Ficha Técnica do LED SMD LTST-010VEKT - Vermelho AlInGaP - 30mA - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-010VEKT é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Ele utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir luz vermelha. Seu tamanho miniatura o torna adequado para aplicações com espaço limitado em diversos setores de equipamentos eletrônicos.

1.1 Vantagens Principais

• Pegada Miniatura:O encapsulamento compacto padrão EIA permite layouts de PCB de alta densidade.
• Compatibilidade com Automação:Embalado em fita de 12mm em bobinas de 7 polegadas, é totalmente compatível com linhas de montagem automatizadas pick-and-place e tecnologia de montagem em superfície (SMT).
• Robusta Compatibilidade de Processo:Projetado para suportar os perfis padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) utilizados em processos de fabricação sem chumbo (Pb-free).
• Conformidade Ambiental:O produto atende às diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Confiabilidade:Os componentes são pré-condicionados para o Nível de Sensibilidade à Umidade JEDEC 3, garantindo confiabilidade durante o processo de soldagem.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED destina-se a uma ampla gama de eletrônicos de consumo, industriais e de comunicação onde é necessária indicação de estado confiável ou iluminação de baixo nível.

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de status em roteadores, modems e switches de rede.
• Automação de Escritório:Indicadores de painel em impressoras, scanners e copiadoras.
• Eletrodomésticos:Indicadores de ligado/standby em televisores, sistemas de áudio e eletrodomésticos.
• Painéis de Controle Industrial:Indicação de sinal e falha.
• Retroiluminação de Painel Frontal:Iluminação para botões e símbolos.
• Sinalização Interna e Luminárias de Símbolos.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A corrente contínua máxima que pode ser aplicada.
• Corrente Direta de Pico:80 mA. Isto é permitido apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para atingir brevemente uma saída de luz mais alta.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura imediata da junção.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos na condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 560 mcd (mín) a 1120 mcd (máx), com um valor típico dentro desta faixa. Medido usando um sensor filtrado para a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ½):115 graus (típico). Este amplo ângulo de visão indica que a intensidade da luz é metade do seu valor de pico a ±57.5 graus do eixo central, sendo adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):639 nm (típico). O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Entre 617 nm e 633 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor \"vermelha\". A tolerância dentro de seu lote é de ± 1nm.
• Largura de Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (típico). A largura de banda espectral onde a emissão é pelo menos metade da intensidade de pico, indicando pureza da cor.
• Tensão Direta (VF):Entre 1.6 V (mín) e 2.5 V (máx) a 20mA. A queda de tensão através do LED durante a operação.
• Corrente Reversa (IR):10 µA (máx) quando uma tensão reversa de 5V é aplicada. Este parâmetro é principalmente para teste de qualidade; o dispositivo não é projetado para operação reversa.

3. Sistema de Classificação por Lotes (Binning)

Os LEDs são classificados em lotes de desempenho para garantir consistência na aplicação. Os projetistas podem selecionar lotes para atender requisitos específicos de projeto para brilho, tensão ou cor.

3.1 Classificação de Intensidade Luminosa (Iv)

A classificação por lotes garante um nível mínimo de brilho. A tolerância dentro de cada lote é de ±11%.

• U2:560 mcd (Mín) a 710 mcd (Máx)
• V1:710 mcd (Mín) a 900 mcd (Máx)
• V2:900 mcd (Mín) a 1120 mcd (Máx)

3.2 Classificação de Tensão Direta (VF)

A classificação por lotes auxilia no projeto de circuitos de acionamento de corrente consistentes. A tolerância dentro de cada lote é de ± 0.1V.

• G1:1.60 V (Mín) a 1.90 V (Máx)
• G2:1.90 V (Mín) a 2.20 V (Máx)
• G3:2.20 V (Mín) a 2.50 V (Máx)

3.3 Classificação de Comprimento de Onda Dominante (WD)

Crítico para aplicações onde a cor é crítica. A tolerância dentro de cada lote é de ± 1nm.

• R1:617.0 nm (Mín) a 621.0 nm (Máx)
• R2:621.0 nm (Mín) a 625.0 nm (Máx)
• R3:625.0 nm (Mín) a 629.0 nm (Máx)
• R4:629.0 nm (Mín) a 633.0 nm (Máx)

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as curvas típicas para este tipo de LED fornecem insights cruciais para o projeto.

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

A curva I-V é exponencial. Um pequeno aumento na tensão além do limiar de condução causa um grande aumento na corrente. Isto ressalta a importância de acionar LEDs com uma fonte de corrente constante, não uma tensão constante, para prevenir fuga térmica e garantir saída de luz estável.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa nominal. Operar acima da corrente contínua máxima absoluta pode levar à depreciação acelerada do lúmen e redução da vida útil.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Para LEDs AlInGaP, a saída de luz pode cair significativamente em altas temperaturas. O gerenciamento térmico eficaz na PCB é essencial para manter o desempenho em ambientes de alta temperatura.

4.4 Distribuição Espectral

O espectro de emissão está centrado em torno de 639 nm (pico) com uma largura de meia altura típica de 20 nm, definindo sua cor vermelha saturada. O lote de comprimento de onda dominante determina o matiz preciso.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED vem em um encapsulamento padrão de montagem em superfície. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros.
• A tolerância padrão é de ±0.1 mm, salvo indicação em contrário.
• A cor da lente é transparente, enquanto a cor da fonte de luz é vermelha AlInGaP.

5.2 Identificação de Polaridade e Layout Recomendado de Trilhas na PCB

A ficha técnica inclui um padrão de trilhas recomendado para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase vapor. Seguir este padrão garante a formação e alinhamento adequados da junta de solda. O cátodo é tipicamente marcado no dispositivo ou indicado no diagrama da pegada. A polaridade correta é essencial para a operação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

É fornecido um perfil de refluxo sem chumbo sugerido, compatível com J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Deve ser controlado de acordo com as especificações da pasta de solda.
• Tempo Total de Soldagem:Máximo de 10 segundos na temperatura de pico, com um máximo de dois ciclos de refluxo recomendados.

Nota:O perfil ideal depende da montagem específica da PCB. O perfil fornecido é uma diretriz que deve ser caracterizada para a configuração de produção real.

6.2 Soldagem Manual (Se Necessário)

• Temperatura do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo de 3 segundos por trilha.
• Frequência:Apenas uma vez. Evite aquecimento repetido.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, use apenas solventes especificados para evitar danos ao encapsulamento plástico. A imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Não use limpeza ultrassônica a menos que verificada a compatibilidade.

7. Precauções de Armazenamento e Manuseio

7.1 Sensibilidade à Umidade

O dispositivo é classificado no Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3.

• Embalagem Selada:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 70% UR. Use dentro de um ano da data de embalagem.
• Embalagem Aberta:Se a bolsa de barreira de umidade for aberta, os componentes devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% UR.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Componentes expostos às condições ambientais da fábrica devem ser soldados dentro de 168 horas (7 dias).
• Armazenamento Prolongado/Pré-aquecimento (Baking):Se expostos por mais de 168 horas, é necessário um pré-aquecimento a 60°C por pelo menos 48 horas antes do refluxo para remover a umidade absorvida e prevenir danos do tipo \"pipocagem\" durante a soldagem.

7.2 Limites de Aplicação

Este componente é projetado para equipamentos eletrônicos comerciais e industriais padrão. Não é qualificado para aplicações críticas de segurança onde a falha poderia colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte à vida médico, controle de transporte) sem consulta prévia e qualificação específica.

8. Informações de Embalagem e Pedido

8.1 Embalagem Padrão

• Fita:Fita transportadora relevada de 12mm de largura.
• Bobina:Bobina de diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade por Bobina:4000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme as especificações ANSI/EIA-481.

9. Considerações de Projeto de Aplicação

9.1 Método de Acionamento

LEDs são dispositivos acionados por corrente. O método mais confiável é usar uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão.

Cálculo do Resistor em Série (R_s):
R_s= (V_fonte- V_F) / I_F
Onde V_Fé a tensão direta do LED (use o valor máximo da ficha técnica para projeto no pior caso), I_Fé a corrente direta desejada (ex.: 20mA), e V_fonteé a tensão da fonte.

Exemplo:Para uma fonte de 5V, V_F(máx)=2.5V, I_F=20mA.
R_s= (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ω. Um resistor padrão de 120 Ω ou 150 Ω seria adequado.

9.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (75mW), manter uma baixa temperatura de junção é fundamental para a confiabilidade de longo prazo e saída de luz estável. Certifique-se de que a PCB tenha alívio térmico adequado, especialmente se vários LEDs forem usados ou se a temperatura ambiente for alta. Evite colocar componentes geradores de calor nas proximidades.

9.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 115 graus proporciona ampla visibilidade. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, ópticas secundárias (lentes) podem ser usadas. A lente transparente é ideal para aplicações onde se deseja a cor verdadeira do chip AlInGaP sem difusão.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Posso acionar este LED diretamente de um pino GPIO de um microcontrolador?

Depende da capacidade de fornecimento de corrente do pino GPIO. A maioria dos pinos de MCU pode fornecer 20-25mA, o que está dentro da faixa de operação do LED. No entanto, vocêdeveusar um resistor limitador de corrente em série, conforme descrito na seção 9.1. Nunca conecte um LED diretamente entre uma fonte de tensão e um pino GPIO, pois isso pode destruir tanto o LED quanto o pino do microcontrolador devido à corrente excessiva.

10.2 Por que há uma especificação de corrente de pico (80mA) maior que a especificação de corrente contínua (30mA)?

A especificação de corrente de pico permite operação pulsada, como em displays multiplexados ou para flashes breves de alto brilho. O ciclo de trabalho (1/10) e a curta largura de pulso (0.1ms) garantem que a potência média e a temperatura da junção não excedam os limites seguros. Para operação contínua, o limite de 30mA DC deve ser observado.

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

Comprimento de Onda de Pico (λp)é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica.Comprimento de Onda Dominante (λd)é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (diagrama de cromaticidade CIE); é o comprimento de onda da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor do LED. λd é mais relevante para especificação de cor em aplicações visuais.

10.4 Como seleciono o lote correto para minha aplicação?

• Escolha umlote de Iv (U2, V1, V2)com base no brilho mínimo necessário.
• Escolha umlote de VF (G1, G2, G3)se seu projeto for sensível a variações de queda de tensão, especialmente ao acionar múltiplos LEDs em série.
• Escolha umlote de WD (R1-R4)para aplicações críticas de cor onde um matiz consistente entre múltiplas unidades ou com outros componentes é necessário.