Folha de Dados Técnicos do LED SMD LTW-C181HDS5-GE - 1.6x0.8x0.55mm - 3.15V Máx. - 76mW - Branco - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTW-C181HDS5-GE, uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Este produto pertence a uma família de LEDs miniatura projetados para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), tornando-os ideais para aplicações onde o espaço é um fator crítico. O perfil ultrafino e a compatibilidade com equipamentos de colocação de alto volume posicionam este componente como uma solução chave para projetos eletrónicos modernos e compactos.

1.1 Características

• Conforme com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).
• Apresenta um encapsulamento superfino com uma altura de apenas 0,55 milímetros.
• Utiliza um chip emissor de luz branca de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) ultrabrilhante.
• Fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para manuseamento automatizado.
• Conforme com os contornos padrão de encapsulamento da EIA (Electronic Industries Alliance).
• A entrada é compatível com níveis lógicos de circuitos integrados (IC).
• Projetado para uso com equipamentos padrão de montagem pick-and-place automáticos.
• Resiste aos processos de soldadura por reflow infravermelho (IR) comumente usados em linhas de montagem SMT.

1.2 Aplicações

O LTW-C181HDS5-GE é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos. As suas principais áreas de aplicação incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado em routers, modems e terminais.
• Automação de Escritório e Eletrónica de Consumo:Retroiluminação para teclados, teclados numéricos e micro-displays em dispositivos como portáteis e periféricos.
• Eletrodomésticos e Equipamento Industrial:Indicadores de energia, modo ou falha.
• Sinalização Interior e Luminárias:Iluminação de sinais e símbolos de pequena escala onde o tamanho compacto é crítico.

2. Dimensões e Configuração do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD retangular compacto. As dimensões críticas são as seguintes:

• Comprimento do Encapsulamento:1,6 mm
• Largura do Encapsulamento:0,8 mm
• Altura do Encapsulamento:0,55 mm

Notas sobre as Dimensões:Todas as dimensões fornecidas estão em milímetros. A tolerância padrão para estas medições é de ±0,1 mm, a menos que uma nota específica indique o contrário. O dispositivo apresenta uma lente com tonalidade amarela que modifica a saída da fonte de luz branca InGaN interna, resultando tipicamente num branco quente ou num ponto de cromaticidade específico.

3. Especificações e Características

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

3.1 Especificações Absolutas Máximas

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):100 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA DC
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +105°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +105°C
• Condição de Soldadura por Reflow IR:Temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflow IR Recomendado (Processo Livre de Chumbo)

Para montagem com solda livre de chumbo, deve ser seguido um perfil térmico específico para garantir a fiabilidade sem danificar o LED. A recomendação inclui:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura Máxima do Corpo:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima de 260°C:Máximo de 10 segundos. Este processo de reflow não deve ser realizado mais de duas vezes.

É crucial notar que o perfil ideal pode variar consoante o projeto da PCB, a pasta de solda e as características do forno. É aconselhado realizar testes ao nível da placa.

3.3 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensidade Luminosa (I_V):112,0 mcd (Mínimo) a 224,0 mcd (Máximo). O lote específico determina o valor real.
• 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 (CIE 1931):x = 0,284, y = 0,272. Estas coordenadas definem a cor do ponto branco no diagrama de cromaticidade CIE. Aplica-se uma tolerância de ±0,01 a estas coordenadas.
• Tensão Direta (V_F):2,70 V (Mínimo) a 3,15 V (Máximo) a 5mA. O valor real é determinado pelo lote de tensão direta.
• Corrente Inversa (I_R):2 μA (Máximo) quando uma tensão inversa (V_R) de 5V é aplicada.Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins informativos e de teste.

Notas Críticas sobre Teste e Manuseamento:A intensidade luminosa é medida usando um sensor e filtro calibrados para a curva de resposta fotópica do olho CIE. O dispositivo é sensível a Descargas Eletrostáticas (ESD). Precauções adequadas contra ESD, como o uso de pulseiras aterradas e tapetes antiestáticos, são obrigatórias durante o manuseamento. Todo o equipamento de produção deve estar corretamente aterrado.

4. Sistema de Classificação por Lotes (Binning)

Para garantir consistência na aplicação, os LEDs são classificados em lotes com base em parâmetros-chave. O código do lote está marcado na embalagem.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Classificação em I_F= 5mA, cor Branca. Tolerância por lote é de ±0,1V.

• Código de Lote A:2,70 V (Mín) – 2,85 V (Máx)
• Código de Lote B:2,85 V (Mín) – 3,00 V (Máx)
• Código de Lote C:3,00 V (Mín) – 3,15 V (Máx)

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Classificação em I_F= 5mA, cor Branca. Tolerância por lote é de ±15%.

• Código de Lote R1:112,0 mcd (Mín) – 146,0 mcd (Máx)
• Código de Lote R2:146,0 mcd (Mín) – 180,0 mcd (Máx)
• Código de Lote S1:180,0 mcd (Mín) – 224,0 mcd (Máx)

4.3 Classificação da Matiz (Cromaticidade)

Classificação em I_F= 5mA. O LED é classificado em regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE 1931 definidas por limites de coordenadas (x, y). Exemplos da folha de dados incluem:

• S1-1:Definido pelo quadrilátero que conecta os pontos (x=0,274, y=0,226), (0,274, 0,258), (0,284, 0,272), (0,284, 0,240).
• S2-1:Definido pelos pontos (0,274, 0,258), (0,274, 0,291), (0,284, 0,305), (0,284, 0,272).

A tolerância em cada lote de matiz é de ±0,01 para ambas as coordenadas x e y. Esta classificação precisa permite aos projetistas selecionar LEDs para aplicações que requerem uma consistência de cor rigorosa.

5. Curvas de Desempenho Típicas

A folha de dados inclui representações gráficas das relações-chave, essenciais para o projeto de circuitos e gestão térmica. Embora as curvas específicas não sejam exibidas no texto fornecido, elas normalmente abrangem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear entre corrente e tensão, crítica para selecionar resistências limitadoras de corrente ou projetar circuitos de acionamento.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente, ajudando a otimizar a corrente de acionamento para o brilho e eficiência desejados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é vital para o projeto térmico em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Distribuição Espectral de Potência Relativa:Descreve a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda, definindo as características de cor da luz branca de saída.

6. Guia do Utilizador e Informações de Montagem

6.1 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, utilize apenas solventes especificados. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento ou a lente do LED. O método recomendado é imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto.

6.2 Padrão Recomendado para as Ilhas de Solda na PCB

É fornecido um padrão sugerido para as ilhas de solda na placa de circuito impresso para garantir uma soldadura adequada, estabilidade mecânica e dissipação térmica. Seguir este padrão ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (uma extremidade levanta durante o reflow) e garante uma boa conexão elétrica.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. As especificações-chave incluem:

• Largura da Fita:8 mm.
• Passo dos Bolsos:Passo padrão para fita de 8mm.
• Quantidade por Bobina:5000 peças por bobina completa.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Componentes em Falta:É permitido um máximo de dois bolsos vazios consecutivos de acordo com a especificação da fita (ANSI/EIA 481).

7. Precauções e Informações de Fiabilidade

7.1 Âmbito de Aplicação

Este LED destina-se a ser utilizado em equipamentos eletrónicos comerciais e de consumo padrão. Para aplicações que requerem uma fiabilidade excecional onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transportes), é obrigatória uma consulta técnica dedicada antes da integração no projeto para avaliar a adequação e a necessidade potencial de triagem ou qualificações adicionais.

7.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é crítico para manter a soldabilidade e prevenir danos induzidos por humidade durante o reflow ("efeito pipoca").

• Saco de Barreira à Humidade Selado (MBB):Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil dentro do saco selado com dessecante é de um ano.
• Após a Abertura do Saco:A "vida útil no chão de fábrica" começa. Armazenar a ≤30°C e ≤60% HR. Para este dispositivo, que é tipicamente Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 2a, recomenda-se completar o processo de reflow IR dentro de 672 horas (28 dias) após a abertura do saco.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Se não for utilizado dentro de 672 horas, armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.
• Reaquecimento (Rebaking):Componentes armazenados fora da embalagem original por mais de 672 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida.

7.3 Diretrizes de Soldadura

Além do perfil de reflow IR, a soldadura manual com ferro de soldar é permitida sob condições estritas:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por junta de solda.
• Frequência:A soldadura manual deve ser realizada apenas uma vez. Evitar aquecimentos repetidos.

8. Considerações de Projeto e Análise Técnica

8.1 Acionamento do LED

O LED deve ser acionado com uma fonte de corrente constante ou através de uma resistência limitadora de corrente em série com uma fonte de tensão. Usar uma resistência é o método mais simples. O valor da resistência (R_limitadora) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_limitadora= (V_fonte- V_F) / I_F. É crucial usar o V_Fmáximo do lote (por exemplo, 3,15V para o Lote C) neste cálculo para garantir que a corrente não exceda o I_Fdesejado (por exemplo, 20mA) nas piores condições. Exceder a especificação de corrente máxima absoluta reduz drasticamente a vida útil e pode causar falha imediata.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (76mW máx.), uma gestão térmica eficaz ainda é importante para a longevidade e saída de luz estável. A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção do LED aumenta. Para minimizar o aumento de temperatura:

• Utilize o padrão recomendado para as ilhas de solda na PCB para fornecer uma área de cobre adequada para dissipação de calor.
• Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.
• Garanta ventilação adequada no invólucro do produto final.
• Opere o LED na corrente direta prática mais baixa que atenda ao requisito de brilho.

8.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação difusa e ampla, em vez de um feixe focalizado, como retroiluminação ou indicadores de estado que precisam ser visíveis de vários ângulos. Para luz mais direcional, seriam necessárias ópticas secundárias (lentes ou guias de luz). A lente amarela atua como um filtro de cor, deslocando as coordenadas de cromaticidade do branco nativo (bomba azul + fósforo) do chip InGaN para os valores especificados (x, y), frequentemente produzindo um tom de branco mais quente.

9. Comparação e Orientação para Seleção

Os principais diferenciadores do LTW-C181HDS5-GE são a suaaltura ultrafina de 0,55mme o seuformato padrão de 1,6x0,8mm. Ao selecionar um LED SMD, os engenheiros devem comparar:

• Tamanho/Altura do Encapsulamento:Este dispositivo está entre os mais finos, crucial para produtos ultra finos.
• Brilho (Intensidade Luminosa):O lote S1 oferece alto brilho para o seu tamanho.
• Ângulo de Visão:Um ângulo de 130 graus é muito amplo, ideal para iluminação de área.
• Consistência de Cor:A classificação por múltiplos parâmetros (V_F, I_V, Matiz) permite uma correspondência rigorosa em aplicações que usam múltiplos LEDs.
• Fiabilidade e Compatibilidade:A conformidade RoHS e a compatibilidade com reflow IR são padrão para LEDs SMD modernos.

Para aplicações que não requerem a altura mínima, outros tamanhos de encapsulamento (por exemplo, 3528, 5050) podem oferecer maior saída de luz ou melhor desempenho térmico.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é o propósito dos diferentes códigos de lote?

R1: Variações de fabrico causam pequenas diferenças em V_F, brilho e cor. A classificação por lotes separa os LEDs em grupos com características quase idênticas, permitindo aos projetistas obter componentes que terão um desempenho consistente no seu circuito, especialmente ao usar múltiplos LEDs numa matriz.

P2: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 5V ou 3,3V?

R2: Não. Deve sempre usar uma resistência limitadora de corrente em série. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, destruindo o LED instantaneamente. Calcule o valor da resistência com base na sua tensão de alimentação e na corrente direta desejada.

P3: Como interpreto as coordenadas de cromaticidade (x=0,284, y=0,272)?

R3: Estas coordenadas traçam um ponto no diagrama de cromaticidade CIE 1931, que é o padrão para definir a cor. Este ponto específico corresponde a uma cor branca com um ligeiro desvio, frequentemente percebida como "branco frio" ou "branco neutro", influenciada pela lente amarela. A cor percebida exata também depende da temperatura de cor correlacionada (CCT), que pode ser derivada destas coordenadas.

P4: Por que são tão rigorosas as condições de armazenamento após abrir o saco?

R4: Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade do ar. Durante o alto calor da soldadura por reflow, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o encapsulamento ou delaminar camadas internas — uma falha conhecida como "efeito pipoca". A classificação MSL e as diretrizes de armazenamento previnem isto.

11. Introdução Tecnológica e Tendências

11.1 Tecnologia LED InGaN

O LTW-C181HDS5-GE utiliza um chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). O InGaN é o material de escolha para produzir LEDs azuis, verdes e brancos de alta eficiência. Um LED branco é tipicamente criado revestindo um chip azul InGaN com um fósforo amarelo. Parte da luz azul é convertida pelo fósforo em luz amarela, e a mistura de luz azul e amarela é percebida pelo olho humano como branca. Este método, conhecido como branco convertido por fósforo (pc-white), é altamente eficiente e permite ajustar o ponto de cor branca alterando a composição do fósforo.

11.2 Tendências da Indústria

A tendência em LEDs SMD para aplicações de indicador e retroiluminação continua em direção a:

• Miniaturização:Encapsulamentos ainda mais pequenos e finos, como a altura de 0,55mm deste dispositivo, para permitir produtos finais mais finos.
• Maior Eficiência:Mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Melhor Reprodução de Cor e Consistência:Tolerâncias de classificação por lotes mais rigorosas e novas tecnologias de fósforo para produzir luz branca mais natural e consistente.
• Fiabilidade Aprimorada:Materiais e técnicas de encapsulamento melhorados para suportar temperaturas de soldadura mais altas e ambientes operacionais mais severos.
• Integração:O surgimento de LEDs com resistências limitadoras de corrente ou circuitos integrados de acionamento incorporados no mesmo encapsulamento minúsculo.

Esta folha de dados representa um componente projetado para as demandas principais de compacidade, montagem automatizada e desempenho fiável numa ampla gama de eletrónica de consumo e industrial.