDEC, envolvendo tipicamente uma fase de pré-aquecimento, um aumento controlado até uma temperatura de pico não superior a 260°C e uma fase de arrefecimento controlado.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do dispositivo em condições normais de funcionamento.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de 1120 mcd (mínimo) a 7100 mcd (máximo), com um valor típico dependente do lote específico. Medido a I_F= 20mA usando um sensor filtrado para a 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 é metade do valor medido no eixo central.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):530 nm. O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 520,0 nm a 535,0 nm a I_F= 20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm. A largura espectral a metade da intensidade máxima, indicando a pureza da cor.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,8 V a 3,8 V a I_F= 20mA.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a uma tensão inversa (V_R) de 5V. O dispositivo não foi concebido para funcionar sob polarização inversa.

3.3.1 Notas e Precauções de Medição

• A medição da intensidade luminosa segue os padrões CIE.
• O dispositivo é sensível a Descargas Eletrostáticas (ESD). Precauções adequadas contra ESD, como o uso de pulseiras aterradas e bancadas de trabalho antiestáticas, são obrigatórias durante a manipulação.
• A aplicação de tensão inversa é apenas para fins de teste; o LED não se destina a funcionar em polarização inversa nos circuitos de aplicação.

4. Sistema de Classificação por Lotes (Binning)

Para garantir consistência na cor e no brilho para aplicações de produção, os LEDs são classificados em lotes com base em parâmetros-chave.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Classificação a I_F= 20mA. A tolerância para cada lote é de ±0,1V.
Códigos de Lote: D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V), D10 (3,40-3,60V), D11 (3,60-3,80V).

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Classificação a I_F= 20mA. A tolerância para cada lote é de ±15%.
Códigos de Lote: W (1120-1800 mcd), X (1800-2800 mcd), Y (2800-4500 mcd), Z (4500-7100 mcd).

4.3 Classificação da Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Classificação a I_F= 20mA. A tolerância para cada lote é de ±1 nm.
Códigos de Lote: AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm), AR (530,0-535,0 nm).

5. Curvas de Desempenho Típicas

São normalmente fornecidos dados gráficos que representam o comportamento do dispositivo em várias condições. Isto inclui, mas não se limita a:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente numa relação não linear, destacando a importância da regulação de corrente em vez da alimentação por tensão.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a curva característica I-V do díodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para a gestão térmica em aplicações de alta potência ou alta densidade.
• Distribuição Espectral de Potência:Um gráfico que mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda, centrado no comprimento de onda de pico de 530 nm com uma largura a meia altura característica.

6. Guia do Utilizador para Montagem e Manipulação

6.1 Limpeza

Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED. Se for necessária limpeza após a soldadura, utilize álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto.

6.2 Layout Recomendado para as Pistas da PCB

É fornecido um padrão de pistas (footprint) sugerido para a PCB, para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica. Isto inclui dimensões das pistas, espaçamento e definições da máscara de solda para obter um filete de solda fiável.

6.3 Especificações da Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A largura da fita é de 8mm. As especificações-chave incluem:

• Passo e dimensões dos compartimentos para alojamento do componente.
• Especificações da fita de cobertura para selagem.
• Diâmetro do cubo da bobina, diâmetro do flange e direção de enrolamento.

6.4 Detalhes da Embalagem em Bobina

• A bobina padrão contém 2000 unidades.
• A quantidade mínima de encomenda para bobinas não completas é de 500 unidades.
• É permitido um máximo de dois compartimentos vazios consecutivos por bobina.
• A embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA-481.

7. Notas de Aplicação e Precauções

7.1 Uso Pretendido e Fiabilidade

Este LED foi concebido para equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Não está classificado para aplicações críticas para a segurança onde uma falha possa levar a um risco direto para a vida ou saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlo de transportes). Para tais aplicações, é essencial consultar o fabricante para obter graus de alta fiabilidade.

7.2 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil é de um ano quando a bolsa de barreira à humidade com dessecante está intacta.
Embalagem Aberta:Para componentes removidos da sua bolsa selada, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Os componentes devem ser submetidos à soldadura por refluxo IR dentro de uma semana (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3). Para armazenamento além de uma semana, fazer um bake a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem, ou armazenar num ambiente seco e selado (ex.: com dessecante ou azoto).

7.3 Recomendações de Soldadura

Soldadura por Refluxo (Recomendada):
- Pré-aquecimento: 150-200°C.
- Tempo de Pré-aquecimento: Máximo 120 segundos.
- Temperatura de Pico: Máximo 260°C.
- Tempo no Pico: Máximo 10 segundos. O processo de refluxo não deve ser realizado mais do que duas vezes.
Soldadura Manual (Se necessário):
- Temperatura do Ferro: Máximo 300°C.
- Tempo de Soldadura: Máximo 3 segundos por terminal. Isto deve ser realizado apenas uma vez.
Nota:O perfil de refluxo ideal é específico da placa. Os valores fornecidos são limites; recomenda-se a caracterização para a montagem específica da PCB.

8. Análise Técnica Aprofundada e Considerações de Design

8.1 Princípios Fotométricos e Colorimétricos

O desempenho é definido usando unidades fotométricas (intensidade luminosa em milicandelas) que têm em conta a sensibilidade do olho humano, ao contrário das unidades radiométricas (watts). O comprimento de onda dominante é o parâmetro-chave para a especificação da cor em aplicações onde a perceção humana é importante, enquanto o comprimento de onda de pico é mais relevante para o emparelhamento com sensores óticos. A estreita largura a meia altura espectral de 35 nm é característica dos LEDs verdes baseados em InGaN, oferecendo uma boa saturação de cor.

8.2 Considerações sobre a Condução Elétrica

Os LEDs são dispositivos conduzidos por corrente. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade (como indicado pelo binning de V_F). Portanto, não é recomendado alimentar com uma fonte de tensão constante, pois pode levar a fuga térmica ou brilho inconsistente. Um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente em série com uma fonte de tensão é essencial. A corrente DC máxima de 20mA define o ponto de operação padrão, enquanto a classificação de pico de 100mA permite uma sobrecarga breve em aplicações multiplexadas.

8.3 Gestão Térmica

Com uma dissipação de potência máxima de 76mW, um dissipador de calor eficaz através da PCB é crucial, especialmente quando se opera a altas temperaturas ambientes ou na corrente máxima. A diminuição da intensidade luminosa com o aumento da temperatura da junção deve ser considerada no design ótico para garantir um brilho consistente ao longo da gama de funcionamento. O layout das pistas da PCB serve como o principal caminho térmico.

8.4 Design Ótico

O ângulo de visão de 25 graus (largura total a meia altura) indica um feixe relativamente focado proveniente da lente em domo. Isto torna-o adequado para aplicações de indicador onde é necessária luz direcionada. Para retroiluminação ou iluminação de área, normalmente são necessários componentes óticos secundários (guias de luz, difusores) para espalhar a luz uniformemente.

8.5 Comparação com Tecnologias Alternativas

Os LEDs verdes baseados em InGaN, como este, oferecem maior eficiência e brilho em comparação com tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Gálio (GaP). A lente transparente fornece a verdadeira cor do chip, que é um verde saturado, ao contrário das lentes difusas que podem espalhar a luz e alterar ligeiramente a cor percebida. O encapsulamento SMD oferece vantagens significativas na velocidade de montagem, precisão de colocação e poupança de espaço na placa em comparação com LEDs de orifício passante.

8.6 Orientação para Aplicações Específicas

Indicadores de Estado:Uma simples resistência em série calculada para ~10-15mA à tensão do sistema é suficiente. Considere o ângulo de visão para a colocação no painel.
Retroiluminação:Múltiplos LEDs são frequentemente usados. A consistência na intensidade luminosa (lote I_V) e no comprimento de onda dominante (lote de Matiz) é crítica para evitar pontos quentes visíveis ou variação de cor no visor. Recomenda-se uma matriz de drivers de corrente constante.
Sinalização de Alta Velocidade:A capacidade de comutação rápida dos LEDs pode ser utilizada. A classificação de corrente pulsada permite pulsos de alta corrente breves para alcançar um brilho de pico mais elevado em aplicações multiplexadas ou com atenuação por PWM.

8.7 Resolução de Problemas Comuns

Brilho Inconsistente:Provavelmente causado por alimentar LEDs em paralelo a partir de uma fonte de tensão sem limitação de corrente individual. Utilize uma fonte de corrente constante ou resistências individuais.
Mudança de Cor ao Longo do Tempo/Temperatura:O comprimento de onda dominante pode mudar ligeiramente com a temperatura e a corrente. Garanta um design térmico adequado e uma condução de corrente estável.
Danos por ESD:A falha em acender ou o funcionamento intermitente podem resultar de ESD. Sempre siga os protocolos de ESD durante a manipulação e montagem.
Soldaduras Deficientes:Podem resultar de um design incorreto das pistas, excesso de pasta de solda ou desvio do perfil de refluxo recomendado. Consulte o padrão de pistas e as diretrizes de soldadura.

9. Contexto e Tendências da Indústria

Os LEDs SMD representam a tecnologia de encapsulamento dominante para a optoeletrónica moderna devido à sua compatibilidade com linhas de montagem automatizadas de PCB de alto volume. A mudança para materiais InGaN para LEDs verdes e azuis permitiu eficiências e saídas mais brilhantes. As tendências continuam em direção à miniaturização (tamanhos de encapsulamento menores), aumento da densidade de potência (maior fluxo de áreas menores) e melhoria da consistência da cor através de um binning mais apertado. Além disso, a integração com drivers e circuitos de controlo na placa em encapsulamentos mais avançados é um desenvolvimento contínuo. A ênfase na compatibilidade RoHS e com soldadura sem chumbo, como visto nesta ficha técnica, reflete regulamentações ambientais mais amplas na indústria eletrónica.