Ficha Técnica do LED SMD LTST-T680QEWT - Lente Difusa Branca, Fonte Vermelha AlInGaP - 50mA, 2.4V, 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O componente é caracterizado pelo seu tamanho miniatura, tornando-o adequado para aplicações com restrições de espaço numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a sua conformidade com as diretivas RoHS, embalagem adaptada para processos de montagem automatizada (fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas) e compatibilidade com técnicas padrão de soldadura por refluxo infravermelho. O seu design é compatível com circuitos integrados, facilitando a integração em circuitos digitais modernos. O dispositivo é pré-condicionado de acordo com os padrões JEDEC Nível 3, aumentando a sua fiabilidade para aplicações exigentes.

As aplicações-alvo abrangem telecomunicações, automação de escritório, eletrodomésticos e equipamento industrial. É especificamente destinado a ser utilizado como indicador de estado, para fins de iluminação de sinais e símbolos, e para retroiluminação de painéis frontais.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência:120 mW. Esta é a potência máxima que o dispositivo pode dissipar sob a forma de calor sem degradação.
• Corrente Direta de Pico:100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms) para gerir a carga térmica.
• Corrente Direta Contínua:50 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação fiável.
• Tensão Reversa:5 V. Aplicar uma tensão reversa além deste limite pode causar ruptura da junção.
• Intervalo de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +85°C. O dispositivo tem funcionamento garantido dentro deste intervalo de temperatura ambiente.
• Intervalo de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem degradação dentro destes limites.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estas características são medidas a Ta=25°C e a uma corrente direta (IF) de 20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (IV):Varia de um mínimo de 560 mcd a um máximo de 1400 mcd, com valores típicos dentro deste intervalo. A medição utiliza um sensor e um filtro que se aproximam da curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão é característico de uma lente difusa, proporcionando uma distribuição de luz ampla e uniforme.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):633 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 618 nm a 630 nm, com um valor típico de 624 nm. Este parâmetro define a cor percebida do LED (vermelho).
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm (típico). Isto indica a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1.8 V a 2.4 V a IF=20mA, com uma tolerância de ±0.1V. Este é um parâmetro crítico para o design do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

A intensidade luminosa dos LEDs é classificada em bins específicos para garantir consistência nas aplicações. O binning é definido da seguinte forma, medido a 20mA:

• Código de Bin U2:560 mcd (Mín) a 710 mcd (Máx)
• Código de Bin V1:710 mcd a 900 mcd
• Código de Bin V2:900 mcd a 1120 mcd
• Código de Bin W1:1120 mcd a 1400 mcd

Aplica-se uma tolerância de ±11% a cada bin de intensidade. Este binning permite aos designers selecionar LEDs com o nível de brilho necessário para a sua aplicação específica, garantindo consistência visual em produtos que utilizam múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em várias condições. Embora dados gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as curvas normalmente incluídas nestes documentos analisam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, até aos limites máximos classificados.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para a gestão térmica e design do driver.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é vital para aplicações de alta temperatura ou alta corrente.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura espectral.

Estas curvas permitem aos engenheiros prever o desempenho em condições reais de operação para além do ponto de teste padrão de 25°C e 20mA.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Identificação da Polaridade

O dispositivo está em conformidade com um pacote SMD padrão EIA. Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros, e a tolerância geral é de ±0.2 mm, salvo especificação em contrário. O produto apresenta uma lente difusa branca com uma fonte de luz vermelha AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação na embalagem ou por uma geometria específica do *pad* no diagrama de *footprint*. O layout recomendado dos *pads* de fixação na PCB para soldadura por refluxo infravermelho ou de fase vapor é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo Recomendado

Para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free), recomenda-se um perfil em conformidade com a J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150–200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Máximo de 10 segundos (máximo de dois ciclos de refluxo permitidos).

Para soldadura manual com ferro, a temperatura máxima da ponta não deve exceder 300°C, com um tempo de soldadura máximo de 3 segundos para uma única operação apenas. É fundamental seguir as especificações do fabricante da pasta de solda e realizar caracterização específica da placa, uma vez que diferentes designs requerem perfis personalizados.

6.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é essencial para evitar a absorção de humidade, que pode causar \"pipocagem\" ou fissuração durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de HR. Utilizar dentro de um ano após a embalagem com dessecante.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% de HR. Os componentes devem ser submetidos a refluxo dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.
• Reaquecimento:Se expostos por mais de 168 horas, aquecer a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, utilizar solventes à base de álcool, como etanol ou isopropanol. Imersão do LED à temperatura ambiente por menos de um minuto. Não utilizar líquidos químicos não especificados.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O dispositivo é fornecido em embalagem padrão da indústria para montagem automatizada:

• Fita:Fita transportadora com 8mm de largura.
• Bobina:Bobina com diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade:2000 peças por bobina.
• Vedação dos Bolsos:Os bolsos vazios dos componentes são selados com uma fita de cobertura superior.
• Componentes em Falta:É permitido um máximo de dois componentes (lâmpadas) em falta consecutivos de acordo com a especificação de embalagem (ANSI/EIA 481).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos e Considerações de Design

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado utilizar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. Não é recomendado acionar múltiplos LEDs em paralelo a partir de uma única fonte de corrente sem resistores individuais, uma vez que pequenas variações na característica de tensão direta (VF) de cada LED causarão diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho. Um resistor em série estabiliza a corrente para cada dispositivo de forma independente.

8.2 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

Como a maioria dos dispositivos semicondutores, este LED é sensível à descarga eletrostática. Devem ser seguidas as procedimentos padrão de manuseio ESD durante a montagem e manuseio para evitar danos latentes ou catastróficos. Isto inclui a utilização de estações de trabalho aterradas, pulseiras condutoras e recipientes condutores.

9. Cuidados e Uso Pretendido

Este LED é projetado e destinado a ser utilizado em equipamentos eletrónicos comuns, como equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos. Não foi especificamente projetado ou qualificado para aplicações onde é requerida uma fiabilidade excecional, particularmente onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, controlo de transportes, sistemas médicos/de suporte de vida, dispositivos de segurança crítica). Para tais aplicações, é necessária consulta prévia com o fabricante antes da integração no design.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores deste componente residem na sua combinação específica de uma lente difusa branca com um *chip* vermelho AlInGaP. A lente difusa proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme, ideal para aplicações de indicador onde a visibilidade a partir de múltiplos ângulos é importante. O sistema de materiais AlInGaP é conhecido pela sua alta eficiência e estabilidade no espectro de cor vermelho/laranja/âmbar em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP. A embalagem é projetada para compatibilidade com linhas de montagem SMT automatizadas de alto volume, incluindo processos rigorosos de refluxo IR, o que é um fator crítico para a fabricação eletrónica moderna.

11. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este LED a 50mA continuamente?

R: Sim, 50mA é a corrente direta contínua máxima classificada. Garanta que existe uma gestão térmica adequada (por exemplo, área de cobre suficiente na PCB para dissipação de calor), especialmente a temperaturas ambientes mais elevadas, uma vez que a dissipação de potência estará no seu máximo (VF * IF).

P: Por que existe um sistema de binning para a intensidade luminosa?

R: Variações de fabrico causam pequenas diferenças na saída de luz. O binning classifica os LEDs em grupos com desempenho semelhante, permitindo aos designers obter peças com brilho consistente para o seu produto, evitando variações visíveis entre unidades.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λP) é onde a potência espectral é mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponderia à cor percebida do LED. O λd é mais relevante para a especificação de cor nas aplicações.

P: Quão crítico é o tempo de vida útil de 168 horas após abrir o saco de barreira de humidade?

R: É muito importante. Exceder este tempo sem reaquecimento arrisca danos na embalagem induzidos por humidade durante o processo de soldadura por refluxo de alta temperatura, podendo levar a delaminação interna ou fissuras.

12. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.O painel requer múltiplos LEDs vermelhos de alimentação e atividade visíveis a partir de vários ângulos. O designer seleciona o LTST-T680QEWT pelo seu amplo ângulo de visão de 120 graus e lente difusa branca, que proporciona uma aparência suave e uniformemente iluminada. Utilizando a tensão direta típica de ~2.1V a 20mA da ficha técnica, e uma alimentação do sistema de 5V, calcula-se o valor do resistor em série: R = (V_alimentação - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohms. É escolhido um resistor padrão de 150 Ohm. Cada LED no painel recebe o seu próprio resistor de 150 Ohm ligado a um pino GPIO no microcontrolador, garantindo brilho uniforme independentemente de pequenas variações de VF entre LEDs individuais. O designer especifica o Código de Bin V1 (710-900 mcd) para garantir brilho adequado e consistente.

13. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo fotónico semicondutor. O seu núcleo é um *chip* feito de materiais AlInGaP que formam uma junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados através da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, a energia é libertada sob a forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AlInGaP determina o intervalo de banda proibida, que dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho. A luz gerada passa através de uma lente de epóxi de encapsulamento. A propriedade \"difusa branca\" da lente é conseguida adicionando partículas de dispersão ao epóxi, que aleatorizam a direção dos raios de luz que saem do *chip*, resultando num padrão de feixe amplo e não direcional em vez de um foco estreito.

14. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia de LED SMD continua a direcionar-se para uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), melhor consistência e estabilidade de cor, e tamanhos de embalagem mais pequenos que permitem designs de maior densidade. Há também um foco em melhorar a fiabilidade sob maior tensão térmica e de corrente para atender às exigências das aplicações automóveis e industriais. A transição para materiais sem chumbo e sem halogéneos em conformidade com as regulamentações ambientais globais é agora padrão. Além disso, a integração com drivers inteligentes e circuitos de controlo dentro de módulos é uma área de desenvolvimento contínuo, indo além dos simples componentes discretos.