Ficha Técnica do LED SMD LTW-C19BZDS2-NB - Chip Branco InGaN - 2.5-3.0V - 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTW-C19BZDS2-NB, uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Este componente é projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O LED utiliza um chip branco InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) de ultrabrilho como fonte de luz, alojado num encapsulamento com lente amarela e capa preta. Está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED incluem o seu perfil superfino, que facilita a integração em dispositivos compactos. É embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade usados na fabricação eletrônica moderna. O dispositivo também é projetado para ser compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o padrão para montagem de tecnologia de montagem em superfície. As suas características elétricas são compatíveis com C.I. (Circuito Integrado), simplificando o projeto do circuito de acionamento.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado a um amplo espectro de fabricantes de equipamentos eletrónicos. As suas principais aplicações incluem, mas não se limitam a:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado em routers, modems e terminais.
• Automação de Escritório:Retroiluminação para teclados e painéis de controlo em portáteis, calculadoras e painéis de controlo.
• Eletrónica de Consumo e Eletrodomésticos:Luzes de estado de energia, indicadores de função.
• Equipamento Industrial:Indicadores de painel e luzes de estado de máquinas.
• Microdisplays e Luminárias Simbólicas:Iluminação informativa de pequena escala.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros de desempenho do LED sob condições de teste padrão (Ta=25°C).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam a operação contínua.

• Dissipação de Potência (Pd):70 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):20 mA DC. A máxima corrente em estado estacionário que pode ser aplicada.
• Corrente Direta de Pico:100 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Limiar de Descarga Eletrostática (ESD) (HBM):2000V. Esta classificação do Modelo do Corpo Humano indica um nível moderado de sensibilidade à ESD; são necessários procedimentos de manuseamento adequados.
• Gama de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. A gama de temperatura ambiente para operação confiável.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C.
• Condição de Soldagem por Refluxo Infravermelho:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos, o que é padrão para processos de solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são garantidos nas condições de teste especificadas (tipicamente IF = 2mA).

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 11.0 mcd a um máximo de 45.0 mcd, com um valor típico de 28.0 mcd. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):80 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico, definindo a dispersão do feixe.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Aproximadamente (0.31, 0.31) no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Isto define a cor do ponto branco do LED. Uma tolerância de ±0.01 é aplicada a estas coordenadas.
• Tensão Direta (VF):Entre 2.50V e 3.00V a 2mA, com um valor típico de 2.70V. Esta é a queda de tensão no LED quando conduz corrente.
• Tensão Reversa (VR):5.0V a 9.0V.Nota Importante:Este parâmetro é apenas para caracterização de teste IR. O dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Bin)

Os LEDs são classificados (binned) após a produção com base em parâmetros-chave para garantir consistência. O código de classificação está marcado na embalagem.

3.1 Classificação da Tensão Direta (VF)

Classificado a IF=2mA. Os códigos de classificação (10, A10, B10, B11, 12) representam gamas crescentes de tensão de 2.50-2.60V a 2.90-3.00V, com uma tolerância de ±0.1V por classificação.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

Classificado a IF=2mA. Os códigos de classificação L, M, N representam gamas de intensidade: 11.0-18.0 mcd, 18.0-28.0 mcd e 28.0-45.0 mcd, respetivamente, com uma tolerância de ±15% por classificação.

3.3 Classificação do Tom (Cor)

Definido pelas coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931 a IF=2mA. Os códigos de classificação S1, S2, S3, S5 definem regiões quadriláteras específicas no gráfico de cores, garantindo que os LEDs dentro da mesma classificação tenham uma cor branca consistente. Uma tolerância de ±0.01 é aplicada às coordenadas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (Fig.1, Fig.5), a seguinte análise baseia-se nos dados tabulares fornecidos e no comportamento padrão dos LEDs.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A tensão direta (VF) é especificada a uma baixa corrente de teste de 2mA. Para um LED InGaN típico, a VF exibe uma relação logarítmica com a corrente. Operar na corrente contínua máxima de 20mA resultará numa VF mais alta do que o valor típico de 2.70V listado a 2mA. Os projetistas devem consultar ou derivar a curva I-V completa para calcular a resistência em série correta ou a tensão de acionamento de corrente constante.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa (Iv) é altamente dependente da corrente direta. Os valores de Iv especificados são a 2mA. A intensidade tipicamente aumenta de forma supralinear com a corrente antes de potencialmente saturar a correntes mais altas devido ao decaimento térmico e de eficiência. A classificação de corrente contínua máxima de 20mA sugere que o dispositivo pode ser acionado com mais força do que a condição de teste para maior saída, mas isto aumentará a dissipação de potência e a temperatura da junção, potencialmente afetando a vida útil e a estabilidade da cor.

4.3 Dependência da Temperatura

A gama de temperatura de operação é de -20°C a +80°C. Como todos os LEDs, o desempenho deste dispositivo é sensível à temperatura. Tipicamente, a tensão direta (VF) diminui com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo). Mais criticamente, a saída luminosa (Iv) geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Para aplicações que requerem saída de luz estável, a gestão térmica da PCB e a consideração do ambiente operacional do LED são essenciais.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado. Notas-chave: todas as dimensões estão em milímetros, e a tolerância padrão é ±0.1 mm salvo indicação em contrário. A pegada física é projetada para ser um encapsulamento padrão EIA para compatibilidade.

5.2 Layout Recomendado das Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecido um padrão de solda sugerido (geometria da pastilha) para a PCB para garantir soldagem confiável e alinhamento adequado durante o processo de refluxo. Seguir esta recomendação ajuda a obter bons filetes de solda e resistência mecânica.

5.3 Identificação da Polaridade

O desenho da ficha técnica indica as marcações do cátodo e ânodo no dispositivo. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem, pois a aplicação de tensão reversa pode danificar o LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR (Processo sem Chumbo)

É sugerido um perfil de refluxo detalhado. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), um tempo de pré-aquecimento (máx. 120 segundos), uma temperatura de pico não excedendo 260°C e um tempo acima de 260°C limitado a um máximo de 10 segundos. O LED pode suportar este perfil no máximo duas vezes. É crucial notar que o perfil ideal depende da montagem específica da PCB; recomenda-se caracterização ao nível da placa.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, deve ser realizada com uma temperatura da ponta do ferro de soldar não superior a 300°C, e o tempo de soldagem deve ser limitado a um máximo de 3 segundos. Isto deve ser feito apenas uma vez.

6.3 Condições de Armazenamento e Manuseamento

Precauções ESD:O dispositivo tem um limiar ESD de 2000V (HBM). O manuseamento com pulseiras antiestáticas e em equipamento devidamente aterrado é obrigatório para evitar danos por descarga eletrostática.

Sensibilidade à Humidade:Os LEDs são embalados num saco barreira à humidade com dessecante. Uma vez aberto o saco selado original, os componentes têm uma vida útil limitada no chão de fábrica (MSL 3). Recomenda-se completar o refluxo IR dentro de uma semana após a exposição. Para armazenamento mais longo após a abertura, secar a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem, ou armazenar num ambiente selado e seco (por exemplo, com dessecante ou azoto).

Ambiente de Armazenamento:Embalagens não abertas devem ser armazenadas a ≤30°C e ≤90% HR. Embalagens abertas ou componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% HR.

6.4 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 do encapsulamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 4000 peças. Uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças está disponível para encomendas de restantes. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481. A fita tem uma fita de cobertura para selar os compartimentos dos componentes.

7.2 Interpretação do Número de Peça

O número de peça LTW-C19BZDS2-NB contém informações codificadas sobre a família do produto, cor e seleções específicas de classificação (provavelmente para intensidade e cor). A decodificação exata é proprietária, mas identifica esta variante específica com lente amarela/capa preta e chip branco InGaN.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é uma simples resistência em série para limitar a corrente. O valor da resistência (R) é calculado como R = (V_alimentação - VF) / IF, onde VF é a tensão direta na corrente de operação desejada (IF). Para corrente estável sobre VF ou tensão de alimentação variáveis, é recomendado um driver de corrente constante (linear ou comutado), especialmente para aplicações que requerem brilho consistente.

8.2 Gestão Térmica

Com uma dissipação de potência máxima de 70mW, o projeto térmico é importante para a fiabilidade. Certifique-se de que a PCB tem área de cobre adequada ligada às pastilhas do LED para atuar como dissipador de calor. Evite operar na corrente máxima em altas temperaturas ambientes sem avaliar a temperatura de junção resultante.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 80 graus fornece um feixe amplo e difuso adequado para luzes indicadoras e retroiluminação onde é necessária iluminação uniforme sobre uma área. Para luz mais focada, seriam necessárias ópticas secundárias (lentes).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores deste LED na sua classe são a combinação de um chip branco InGaN (tipicamente oferecendo maior eficiência e melhor reprodução de cor do que as tecnologias mais antigas de fósforo sobre azul em alguns aspetos), o seu encapsulamento específico com lente amarela/capa preta para fins estéticos ou de filtragem óptica, e a sua estrutura detalhada de classificação para consistência de cor e intensidade. A classificação de potência de 70mW e a capacidade de corrente de 20mA são padrão para LEDs SMD pequenos, posicionando-o para uso indicador de propósito geral.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED com lógica de 3.3V?

R: Sim. Com uma VF típica de 2.7V a 2mA, uma simples resistência em série pode ser usada com uma alimentação de 3.3V. Calcule o valor da resistência com base na sua corrente de operação desejada.

P: Qual é a diferença entre as classificações de Iv (L, M, N)?

R: Elas representam diferentes níveis mínimos garantidos de saída de luz. A classificação N oferece a maior intensidade (28-45 mcd), enquanto a classificação L é a mais baixa (11-18 mcd). Selecione com base no requisito de brilho da sua aplicação.

P: É necessário um díodo de proteção reversa?

R: Embora o LED possa suportar uma pequena corrente reversa (10 μA máx. a 5V), não foi projetado para operação reversa. Em circuitos onde a tensão reversa é possível (por exemplo, acoplamento AC, cargas indutivas), é fortemente recomendado um díodo de proteção externo em paralelo com o LED (cátodo para ânodo).

P: Como interpreto as coordenadas da classificação do Tom?

R: As classificações S1, S2, S3, S5 definem regiões no gráfico de cores CIE. Os LEDs dentro da mesma classificação terão uma cor branca visualmente semelhante. Para aplicações onde a correspondência de cor entre múltiplos LEDs é crítica, especificar uma classificação de tom apertada é essencial.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um indicador de estado para um router de consumo.

O LED precisa indicar "energia ligada" e "atividade de rede". Uma luz verde fixa é frequentemente usada para energia, mas este LED branco poderia ser usado atrás de um difusor colorido ou para uma estética moderna de luz branca.

Passos de Projeto:

1. Circuito de Acionamento:Use a linha de 3.3V do router. Defina uma corrente de operação de 10mA para boa visibilidade sem consumo excessivo de energia. Assumindo uma VF de 2.8V (estimativa conservadora), calcule a resistência em série: R = (3.3V - 2.8V) / 0.01A = 50 Ohms. Use uma resistência padrão de 51 ohm.

2. Térmica:Dissipação de potência: Pd = VF * IF = 2.8V * 0.01A = 28mW, bem abaixo do máximo de 70mW.

3. Layout da PCB:Siga o layout de pastilhas recomendado da ficha técnica. Adicione uma pequena quantidade de preenchimento de cobre em torno das pastilhas para dissipação de calor.

4. Seleção de Componentes:Encomende da classificação M ou N para brilho adequado. Especifique uma classificação de Tom consistente (por exemplo, S2) se múltiplas unidades forem usadas em diferentes modelos de router para garantir correspondência de cor.

12. Introdução ao Princípio Operacional

Este LED é baseado num chip semicondutor feito de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n deste material, eletrões e lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de InGaN é projetada para emitir luz no espectro azul ou próximo do ultravioleta. Para criar luz branca, esta emissão primária é combinada com um revestimento de fósforo dentro do encapsulamento. O fósforo absorve parte da luz azul e re-emite-a em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho), misturando-se com a luz azul restante para produzir a perceção de branco. A lente amarela pode ainda modificar a saída espectral ou fornecer difusão.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Os LEDs brancos baseados em InGaN representam um avanço significativo na iluminação de estado sólido. As principais tendências da indústria relevantes para este componente incluem:

Aumento da Eficiência:A investigação contínua em ciência de materiais visa melhorar a eficiência quântica interna (IQE) do chip e a eficiência de conversão do fósforo, levando a mais lúmens por watt (lm/W).

Qualidade da Cor:Desenvolvimento de misturas de múltiplos fósforos e novos materiais de fósforo para melhorar o Índice de Reprodução de Cor (CRI), tornando a luz branca mais natural.

Miniaturização:A procura por eletrónica de consumo mais fina e pequena continua a impulsionar LEDs com pegadas cada vez menores e perfis mais baixos, como a característica "super fina" deste dispositivo.

Fiabilidade e Vida Útil:Melhorias nos materiais de encapsulamento e gestão térmica estão a estender a vida útil operacional dos LEDs SMD, tornando-os adequados para aplicações mais exigentes. As diretrizes detalhadas de armazenamento e manuseamento nesta ficha técnica refletem o foco da indústria em manter a fiabilidade através da cadeia de abastecimento.