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

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um diodo emissor de luz (LED) de montagem superficial (SMD) miniaturizado. Este componente foi projetado para processos de montagem automatizada de placas de circuito impresso (PCB), sendo ideal para fabricação em grande volume. O seu formato compacto atende às necessidades de aplicações com restrições de espaço numa vasta gama de equipamentos eletrónicos modernos.

1.1 Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens-chave para engenheiros de projeto e fabricantes. É compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), garantindo segurança ambiental. O componente é fornecido em fita padrão da indústria de 12mm em bobinas de 7 polegadas, sendo totalmente compatível com máquinas automáticas de pick-and-place, otimizando a linha de montagem. Além disso, foi projetado para suportar processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), padrão para montagem de PCB sem chumbo (Pb-free). As suas características elétricas são compatíveis com níveis lógicos de circuitos integrados (IC), simplificando o projeto do circuito de acionamento.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

A versatilidade deste LED SMD torna-o adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos. As principais áreas de aplicação incluem dispositivos de telecomunicações, como telefones sem fio e celulares, computação portátil, como notebooks e tablets, e sistemas de rede. Também é comumente utilizado em eletrodomésticos para indicação de estado e em vários equipamentos industriais. As funções específicas nestes dispositivos abrangem indicadores de estado, retroiluminação para painéis frontais e teclados, e iluminação de baixo nível para símbolos e sinais.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Uma compreensão completa dos parâmetros elétricos e óticos é crucial para um projeto de circuito confiável e para alcançar um desempenho consistente.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. São especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 30 mA. Em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0.1ms, é permitida uma corrente direta de pico de 80 mA. A dissipação total de potência (Pd) não deve exceder 72 mW. O dispositivo é classificado para operar numa faixa de temperatura de -40°C a +85°C e pode ser armazenado em ambientes de -40°C a +100°C.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estas características são medidas em condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=20mA) e definem o desempenho típico. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico dentro de uma faixa definida, com valores mínimos e máximos específicos detalhados na secção de binning. O ângulo de visão (2θ1/2), onde a intensidade é metade do valor no eixo, é de 110 graus, proporcionando um padrão de feixe amplo. A luz emitida está no espectro vermelho, com um comprimento de onda de emissão de pico (λp) de 639 nm e um comprimento de onda dominante (λd) de 631 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 20 nm. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2.0 volts, com um máximo de 2.4 volts a 20mA. A corrente reversa (IR) é limitada a um máximo de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V; note que o dispositivo não foi projetado para operar sob polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a critérios mínimos de desempenho específicos para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em bins distintos, cada um definido por um código (R1, R2, S1, S2) e uma faixa de intensidade mín./máx. medida em milicandelas (mcd) a 20mA. Por exemplo, o bin R1 cobre intensidades de 112 a 140 mcd, enquanto o bin S2 cobre de 220 a 280 mcd. Uma tolerância de +/-11% aplica-se dentro de cada bin. Este sistema permite a aquisição de LEDs com níveis mínimos de brilho garantidos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo em condições variáveis, o que é essencial para um projeto robusto.

4.1 Corrente Direta vs. Intensidade Luminosa

A relação entre a corrente direta (IF) e a intensidade luminosa (Iv) é geralmente linear dentro da faixa de operação. Aumentar a corrente aumenta a saída de luz, mas os projetistas devem permanecer dentro dos limites máximos absolutos de corrente e dissipação de potência para garantir a longevidade.

4.2 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva mostra a característica IV do díodo. A tensão direta aumenta logaritmicamente com a corrente. Compreender esta curva é importante para projetar o resistor limitador de corrente em série com o LED, de modo a definir o ponto de operação desejado e compensar variações na tensão de alimentação.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a tensão direta (VF) diminui ligeiramente com o aumento da temperatura da junção, enquanto a intensidade luminosa (Iv) também diminui. Projetos para ambientes de alta temperatura ambiente ou operação de alta potência devem considerar esta derating.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está em conformidade com um contorno padrão da indústria para encapsulamentos SMD. As dimensões principais incluem um comprimento do corpo de 2.0 mm, uma largura de 1.25 mm e uma altura de 1.1 mm. Todas as tolerâncias dimensionais são tipicamente ±0.1 mm, salvo indicação em contrário. Desenhos mecânicos detalhados devem ser consultados para um projeto preciso do padrão de solda (land pattern).

5.2 Identificação de Polaridade e Projeto dos Pads

O cátodo é tipicamente marcado no dispositivo, muitas vezes por um entalhe, um ponto verde ou um comprimento de terminal diferente. O padrão de solda (footprint) recomendado para a PCB é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda durante o refluxo. Este padrão é crucial para alcançar uma conexão mecânica e elétrica confiável, evitando pontes de solda ou o efeito "tombstoning".

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e montagem adequados são críticos para manter a confiabilidade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Perfil de Refluxo IR Recomendado

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), recomenda-se um perfil de temperatura de refluxo específico, compatível com normas como a J-STD-020. Este perfil inclui uma fase de pré-aquecimento, uma rampa de temperatura, um tempo acima do líquido (TAL), uma temperatura de pico não superior a 260°C e uma taxa de arrefecimento controlada. A adesão a este perfil evita choque térmico e danos ao encapsulamento do LED.

6.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs SMD são dispositivos sensíveis à humidade (MSD). Quando armazenados na sua embalagem selada original à prova de humidade com dessecante, devem ser mantidos a ≤30°C e ≤70% de humidade relativa (RH) e utilizados dentro de um ano. Uma vez aberta a embalagem, inicia-se a \"vida útil no chão de fábrica\". Os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% RH e recomenda-se que sejam processados (soldados por refluxo) dentro de 168 horas (7 dias). Se expostos por mais tempo, é necessário um procedimento de secagem (ex.: 60°C por 48 horas) para remover a humidade absorvida e evitar o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

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

7. Embalagem e Manuseio

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. As quantidades padrão por bobina são de 4000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. Devem ser observadas precauções adequadas contra descarga eletrostática (ESD) durante o manuseio.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho consistente e evitar o desequilíbrio de corrente, cada LED numa configuração paralela deve ter o seu próprio resistor limitador de corrente. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED e IF é a corrente direta desejada. Acionar o LED com uma fonte de corrente constante é o método mais estável.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, uma gestão térmica eficaz na PCB pode aumentar a longevidade e manter uma saída de luz estável. Garantir uma área de cobre adequada em torno dos pads do LED ajuda a dissipar o calor. Para aplicações envolvendo altas temperaturas ambientes ou altas correntes de acionamento, as considerações térmicas tornam-se mais críticas.

8.3 Projeto Ótico

O ângulo de visão de 110 graus proporciona um padrão de emissão amplo, adequado para indicadores de estado. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, podem ser empregues óticas secundárias, como lentes ou guias de luz. A escolha da cor da lente (neste caso, transparente) afeta a cor percebida e a difusão da luz emitida.

9. Confiabilidade e Precauções

Este produto foi projetado para uso em equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Para aplicações que requerem confiabilidade excecional onde uma falha pode representar risco à segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico), qualificação adicional e consulta com o fabricante do componente são obrigatórias. Opere sempre o dispositivo dentro dos seus Valores Máximos Absolutos publicados e condições recomendadas de operação.

10. Comparação Técnica e Tendências

Este LED vermelho baseado em AlInGaP oferece vantagens em eficiência e estabilidade de cor em comparação com tecnologias mais antigas, como o GaAsP. A tendência nos LEDs SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt), tamanhos de encapsulamento menores e maior confiabilidade em condições ambientais adversas. A adoção de materiais e processos sem chumbo e compatíveis com RoHS é agora padrão em toda a indústria.