Ficha Técnica do LED SMD LTST-C930KAKT - AlInGaP Laranja-Avermelhado - 30mA - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de alto brilho para montagem em superfície, projetado para processos de montagem automatizados. O dispositivo utiliza tecnologia avançada de semicondutor AlInGaP para produzir uma emissão na cor laranja-avermelhada. Foi projetado para confiabilidade e desempenho numa ampla gama de aplicações eletrónicas modernas onde espaço, eficiência e saída de luz consistente são críticos.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas ambientais RoHS.
• Incorporação de uma lente em forma de cúpula para distribuição de luz otimizada.
• Utiliza um chip AlInGaP de ultra brilho para alta eficiência luminosa.
• Fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em carretéis de 7 polegadas para máquinas pick-and-place automáticas.
• O encapsulamento está em conformidade com os padrões EIA.
• Projetado para compatibilidade com circuitos integrados (compatível com C.I.).
• Adequado para uso com equipamentos de colocação automática.
• Suporta processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para diversas aplicações, incluindo:

• Equipamentos de telecomunicações, sistemas de automação de escritório, eletrodomésticos e painéis de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de energia.
• Micro-displays e indicadores de painel.
• Iluminação de sinalização e símbolos.

2. Dimensões e Configuração do Encapsulamento

O dispositivo apresenta um encapsulamento padrão para montagem em superfície. As dimensões críticas incluem comprimento, largura e altura, com uma tolerância típica de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. A lente é transparente, e a cor da fonte de luz é AlInGaP Laranja-Avermelhado. Desenhos mecânicos detalhados especificando todas as dimensões críticas são uma parte essencial do processo de design para o layout da PCB.

3. Parâmetros e Características Técnicas

Todas as classificações e características são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

3.1 Classificações Absolutas Máximas

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes ao dispositivo.

• Dissipação de Potência: 75 mW
• Corrente Direta de Pico (Ciclo de Trabalho 1/10, pulso de 0,1ms): 80 mA
• Corrente Direta Contínua DC: 30 mA
• Tensão Reversa: 5 V
• Faixa de Temperatura de Operação: -30°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento: -40°C a +85°C
• Condição de Soldagem IR: 260°C por no máximo 10 segundos.

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), recomenda-se um perfil de refluxo com temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos. O perfil deve incluir fases adequadas de pré-aquecimento e arrefecimento para minimizar o stress térmico no componente e na placa de circuito impresso.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (IF=20mA).

• Intensidade Luminosa (Iv): 300 mcd (Mín), 1050 mcd (Típ)
• Ângulo de Visão (2θ1/2): 25 graus
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP): 621 nm (Típico)
• Comprimento de Onda Dominante (λd): 615 nm (Típico)
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ): 18 nm (Típico)
• Tensão Direta (VF): 2,0 V (Típ), 2,4 V (Máx)
• Corrente Reversa (IR): 10 μA (Máx) a VR=5V

Notas de Medição:A intensidade luminosa é medida usando uma combinação sensor-filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE. O ângulo de visão é definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade cai para metade do seu valor axial. O comprimento de onda dominante é derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.

3.4 Cuidado com Descarga Eletrostática (ESD)

Este dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Devem ser seguidas as devidas precauções de manuseio ESD, incluindo o uso de pulseiras aterradas, luvas antiestáticas e garantia de que todo o equipamento e estações de trabalho estão corretamente aterrados para prevenir danos.

4. Sistema de Classificação por Lotes (Bin Ranking)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os dispositivos são classificados em lotes com base na intensidade luminosa.

4.1 Códigos de Lote por Intensidade Luminosa

Para a cor Laranja-Avermelhado, medido a 20mA. Tolerância dentro de cada lote é de +/-15%.

• R: 112,0 - 180,0 mcd
• S: 180,0 - 280,0 mcd
• T: 280,0 - 450,0 mcd
• U: 450,0 - 710,0 mcd
• V: 710,0 - 1120,0 mcd
• W: 1120,0 - 1800,0 mcd
• X: 1800,0 - 2800,0 mcd
• Y: 2800,0 - 4500,0 mcd

Esta classificação permite aos designers selecionar o grau de brilho apropriado para a sua aplicação específica, equilibrando custo e requisitos de desempenho.

5. Curvas de Desempenho Típicas

Dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo em condições variáveis. As curvas-chave incluem tipicamente:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, destacando a relação não linear e a importância da regulação de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a derivação térmica da saída de luz, o que é crucial para projetos que operam em ambientes de temperatura elevada.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica IV do díodo, essencial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da potência radiante relativa versus comprimento de onda, mostrando a banda de emissão estreita característica dos LEDs AlInGaP centrada em torno de 621nm.

A análise destas curvas ajuda os engenheiros a prever o desempenho no mundo real, gerir efeitos térmicos e otimizar o circuito de acionamento para eficiência e longevidade.

6. Guia do Utilizador e Instruções de Manuseio

6.1 Limpeza

Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED. Se a limpeza for necessária após a soldagem, mergulhe o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Devem ser evitados solventes agressivos ou limpeza ultrassónica, a menos que especificamente qualificados.

6.2 Layout Recomendado para as Pistas da PCB

É fornecido um padrão de pistas (footprint) recomendado para a PCB para garantir a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e dissipação de calor. Seguir este design minimiza o efeito "tombstoning" e garante uma conexão elétrica fiável após o refluxo.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Carretel

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora. Os detalhes-chave da embalagem incluem:

• Diâmetro do Carretel: 7 polegadas.
• Passo dos Bolsos: Definido para fita de 8mm.
• Quantidade por Carretel: 1500 peças (carretel completo padrão).
• Quantidade Mínima de Embalagem: 500 peças para carretéis remanescentes.
• Componentes em Falta: Máximo de dois bolsos vazios consecutivos permitidos.
• Normas: A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

Esta embalagem é compatível com equipamentos padrão de montagem automatizada de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

7. Avisos Importantes e Notas de Aplicação

7.1 Aplicação Pretendida

Este LED foi projetado para uso em equipamentos eletrónicos comerciais e de consumo padrão. Não se destina a aplicações críticas para a segurança onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transportes). É necessária consulta para tais usos de alta confiabilidade.

7.2 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil no saco à prova de humidade com dessecante é de um ano.
Embalagem Aberta:Para componentes removidos do seu saco de barreira à humidade, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% HR. Os componentes devem ser submetidos a refluxo IR dentro de uma semana (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3). Para armazenamento além de uma semana, use um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de azoto. Componentes armazenados fora do saco por mais de uma semana requerem pré-aquecimento (baking) a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para prevenir o efeito "popcorning" durante o refluxo.

7.4 Diretrizes de Soldagem

Parâmetros de soldagem detalhados são críticos para a confiabilidade.

• Soldagem por Refluxo (Recomendada):
  • Temperatura de Pré-aquecimento: 150-200°C
  • Tempo de Pré-aquecimento: Até 120 segundos.
  • Temperatura de Pico: Máximo de 260°C.
  • Tempo Acima do Líquidus: Máximo de 10 segundos.
  • Número de Passagens: Máximo de dois ciclos de refluxo.
• Soldagem Manual (Ferro):
  • Temperatura da Ponta do Ferro: Máximo de 300°C.
  • Tempo de Contacto: Máximo de 3 segundos por pista.
  • Número de Reparos: Apenas uma vez.

O perfil de refluxo ideal depende do design específico da PCB, da pasta de solda e do forno. Os parâmetros fornecidos baseiam-se em normas JEDEC e servem como um ponto de partida fiável. Recomenda-se a caracterização para a linha de montagem específica.

7.5 Método de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conectar vários LEDs em paralelo, um resistor limitador de corrente deve ser colocado em série com cada LED individual. Acionar LEDs diretamente a partir de uma fonte de tensão sem regulação de corrente leva a brilho inconsistente e potencial dano por sobrecorrente devido à variação natural da tensão direta (VF) de dispositivo para dispositivo. O valor do resistor em série é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - VF_LED) / Idesejada.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa a 75mW, uma gestão térmica eficaz na PCB é importante para manter a confiabilidade a longo prazo e a saída de luz estável, especialmente a altas temperaturas ambientes ou quando acionado na corrente máxima. Garantir uma área de cobre adequada em torno das pistas do LED ajuda a dissipar o calor.

8.2 Design Ótico

O ângulo de visão de 25 graus fornece um feixe relativamente focado. Para aplicações que requerem iluminação mais ampla, podem ser necessárias óticas secundárias, como guias de luz ou difusores. A lente transparente é adequada para aplicações onde o próprio chip do LED não é visível, ou onde é empregue mistura de cores.

8.3 Proteção do Circuito

Além dos resistores limitadores de corrente em série, considere incorporar proteção contra polaridade inversa se a conexão da fonte de alimentação for acessível ao utilizador. Diodos de supressão de tensão transitória (TVS) ou outros circuitos de proteção podem ser justificados em ambientes eletricamente ruidosos.

9. Tecnologia e Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado no material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida—neste caso, no espectro laranja-avermelhado (aprox. 615-621 nm). A tecnologia AlInGaP é conhecida pela sua alta eficiência quântica interna e excelente desempenho na gama de cores do vermelho ao âmbar, oferecendo brilho e estabilidade superiores em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP.

10. Perguntas Comuns Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este LED a 30mA continuamente?
R: Sim, 30mA é a corrente direta contínua DC máxima classificada. Para uma longevidade ideal, é frequentemente recomendado acionar na condição de teste típica de 20mA ou abaixo.

P: Que valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?
R: Usando a VF típica de 2,0V e uma corrente desejada de 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms. Um resistor padrão de 150Ω seria adequado. Calcule sempre usando a VF máxima (2,4V) para garantir que a corrente mínima é suficiente para a sua aplicação.

P: Como é que a temperatura afeta o brilho?
R: A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. As curvas de desempenho mostram esta derivação. Dissipação de calor adequada e evitar a operação na corrente máxima em altas temperaturas ambientes são fundamentais para manter uma saída consistente.

P: Este LED é adequado para operação pulsada?
R: Sim, pode suportar uma corrente direta de pico de 80mA com um ciclo de trabalho baixo (1/10) e uma largura de pulso curta (0,1ms). Isto pode ser usado para multiplexagem ou para alcançar um brilho percebido mais elevado.