Ficha Técnica do LED SMD LTST-E682QETBWT - Vermelho e Azul - 30mA - 75mW/108mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-E682QETBWT é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) que apresenta uma configuração de duas cores num único encapsulamento. Foi concebido para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), tornando-o adequado para fabricação em grande volume. O componente combina dois materiais semicondutores distintos: AlInGaP para emissão de luz vermelha e InGaN para emissão de luz azul, cada um controlado através de pares ânodo-cátodo separados. Este design é direcionado para aplicações que requerem indicação de estado compacta e fiável ou retroiluminação em dispositivos eletrónicos com espaço limitado.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para compatibilidade com equipamentos de pick-and-place automatizados.
• Contorno do encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Níveis de acionamento compatíveis com circuitos integrados (IC).
• Adequado para processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR).
• Pré-condicionado para o nível de sensibilidade à humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Aplicações

Este LED destina-se a uma vasta gama de eletrónicos de consumo e industriais onde são necessários indicadores visuais fiáveis. Casos de uso típicos incluem indicadores de estado e de energia em equipamentos de telecomunicações (ex.: routers, modems), dispositivos de automação de escritório (ex.: impressoras, scanners), eletrodomésticos e vários painéis de controlo industrial. Também pode ser utilizado para retroiluminação de botões ou símbolos em painéis frontais, e em sinalização interior de baixa resolução onde são necessários sinais de cor específicos.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise detalhada dos parâmetros elétricos, óticos e térmicos que definem os limites operacionais e o desempenho do LED.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estes valores representam os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestes limites. Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):Vermelho: 75 mW, Azul: 108 mW. Esta é a perda de potência máxima permitida na forma de calor. Excedê-la pode levar ao aumento da temperatura de junção e degradação acelerada.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA para ambas as cores. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA para ambas as cores. Esta é a corrente contínua máxima recomendada para operação fiável a longo prazo.
• Gama de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O dispositivo foi concebido para funcionar dentro deste intervalo de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem alimentação aplicada dentro destes limites.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são medidos a Ta=25°C com uma corrente direta (I_F) de 20mA, que é a condição de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida chave da perceção da saída de luz. Para o LED Vermelho, a gama típica é de 450-1080 milicandelas (mcd). Para o LED Azul, a gama é de 280-680 mcd. O valor real para uma unidade específica depende da sua classificação de bin.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 120 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico. A lente difusa cria um padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano, adequado para visualização em ângulo amplo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Vermelho: 632 nm (típico), Azul: 468 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Vermelho: 616-628 nm, Azul: 465-475 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que melhor corresponde à cor do LED. É derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ):Vermelho: 20 nm, Azul: 25 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Vermelho: 1.7-2.5V, Azul: 2.6-3.6V a 20mA. O LED Azul requer uma tensão mais elevada devido ao maior bandgap do material InGaN. Os projetistas devem ter em conta esta diferença ao acionar as duas cores a partir da mesma linha de tensão.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 10 µA a uma tensão inversa (V_R) de 5V. Os LEDs não são concebidos para operação em polarização inversa; este parâmetro é principalmente para testes de qualidade.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-E682QETBWT utiliza um sistema de binning por intensidade luminosa.

3.1 Bins de Intensidade Luminosa

Cada cor tem três bins de intensidade com uma tolerância de ±11% dentro de cada bin.

• Bins Vermelho (AlInGaP):
  • R1: 450 - 600 mcd
  • R2: 600 - 805 mcd
  • R3: 805 - 1080 mcd
• Bins Azul (InGaN):
  • B1: 280 - 375 mcd
  • B2: 375 - 500 mcd
  • B3: 500 - 680 mcd

Este binning permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho para a sua aplicação, garantindo consistência visual entre múltiplas unidades num produto.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Pinagem

O dispositivo está em conformidade com uma pegada SMD padrão. As dimensões críticas incluem o tamanho do corpo e o espaçamento dos terminais, que são essenciais para o desenho do padrão de soldadura na PCB. A atribuição dos pinos é a seguinte: Os pinos 1 e 2 são para o LED Azul, e os pinos 3 e 4 são para o LED Vermelho. O cátodo e o ânodo de cada cor estão internamente ligados a pinos específicos; consultar o desenho detalhado do encapsulamento é necessário para a orientação correta. Todas as tolerâncias dimensionais são tipicamente ±0.2mm salvo indicação em contrário.

4.2 Pad de Ligação à PCB Recomendado

É fornecido um padrão de soldadura sugerido (layout das pistas de cobre) para soldadura por refluxo por infravermelhos ou fase de vapor. Seguir esta recomendação ajuda a obter filetes de solda fiáveis, alinhamento adequado e transferência de calor eficaz durante o processo de soldadura, minimizando defeitos como tombamento ou desalinhamento.

5. Diretrizes de Montagem e Manuseamento

5.1 Processo de Soldadura

O componente é compatível com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos sem chumbo (Pb-free). É fornecida um perfil de temperatura sugerido conforme a J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C até 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C. O tempo acima de 217°C (temperatura de liquidus para solda SnAgCu) deve ser controlado.
• Tempo Total de Soldadura:Máximo 10 segundos na temperatura de pico, sendo permitido um máximo de dois ciclos de refluxo.

Para retrabalho manual com ferro de soldar, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junção, apenas uma vez, para evitar danos térmicos no encapsulamento plástico e no chip semicondutor.

5.2 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. 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 e o encapsulamento, levando a descoloração ou fissuração.

5.3 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Embalados como Nível de Sensibilidade à Humidade 3 (MSL3), os LEDs são selados num saco de barreira à humidade com dessecante. Devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de humidade relativa (HR). Uma vez aberto o saco original, a \"vida útil no chão de fábrica\" é de 168 horas (7 dias) sob condições de ≤30°C/60% HR antes de terem de ser soldados. Se este prazo for excedido, é necessário um cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas para remover a humidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" (fissuração do encapsulamento) durante o refluxo.

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Método de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente ao ligar múltiplos LEDs em paralelo, cada LED ou cada canal de cor deve ser acionado com uma fonte de corrente constante ou através de uma resistência limitadora de corrente. A tensão direta (V_F) tem uma tolerância e varia com a temperatura; acionar com uma fonte de tensão constante sem uma resistência em série pode levar a corrente excessiva e falha rápida.

6.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa, um projeto térmico adequado prolonga a vida útil e mantém a saída de luz estável. A própria PCB atua como dissipador de calor. Garantir uma área de cobre adequada ligada aos pads térmicos (se existirem) ou aos terminais do LED ajuda a dissipar calor. Operar no ou perto da corrente contínua máxima em temperaturas ambientes elevadas aumentará a temperatura de junção, o que pode reduzir a saída luminosa e acelerar a depreciação de lúmens a longo prazo.

6.3 Projeto Ótico

O ângulo de visão de 120 graus e a lente difusa proporcionam uma emissão de luz ampla e suave, adequada para indicadores de painel onde a visualização não é estritamente axial. Para aplicações que requerem luz mais direcionada, podem ser necessárias óticas secundárias (ex.: tubos de luz, lentes). As diferentes intensidades luminosas dos chips vermelho e azul podem exigir ajuste de corrente independente se o equilíbrio de cores num cenário de luz mista for crítico.

7. Fiabilidade e Limites Operacionais

O dispositivo destina-se a eletrónica de uso geral. Aplicações envolvendo requisitos de fiabilidade extremos, como em aviação, transportes, suporte de vida médico ou sistemas críticos para a segurança, requerem consulta e qualificação prévias. Os limites operacionais definidos nas Classificações Absolutas Máximas e nas diretrizes de montagem devem ser estritamente observados para garantir o desempenho e longevidade especificados. A falha em fazê-lo, como aplicar polarização inversa, exceder os limites de corrente ou soldadura inadequada, anulará as expectativas de fiabilidade.