Ficha Técnica do LED SMD LTW-C283DS5 - Pacote 2.8x3.5mm - Tensão Direta 3.2V - Luz Branca - Potência 36mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C283DS5 é uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD) projetada para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O seu formato miniaturizado torna-o adequado para aplicações com espaço limitado numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este LED apresenta um chip branco InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) ultra-fino de 0.2 mm, proporcionando alto brilho. É conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). O dispositivo é embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, em conformidade com os padrões EIA (Electronic Industries Alliance), garantindo compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade. O seu design também é compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), padrão nas linhas de montagem modernas de PCB.

Os principais mercados-alvo incluem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos e equipamentos industriais. Aplicações específicas abrangem retroiluminação de teclados e teclados numéricos, indicadores de estado, micro-displays e várias aplicações de iluminação de sinalização e símbolos.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

A secção seguinte fornece uma descrição detalhada das especificações elétricas, óticas e térmicas do LED LTW-C283DS5.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. São especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):36 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o LED pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):50 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, tipicamente especificada sob condições de ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0.1ms. Não deve ser usada para operação contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):10 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável a longo prazo.
• Gama de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. O funcionamento do dispositivo é garantido dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C. O LED pode ser armazenado sem danos dentro destes limites.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:260°C durante 10 segundos. Define o perfil de temperatura de pico e tempo que a embalagem pode suportar durante a soldagem por refluxo.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (I_F) de 5mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 112.0 mcd a um máximo de 280.0 mcd. O valor real é classificado (categorizado) conforme descrito na Secção 4. A medição é realizada com um sensor e filtro que aproximam a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade de pico medida a 0 graus (no eixo).
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Os valores típicos são x=0.304, y=0.301 no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Estas coordenadas definem o ponto branco da luz emitida e também estão sujeitas a um sistema de classificação.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2.5V a 3.2V a I_F=5mA. O valor exato é classificado.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. É crucial notar que este parâmetro é apenas para fins de teste infravermelho (IR); o LED não foi projetado para operar sob polarização reversa.

2.3 Considerações Térmicas

A classificação de dissipação de potência de 36 mW e a gama de temperatura de operação especificada são parâmetros térmicos chave. Exceder a temperatura máxima de junção, que é influenciada pela temperatura ambiente e pela corrente direta, pode levar à redução da saída luminosa, degradação acelerada e eventual falha. Um projeto térmico adequado da PCB, incluindo uma área de contacto de cobre suficiente para dissipação de calor, é essencial para manter o desempenho e a fiabilidade, especialmente quando operando perto da classificação de corrente máxima.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em categorias com base em parâmetros chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos para a sua aplicação.

3.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

A tensão direta é categorizada em sete classes (V1 a V7), cada uma com uma gama de 0.1V, desde 2.5V-2.6V (V1) até 3.1V-3.2V (V7). Uma tolerância de ±0.1V é aplicada a cada classe. Isto é importante para projetar circuitos de acionamento e garantir brilho uniforme em matrizes alimentadas por uma fonte de tensão constante.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

A saída luminosa é dividida em duas classes principais:

• Classe R:112.0 mcd a 180.0 mcd
• Classe S:180.0 mcd a 280.0 mcd

Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada classe. O código de classe específico está marcado na embalagem do produto.

3.3 Classificação de Tom (Cromaticidade)

A cor da luz branca é definida pelas suas coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931. O LTW-C283DS5 usa seis classes de tom (S1 a S6), cada uma representando uma região quadrilátera específica no gráfico de cromaticidade. Esta classificação garante consistência de cor entre múltiplos LEDs numa montagem. Uma tolerância de ±0.01 é aplicada às coordenadas (x, y) dentro de cada classe.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: corrente direta típica vs. tensão direta, intensidade luminosa relativa vs. corrente direta, intensidade luminosa relativa vs. temperatura ambiente), as suas tendências podem ser descritas analiticamente.

A tensão direta (V_F) de um LED tem um coeficiente de temperatura negativo; diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Inversamente, a intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura de junção sobe. Para o chip branco InGaN neste produto, pode-se esperar uma queda significativa na saída de luz se a temperatura máxima de operação for excedida. A característica do ângulo de visão mostra uma distribuição Lambertiana ou quase-Lambertiana, com a intensidade sendo mais alta a 0 graus e diminuindo em direção às bordas do cone de 130 graus.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LTW-C283DS5 utiliza uma pegada padrão de pacote 2835. As dimensões principais são aproximadamente 2.8mm de comprimento e 3.5mm de largura, com uma altura que inclui o chip super-fino de 0.2mm. Todas as tolerâncias dimensionais são ±0.1mm, salvo especificação em contrário. A cor da lente é amarela, enquanto a fonte de luz é um chip branco InGaN.

5.2 Pad de Fixação Recomendado na PCB e Polaridade

É fornecida uma padronagem de contacto (pegada) recomendada para a PCB para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica. O LED tem terminais de ânodo e cátodo. A ficha técnica inclui um diagrama indicando a marcação do cátodo, essencial para a orientação correta durante a montagem, garantindo que o dispositivo acenda quando a polarização direta é aplicada.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), é recomendado um perfil de refluxo específico:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo na Temperatura de Pico:Máximo de 10 segundos. O LED não deve ser submetido a mais de dois ciclos de refluxo.

É enfatizado que o perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno utilizado. Recomenda-se a caracterização para a aplicação específica.

6.2 Armazenamento e Manuseio

Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD):O dispositivo é sensível a ESD. O manuseio deve ser realizado usando pulseiras e luvas antiestáticas, com todo o equipamento devidamente aterrado.

Sensibilidade à Humidade:Os LEDs são embalados num saco de barreira à humidade com dessecante. Quando selado, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de humidade relativa (HR) e usados dentro de um ano. Uma vez aberto o saco, os componentes têm uma classificação de Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 3. Devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% HR e devem passar por refluxo IR dentro de uma semana. Se armazenados por mais tempo fora do saco original, é necessário um tratamento de secagem a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para evitar danos de \"pipocagem\" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

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

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma largura de 8mm. A fita é enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para lotes remanescentes. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O LED é tipicamente acionado por uma fonte de corrente constante para otimizar estabilidade e longevidade. Um simples resistor em série pode ser usado com uma fonte de tensão constante, onde o valor do resistor R = (V_fonte- V_F) / I_F. A I_Fescolhida não deve exceder a corrente direta contínua máxima de 10mA. Para matrizes em paralelo, é fortemente recomendado o uso de resistores limitadores de corrente individuais para cada LED para compensar as variações de classificação V_F e evitar a concentração de corrente.

8.2 Gestão Térmica no Projeto

Para manter a saída de luz e a vida útil, uma dissipação de calor eficaz é crucial. Os projetistas devem usar o layout de contacto de PCB recomendado, que frequentemente inclui conexões de alívio térmico para planos de cobre maiores. Evitar a operação nos valores máximos absolutos de corrente e temperatura proporciona uma margem de fiabilidade.

8.3 Limitações de Aplicação

A ficha técnica especifica que estes LEDs são destinados a equipamentos eletrónicos comuns. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional, ou onde uma falha possa comprometer a segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlo de transportes), é necessária consulta com o fabricante antes da utilização.

9. Comparação e Posicionamento Técnico

O LTW-C283DS5 posiciona-se com vários diferenciadores chave: o seu chip ultra-fino de 0.2mm permite designs de perfil mais baixo comparado com alguns LEDs padrão. O uso de um chip branco InGaN tipicamente oferece maior eficiência e melhor reprodução de cor do que tecnologias mais antigas, como LEDs azuis convertidos por fósforo com diferentes substratos. O amplo ângulo de visão de 130 graus torna-o adequado para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um feixe focalizado. A sua total compatibilidade com montagem SMT automatizada e processos de refluxo IR padrão alinha-o com fluxos de trabalho de fabrico modernos e económicos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a diferença entre as classes de intensidade luminosa R e S?
R1: A Classe R cobre a gama de 112-180 mcd, enquanto a Classe S cobre 180-280 mcd a 5mA. Escolher a Classe S garante um brilho mínimo mais alto.

P2: Posso acionar este LED com uma fonte de 3.3V?
R2: Possivelmente, mas depende da classe de tensão direta (V_F). Para as classes V6 (3.0-3.1V) e V7 (3.1-3.2V), uma fonte de 3.3V pode não fornecer margem de tensão suficiente para um resistor limitador de corrente em série operar eficazmente, especialmente considerando tolerâncias. Um driver de LED de corrente constante dedicado ou uma tensão de alimentação mais alta é frequentemente mais confiável.

P3: Por que a classificação de corrente reversa é apenas para teste IR?
R3: Esta especificação é usada durante os testes de fabrico. A junção semicondutora do LED não foi projetada para bloquear tensão reversa significativa. Em circuitos de aplicação, deve ser usada proteção, como um diodo em paralelo, se forem possíveis eventos de tensão reversa.

P4: Quão crítica é a vida útil de 1 semana após abrir o saco de barreira à humidade?
R4: Para componentes MSL 3, exceder este tempo sem um tratamento de secagem antes do refluxo aumenta significativamente o risco de dano interno na embalagem devido à pressão de vapor (pipocagem) durante o processo de soldagem a alta temperatura, o que pode levar a falhas imediatas ou latentes.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Retroiluminação de um Teclado de Membrana.Um projetista precisa iluminar uniformemente 12 teclas num painel. Planeia usar um LED LTW-C283DS5 por tecla, colocado sob um guia de luz. Seleciona LEDs da Classe S para brilho alto e consistente e de uma única classe de Tom (ex.: S3) para garantir cor branca uniforme em todas as teclas. Os LEDs são acionados em paralelo a partir de uma linha de 5V, cada um com o seu próprio resistor em série de 150Ω (resultando em I_F≈ (5V - 2.9V)/150Ω ≈ 14mA, que está acima do máximo recomendado de 10mA — destacando um erro de projeto). Um projeto melhor usaria um resistor de 220Ω para ~9.5mA ou implementaria um array de drivers de corrente constante. O layout da PCB segue o padrão de contacto recomendado com conexões térmicas a um plano de terra. A placa montada passa por um forno de refluxo sem chumbo usando o perfil especificado, e o teclado fornece retroiluminação uniforme e brilhante.

12. Princípio de Operação

O LTW-C283DS5 é baseado num chip semicondutor de InGaN (Nitretro de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões — um processo chamado eletroluminescência. A composição específica da liga InGaN permite-lhe emitir luz no espectro azul/ultravioleta. Para criar luz branca, esta emissão primária é tipicamente convertida usando um revestimento de fósforo (provavelmente contido dentro da lente amarela) que absorve parte da luz azul e a re-emite como luz amarela. A combinação da luz azul restante e da luz amarela gerada pelo fósforo é percebida pelo olho humano como branca.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de iluminação de estado sólido continua a evoluir com várias tendências claras. Existe uma constante busca por maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), o que melhora a eficiência energética. O índice de reprodução de cor (IRC) está a tornar-se cada vez mais importante, especialmente em iluminação de exposição e arquitetónica, impulsionando sistemas de fósforo que produzem luz branca mais natural. A miniaturização permanece chave para eletrónica portátil e densa, apoiando o uso de chips ultra-finos como o deste produto. Além disso, a integração é uma tendência, com pacotes de LED incorporando drivers, sensores ou múltiplos chips de cor em módulos únicos. Finalmente, a fiabilidade e longevidade sob correntes e temperaturas de operação mais elevadas são áreas de investigação e desenvolvimento contínuos.