Ficha Técnica do LED SMD LTST-020KFKT - 2.0x1.25x1.1mm - 1.8-2.4V - 72mW - Laranja AlInGaP - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-020KFKT, um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD). Este componente pertence a uma família de LEDs miniaturizados projetados para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O dispositivo utiliza a tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir uma saída de luz laranja. O seu fator de forma compacto e compatibilidade com processos industriais padrão tornam-no adequado para integração numa vasta gama de equipamentos eletrónicos modernos.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita padrão da indústria de 12mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para sistemas automatizados de pick-and-place.
• Contorno do encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Níveis lógicos compatíveis com circuitos integrados (I.C.).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação e montagem automática.
• Adequado para uso com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR).
• Pré-condicionado para acelerar até ao Nível de Sensibilidade à Humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Aplicações

O LTST-020KFKT é projetado para uso versátil em múltiplos setores. As principais áreas de aplicação incluem:

• Telecomunicações:Indicadores de estado em routers, modems e switches de rede.
• Automação de Escritório:Retroiluminação para teclas e indicadores de estado em impressoras, scanners e fotocopiadoras.
• Eletrónica de Consumo:Indicadores de energia/carga em smartphones, tablets, portáteis e eletrodomésticos.
• Equipamento Industrial:Indicadores de painel para máquinas, sistemas de controlo e instrumentação.
• Indicação Geral:Iluminação de sinais e símbolos, retroiluminação de painéis frontais e indicação geral de estado.

2. Dimensões do Encapsulamento e Especificações Mecânicas

O LED está alojado num encapsulamento compacto e padrão da indústria 020. As dimensões mecânicas principais são as seguintes:

• Comprimento do Encapsulamento: 2.0 mm
• Largura do Encapsulamento: 1.25 mm
• Altura do Encapsulamento: 1.1 mm
• Passo dos Terminais: 1.05 mm

Cor da Lente:Transparente

Cor Emitida:Laranja (AlInGaP)

Notas:Todas as dimensões estão em milímetros. As tolerâncias são de ±0.2mm salvo indicação em contrário. O encapsulamento inclui marcação de polaridade (tipicamente um indicador do cátodo) para a orientação correta durante a montagem.

3. Classificações e Características

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário. Exceder as Classificações Absolutas Máximas pode causar danos permanentes no dispositivo.

3.1 Classificações Absolutas Máximas

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):80 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC
• Gama de Temperatura de Funcionamento (T_opr):-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C

3.2 Características Elétricas e Óticas

A tabela seguinte detalha os parâmetros de desempenho típicos quando o dispositivo é operado em condições de teste padrão (I_F= 20mA).

• Intensidade Luminosa (I_V):90.0 - 280.0 mcd (milicandela). Medida com um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):110 graus (típico). Definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):611 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):600 - 612 nm. Derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):17 nm (típico).
• Tensão Direta (V_F):1.8 - 2.4 V. A tolerância é de ±0.1V.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R= 5V. Nota: Este dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de infravermelhos.

4. Sistema de Classificação em Bins

Para garantir consistência na produção e aplicação, os LEDs são classificados em bins de desempenho com base em parâmetros-chave.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Classificação em bins a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±0.10V.

D2: 1.8V - 2.0V

D3: 2.0V - 2.2V

D4: 2.2V - 2.4V

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Classificação em bins a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±11%.

Q2: 90 - 112 mcd

R1: 112 - 140 mcd

R2: 140 - 180 mcd

S1: 180 - 220 mcd

S2: 220 - 280 mcd

4.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (λ_d)

Classificação em bins a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±1nm.

P: 600 - 603 nm

Q: 603 - 606 nm

R: 606 - 609 nm

S: 609 - 612 nm

5. Curvas de Desempenho Típico e Análise

Compreender a relação entre as condições de operação e o desempenho é crucial para um design ótimo.

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

A característica I-V é não linear, típica de um díodo. A tensão direta (V_F) exibe um coeficiente de temperatura positivo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta para uma dada corrente. Os projetistas devem ter isto em conta ao projetar circuitos limitadores de corrente.

5.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama de operação normal (até à corrente contínua nominal). No entanto, a eficiência pode diminuir a correntes muito elevadas devido ao aumento dos efeitos térmicos. Operar consistentemente acima da classificação absoluta máxima acelerará a depreciação dos lúmens e reduzirá a vida útil.

5.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Como a maioria dos LEDs, a intensidade luminosa do chip AlInGaP diminui à medida que a temperatura ambiente (e, portanto, da junção) aumenta. Esta derivação térmica deve ser considerada em aplicações onde o LED opera em ambientes de alta temperatura ou com dissipação de calor limitada. A ficha técnica fornece uma curva que mostra esta relação, vital para garantir um brilho consistente em todas as condições de operação esperadas.

5.4 Distribuição Espectral

O espectro de emissão centra-se em torno de 611 nm (laranja). A largura a meia altura espectral de aproximadamente 17 nm indica uma cor laranja monocromática relativamente pura, comparada com fontes de espectro mais amplo, como LEDs brancos convertidos por fósforo. Isto torna-o adequado para aplicações que requerem indicação de cor específica ou filtragem.

6. Diretrizes de Montagem e Manuseamento

6.1 Layout Recomendado para as Pistas do PCB

É fornecido um desenho de padrão de pistas para garantir soldadura fiável e alinhamento correto. As dimensões recomendadas das pistas têm em conta a formação do filete de solda durante o refluxo. Usar a geometria de pista especificada ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (o componente levantar-se numa extremidade) e garante uma boa ligação mecânica e elétrica.

6.2 Processo de Soldadura

O dispositivo é compatível com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR), incluindo soldadura sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil de refluxo sugerido conforme J-STD-020B, com parâmetros-chave incluindo:

Temperatura de Pré-aquecimento:150°C - 200°C

Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos

Temperatura de Pico de Refluxo:Máximo 260°C

Tempo Acima do Líquidus:Conforme especificação da pasta de solda

Taxa de Arrefecimento:Controlada para minimizar o stress térmico.

Nota:O perfil real deve ser caracterizado para a montagem específica do PCB, considerando a espessura da placa, densidade de componentes e tipo de pasta de solda.

6.3 Soldadura Manual (Se Necessário)

Se for necessário reparação manual, use um ferro de soldar com controlo de temperatura.

Temperatura da Ponta do Ferro:Máximo 300°C

Tempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pista.

Evite aplicar stress mecânico ao encapsulamento do LED durante ou após a soldadura.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura, use apenas solventes aprovados. Mergulhe o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Não use limpeza ultrassónica ou produtos químicos de limpeza não especificados, pois podem danificar a lente de epóxi ou as vedações do encapsulamento.

6.5 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são sensíveis à humidade (Nível MSL 3).

Saco Selado:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 70% HR. Use dentro de um ano a partir da data de selagem do saco.

Após Abertura do Saco:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 60% HR. Recomenda-se completar o refluxo por IR dentro de 168 horas (7 dias) após exposição ao ar ambiente.

Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazene num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.

Reaquecimento:Componentes expostos por mais de 168 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o efeito "popcorning" durante o refluxo.

7. Embalagem e Especificações de Fita e Bobina

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

• Tamanho da Bobina:Diâmetro padrão de 7 polegadas (178mm).
• Largura da Fita:12 mm.
• Passo dos Bolsos:4.0 mm.
• Quantidade por Bobina:4.000 peças (bobina completa).
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para bobinas remanescentes.
• Fita de Cobertura:Aplicada para selar os componentes nos bolsos.
• Normas de Embalagem:Conformes com as especificações ANSI/EIA-481.
• Componentes em Falta:É permitido um máximo de dois bolsos vazios consecutivos por especificação da bobina.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Limitação de Corrente

Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório quando alimentado por uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (2.4V) para um design conservador, garantindo que a corrente não excede o valor desejado. Por exemplo, para alimentar a 20mA a partir de uma fonte de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. O valor padrão mais próximo (ex., 120Ω ou 150Ω) seria selecionado, considerando a potência nominal (P = I²R).

8.2 Gestão Térmica

Embora pequeno, o LED gera calor na junção semicondutora. A dissipação de potência nominal (72mW) e a gama de temperatura de funcionamento (-40°C a +85°C) devem ser respeitadas. Para operação contínua na ou perto da corrente máxima (30mA), garanta que o PCB fornece alívio térmico adequado. Isto pode envolver o uso de vias térmicas sob a pista térmica do LED (se aplicável), ligação a uma área de cobre e evitar operação em espaços fechados e não ventilados. Temperatura excessiva da junção leva a uma redução na saída de luz, envelhecimento acelerado e potencial falha prematura.

8.3 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Embora esta ficha técnica não classifique explicitamente a imunidade a ESD, os LEDs são geralmente sensíveis a descargas eletrostáticas. Devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem e manuseamento: use bancadas de trabalho aterradas, pulseiras condutoras e recipientes condutores.

8.4 Design Ótico

O ângulo de visão de 110 graus fornece um padrão de emissão difuso e amplo, adequado para indicadores de estado destinados a serem vistos de vários ângulos. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias (lentes ou tubos de luz). A lente transparente permite que a verdadeira cor do chip (laranja) seja vista sem alteração de tonalidade.

9. Comparação Técnica e Orientação de Seleção

O LTST-020KFKT oferece uma combinação específica de atributos. Ao selecionar um LED para um design, compare o seguinte com alternativas:

• Tecnologia (AlInGaP):Fornece alta eficiência e boa pureza de cor no espectro laranja/vermelho/âmbar. Tipicamente tem melhor estabilidade térmica e vida útil mais longa do que tecnologias mais antigas como GaAsP.
• Tamanho do Encapsulamento (020):Um dos menores encapsulamentos padrão de LED SMD, ideal para placas de alta densidade. Encapsulamentos maiores (ex., 0402, 0603) podem ser mais fáceis de manusear manualmente ou podem oferecer capacidade de potência ligeiramente superior.
• Brilho (90-280mcd):Esta gama de brilho é adequada para indicadores internos e retroiluminação. Para aplicações legíveis à luz solar ou sinalização a longa distância, seriam necessários LEDs de maior intensidade.
• Tensão (1.8-2.4V):A tensão direta relativamente baixa permite operação a partir de fontes de alimentação lógicas de baixa tensão (3.3V, 5V) com queda de tensão mínima no resistor limitador de corrente, melhorando a eficiência energética.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_p):O comprimento de onda único no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima (611 nm típico para este LED).

Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único da luz monocromática que, quando combinado com uma referência branca especificada, corresponde à cor percebida do LED. É derivado das coordenadas de cromaticidade CIE e correlaciona-se mais de perto com a perceção de cor do olho humano (600-612 nm para este LED).

10.2 Posso alimentar este LED sem um resistor limitador de corrente?

No.Alimentar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, excedendo rapidamente a Classificação Absoluta Máxima para corrente direta (30mA DC), levando a falha instantânea ou rápida. É sempre necessário um resistor em série ou um circuito de acionamento de corrente constante.

10.3 Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

O código completo do produto (ex., LTST-020KFKT) pode ter sufixos que indicam bins específicos para V_F, I_V, e λ_d. Consulte o fabricante ou distribuidor para combinações de bins disponíveis. Selecionar bins mais apertados garante um desempenho mais consistente em todas as unidades da sua produção, mas pode afetar o custo e a disponibilidade.

10.4 Este LED é adequado para aplicações automóveis?

Esta ficha técnica padrão não lista a qualificação automóvel AEC-Q101. Para uso em ambientes automóveis (gamas de temperatura estendidas, vibração, humidade), deve ser selecionado um LED especificamente qualificado para normas automóveis.

11. Exemplo Prático de Design

Cenário:Projetar um indicador de energia "LIGADO" para um dispositivo baseado em microcontrolador de 3.3V.

Objetivo:Fornecer uma indicação laranja clara e visível com uma corrente direta de aproximadamente 15mA (conservadora para longa vida útil).

Passos:

1. Seleção de Parâmetros:Da ficha técnica, use um V_Ftípico de 2.1V para cálculo. I_Falvo = 15mA.

2. Cálculo do Resistor:R = (V_fonte- V_F) / I_F= (3.3V - 2.1V) / 0.015A = 80Ω.

3. Valor Padrão & Verificação de Potência:Selecione um resistor padrão de 82Ω. Dissipação de potência no resistor: P = I²R = (0.015)²* 82 = 0.01845W. Um resistor padrão de 1/16W (0.0625W) ou 1/10W é mais do que adequado.

4. Layout do PCB:Coloque o resistor de 82Ω em série com o ânodo do LED. Ligue o cátodo do LED ao terra. Siga o layout de pistas recomendado da secção 6.1 para o LED. Garanta que a polaridade está correta (a marca do cátodo no silkscreen do PCB corresponde à marcação do LED).

5. Desempenho Esperado:A 15mA, a intensidade luminosa será proporcionalmente menor do que a condição de teste de 20mA, mas ainda suficiente para um indicador de painel. A corrente mais baixa também reduz a temperatura da junção, melhorando a fiabilidade a longo prazo.