Ficha Técnica do LED SMD LTST-C171KDKT - Vermelho AllnGaP - 20mA - 50mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma lâmpada LED de dispositivo de montagem em superfície (SMD). Projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), este componente é adequado para aplicações com restrições de espaço numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Características Principais

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Utiliza um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AllnGaP) ultrabrilhante para emissão de luz vermelha.
• Fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para máquinas de pick-and-place automatizadas.
• Encapsulado num formato padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatível eletricamente com níveis de acionamento de circuitos integrados (IC).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação automática.
• Resiste aos processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se a ser utilizado como indicador de estado, retroiluminação ou fonte de sinal em vários setores:

• Equipamentos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios/celulares).
• Dispositivos de automação de escritório (ex.: computadores portáteis, sistemas de rede).
• Eletrodomésticos e eletrónica de consumo.
• Painéis de controlo industrial e instrumentação.
• Retroiluminação de teclado.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-displays e luminárias simbólicas.

2. Dimensões e Configuração do Encapsulamento

O dispositivo apresenta uma lente transparente encapsulando uma fonte de luz vermelha AllnGaP. Todas as especificações dimensionais são fornecidas em milímetros (mm). Salvo indicação explícita em contrário, a tolerância padrão para todas as dimensões lineares é de ±0,1 mm. Desenhos mecânicos detalhados que definem o contorno do encapsulamento, a configuração dos terminais e a área de soldagem recomendada na PCB estão incluídos na ficha técnica para garantir um layout e soldagem adequados da placa.

3. Especificações e Características

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

3.1 Especificações Máximas Absolutas

• Dissipação de Potência (Pd):50 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(peak)):40 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua DC (I_F):20 mA
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Gama de Temperatura de Funcionamento:-30°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C
• Condição de Soldagem por Refluxo IR:Temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

3.2 Características Elétricas e Óticas

A tabela seguinte detalha os parâmetros de desempenho típicos quando o dispositivo é operado na sua corrente direta nominal de 20mA.

• Intensidade Luminosa (I_V):4,5 - 45,0 mcd (milicandela). Medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor no eixo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):650 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):630 - 645 nm. Representa o ponto de cor percebido no diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (típico). A banda de comprimento de onda a metade da intensidade espectral de pico.
• Tensão Direta (V_F):1,6 - 2,4 V a I_F=20mA.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R=5V.

3.3 Precaução com Descarga Eletrostática (ESD)

Este dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas e sobretensões elétricas. Devem ser seguidas as devidas medidas de controlo de ESD durante a manipulação e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras de aterramento, luvas antiestáticas e garantir que todo o equipamento e superfícies de trabalho estão devidamente aterrados para prevenir danos latentes ou catastróficos.

4. Sistema de Classificação por Lotes (Binning)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os dispositivos são classificados em lotes com base na intensidade luminosa medida. O código do lote é marcado para rastreabilidade.

4.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Para a variante de cor vermelha, os lotes são definidos da seguinte forma (medidos a I_F=20mA):

• Lote J:4,5 - 7,1 mcd
• Lote K:7,1 - 11,2 mcd
• Lote L:11,2 - 18,0 mcd
• Lote M:18,0 - 28,0 mcd
• Lote N:28,0 - 45,0 mcd

Aplica-se uma tolerância de ±15% aos limites de cada lote de intensidade.

5. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui representações gráficas das características principais, que são essenciais para o projeto do circuito e previsão de desempenho.

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

Esta curva ilustra a relação entre a tensão direta (V_F) e a corrente direta (I_F). Mostra a tensão de condução típica e a resistência dinâmica do LED, o que é crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.

5.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico mostra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. Normalmente demonstra uma relação quase linear dentro da gama de operação recomendada, auxiliando no controlo do brilho através da modulação de corrente.

5.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva descreve a redução da saída de luz com a temperatura. A intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é um fator crítico para aplicações que operam em ambientes de temperatura elevada ou a correntes de acionamento altas.

5.4 Distribuição Espectral

O gráfico de distribuição espectral de potência mostra a intensidade da luz emitida em função do comprimento de onda. Confirma o comprimento de onda de pico (λ_P) e a largura a meia altura espectral (Δλ), definindo a pureza da cor da emissão vermelha.

6. Diretrizes de Montagem e Manipulação

6.1 Limpeza

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

6.2 Layout Recomendado para as Pistas de Soldagem na PCB

É fornecido um desenho detalhado da geometria sugerida para as pistas de soldagem, para garantir a formação de uma ligação de solda fiável, o alinhamento correto e resistência mecânica suficiente. Respeitar esta área de soldagem é vital para o sucesso da soldagem por refluxo.

6.3 Especificações da Embalagem em Fita e Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora relevada com uma fita de proteção. Os detalhes principais da embalagem incluem:

• Largura da fita transportadora: 8 mm.
• Diâmetro da bobina: 7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por bobina: 3000 unidades.
• Quantidade mínima de encomenda para remanescentes: 500 unidades.
• A embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA-481.

7. Notas de Aplicação e Precauções

7.1 Uso Pretendido

Este componente foi projetado para equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Não está classificado para aplicações críticas de segurança onde uma falha possa colocar diretamente em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlo de transportes). Para tais aplicações, é necessária consulta com o fabricante.

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 o saco de barreira à humidade com dessecante está intacto.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos do seu saco selado, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% HR. Recomenda-se completar a soldagem por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias) após a exposição, correspondendo ao Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 2a. Para exposições mais longas, é necessário um pré-aquecimento (baking) a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem, para prevenir o efeito "popcorn" durante o refluxo.

7.3 Recomendações de Soldagem

Soldagem por Refluxo (Processo sem Chumbo):

• Temperatura de Pré-aquecimento: 150-200°C
• Tempo de Pré-aquecimento: Máximo 120 segundos
• Temperatura de Pico do Corpo: Máximo 260°C
• Tempo Acima de 260°C: Máximo 10 segundos no total (máx. 2 ciclos de refluxo)

Soldagem Manual (Ferro de Soldar):

• Temperatura da Ponta do Ferro: Máximo 300°C
• Tempo de Contacto: Máximo 3 segundos (uma única vez)

Nota: O perfil de refluxo ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno. As condições fornecidas são diretrizes baseadas em normas JEDEC e verificação ao nível do componente.

7.4 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir um brilho uniforme ao acionar vários LEDs em paralelo, deve ser colocado um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. Isto compensa a variação natural na tensão direta (V_F) de dispositivo para dispositivo, prevenindo a concentração de corrente e iluminação desigual. Não é recomendado acionar LEDs diretamente a partir de uma fonte de tensão sem resistência em série, pois provavelmente levará a uma falha prematura.

8. Análise Técnica Aprofundada e Considerações de Projeto

8.1 Tecnologia AllnGaP

O Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AllnGaP) é um sistema de material semicondutor particularmente adequado para produzir LEDs vermelhos, laranja e amarelos de alta eficiência. Comparado com tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Arsénio de Gálio (GaAsP), o AllnGaP oferece uma eficácia luminosa significativamente maior (saída de luz por watt elétrico), melhor estabilidade térmica e uma pureza de cor superior. Isto torna-o a escolha preferida para aplicações que requerem indicadores vermelhos brilhantes e fiáveis.

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento seja pequeno, gerir a temperatura da junção é crítica para a fiabilidade a longo prazo e para manter a saída de luz. A especificação máxima de dissipação de potência de 50mW deve ser respeitada. Os projetistas devem considerar o percurso térmico desde a junção do LED até ao ambiente. Utilizar uma área adequada de pista de cobre na PCB atua como um dissipador de calor, ajudando a dissipar o calor e a baixar a temperatura de operação da junção, preservando assim a intensidade luminosa e a vida útil.

8.3 Considerações de Projeto Ótico

O ângulo de visão de 130 graus classifica este como um LED de grande ângulo. Isto é ideal para indicadores de estado que precisam de ser visíveis a partir de uma ampla gama de perspetivas. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias (como lentes ou guias de luz). A lente transparente proporciona a máxima extração de luz possível do chip, maximizando a intensidade luminosa direta.

8.4 Comparação com Tecnologias Alternativas

A principal vantagem deste LED vermelho AllnGaP é a sua combinação de brilho e eficiência. Para aplicações menos exigentes onde o brilho máximo não é necessário, LEDs GaAsP mais antigos podem ser uma alternativa de menor custo, mas seriam menos brilhantes e menos eficientes. Para aplicações que requerem emissão vermelha profunda ou infravermelha, poderiam ser utilizados chips de Arsenieto de Gálio (GaAs) ou Arsenieto de Alumínio e Gálio (AlGaAs). A escolha depende dos objetivos específicos de comprimento de onda, eficiência e custo da aplicação.