Ficha Técnica do LED SMD LTST-008GEBW - Lente Difusa Branca - Chip RGB - Pacote EIA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-008GEBW é um LED de montagem em superfície (SMD) concebido para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Apresenta uma lente difusa branca e integra três chips semicondutores distintos num único pacote: Verde (InGaN), Vermelho (AlInGaP) e Azul (InGaN). Esta configuração permite aplicações versáteis de sinalização e retroiluminação. O dispositivo é alojado num pacote padrão da indústria EIA, garantindo compatibilidade com uma vasta gama de equipamentos automatizados de pick-and-place e soldadura por reflow.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas ambientais RoHS.
• Embalado em fita de 12mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para montagem em volume elevado.
• Pegada padrão do pacote EIA para compatibilidade de projeto.
• Entrada/saída compatível com circuitos integrados (compatível com C.I.).
• Concebido para compatibilidade com equipamentos de colocação automatizada.
• Adequado para processos de soldadura por reflow por infravermelhos (IR).
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Humidade 3 da JEDEC.

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para uma vasta gama de equipamentos eletrónicos onde é necessária poupança de espaço, sinalização fiável ou retroiluminação subtil. As principais áreas de aplicação incluem:

• Equipamentos de telecomunicações (ex.: routers, switches, telefones).
• Dispositivos de automação de escritório (ex.: impressoras, scanners, multifunções).
• Eletrodomésticos e eletrónica de consumo.
• Painéis de controlo industrial e equipamentos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Iluminação de sinais e símbolos.
• Retroiluminação de painéis frontais e teclados.

2. Dimensões do Pacote e Atribuição de Terminais

O contorno mecânico do LTST-008GEBW está em conformidade com as dimensões padrão do pacote EIA. Todas as dimensões especificadas estão em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. A atribuição de terminais para os chips RGB integrados é a seguinte:

• Chip Verde: Ânodo no terminal (0,1), Cátodo no terminal 2.
• Chip Vermelho: Ânodo no terminal 3, Cátodo no terminal 4.
• Chip Azul: Ânodo no terminal 5, Cátodo no terminal (6,7).

Esta atribuição de pinos é crítica para um projeto de circuito correto e deve ser respeitada para um controlo individual adequado de cada cor.

3. Especificações e Características

3.1 Especificações Absolutas Máximas

As especificações absolutas máximas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência:102 mW (Verde, Azul), 72 mW (Vermelho).
• Corrente Direta de Pico:100 mA para todas as cores (a ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua (DC):30 mA para todas as cores.
• Intervalo de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +85°C.
• Intervalo de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.

Não é recomendada a operação fora destes intervalos, pois pode afetar a fiabilidade e a vida útil.

3.2 Perfil Sugerido de Reflow por IR

Para processos de soldadura sem chumbo, o perfil de reflow por infravermelhos recomendado deve cumprir a norma J-STD-020B. O perfil inclui tipicamente uma zona de pré-aquecimento, uma zona de estabilização, uma zona de reflow com uma temperatura de pico e uma zona de arrefecimento. Respeitar este perfil é essencial para evitar choque térmico e garantir juntas de soldadura fiáveis sem danificar o pacote do LED ou o chip interno.

3.3 Características Elétricas e Ópticas

Estas características são medidas a Ta=25°C sob condições de teste especificadas e representam o desempenho típico do dispositivo.

• Fluxo Luminoso (Φv):Medido com um sensor/filtro que aproxima a resposta fotópica do olho CIE.
  • Verde (IF=25mA): Mín. 2,81 lm, Máx. 7,12 lm.
  • Vermelho (IF=20mA): Mín. 1,07 lm, Máx. 2,71 lm.
  • Azul (IF=15mA): Mín. 0,32 lm, Máx. 0,82 lm.
• Ângulo de Visão (θ1/2):Tipicamente 130 graus. Este é o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa é metade do valor a 0 graus (no eixo).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):O comprimento de onda único percecionado como a cor.
  • Verde: 518 nm a 533 nm.
  • Vermelho: 618 nm a 628 nm.
  • Azul: 455 nm a 464 nm.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Valores típicos são 33 nm (Verde), 20 nm (Vermelho) e 22 nm (Azul).
• Tensão Direta (VF):Tolerância de +/-0,1V.
  • Verde: 2,9V a 3,4V a 25mA.
  • Vermelho: 1,8V a 2,4V a 20mA.
  • Azul: 2,6V a 3,4V a 15mA.
• Corrente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=5V.Nota:O dispositivo não foi concebido para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para qualificação em testes de IR.

4. Sistema de Códigos de Classificação (Bin)

O LTST-008GEBW é classificado utilizando um sistema de códigos de classificação (bin) para garantir consistência na saída luminosa e nas coordenadas de cor para aplicações que requerem uniformidade.

4.1 Classificação de Fluxo Luminoso (IV)

Os LEDs são classificados em bins com base no seu fluxo luminoso medido a correntes de acionamento especificadas. Os códigos de bin (H2, J1, J2, K1) definem intervalos de valores mínimos a máximos de fluxo luminoso. A tolerância em cada bin de intensidade luminosa é de +/- 11%.

4.2 Classificação de Coordenadas de Cor (CIE)

A consistência de cor é gerida através de um sistema detalhado de classificação por coordenadas cromáticas CIE 1931. A ficha técnica fornece uma tabela abrangente e um diagrama de cromaticidade que traça vários códigos de bin (ex.: H2-H7, J2-J7, K2-K7, etc.). Cada bin é definido por uma área quadrilátera no gráfico CIE especificada por quatro pontos de coordenadas (x, y). A tolerância para cada bin de tonalidade (x, y) é de +/- 0,01. Esta classificação precisa permite aos projetistas selecionar LEDs com pontos de cor quase idênticos para matrizes de múltiplos LEDs ou indicadores de estado onde a correspondência de cor é crítica.

5. Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica inclui uma secção para curvas de desempenho típicas, que representam graficamente a relação entre vários parâmetros em diferentes condições. Estas curvas são essenciais para uma análise de projeto aprofundada. Embora as curvas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, elas incluem tipicamente:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz varia com a corrente de acionamento para cada cor.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica IV de cada díodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a derivação térmica da saída de luz.
• Distribuição Espectral de Potência:Traça a intensidade relativa da luz emitida ao longo dos comprimentos de onda para cada chip de cor.

Consultar estas curvas ajuda a otimizar o circuito de acionamento, gerir o desempenho térmico e prever o comportamento em condições de operação não padrão.

6. Guia do Utilizador e Informações de Montagem

6.1 Instruções de Limpeza

A limpeza pós-montagem deve ser realizada com cuidado. Utilize apenas álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente normal. O LED deve ser imerso por menos de um minuto. A utilização de produtos de limpeza químicos não especificados pode danificar o material do pacote do LED, a lente de epóxi ou as ligações internas.

6.2 Padrão Recomendado para PCB (Land Pattern)

É fornecido um padrão de pegada (land pattern) recomendado para a PCB, de forma a garantir a formação adequada das juntas de soldadura, estabilidade mecânica e gestão térmica durante o reflow. Seguir este padrão é crucial para obter uma fixação de montagem em superfície fiável.

6.3 Dimensões da Embalagem em Fita e Bobina

O dispositivo é fornecido numa fita transportadora relevada padrão de 12mm de largura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A ficha técnica inclui dimensões detalhadas dos compartimentos da fita, da fita de cobertura e do núcleo da bobina para facilitar a compatibilidade com os alimentadores de equipamentos de montagem automatizada.

7. Considerações de Projeto e Notas de Aplicação

7.1 Limitação de Corrente

Como em todos os LEDs, a corrente direta deve ser limitada utilizando uma resistência em série ou um driver de corrente constante. O valor deve ser calculado com base na tensão de alimentação, na tensão direta (VF) do chip de cor específico à corrente desejada e na especificação máxima de corrente direta contínua (30mA). A operação a ou abaixo das correntes de teste típicas (25mA Verde, 20mA Vermelho, 15mA Azul) é recomendada para uma fiabilidade a longo prazo.

7.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa, um projeto térmico adequado na PCB é importante, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando se acionam múltiplos LEDs. A área de cobre da PCB atua como um dissipador de calor. Garantir um bom caminho térmico desde as pastilhas de solda do LED até a um plano de cobre maior pode ajudar a manter temperaturas de junção mais baixas, preservando a saída luminosa e a vida operacional.

7.3 Projeto Óptico com Lente Difusa

A lente difusa branca proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme (130° típico) ao dispersar a luz das pequenas e brilhantes fontes dos chips. Isto torna o LED ideal para indicadores de estado que precisam de ser visíveis a partir de uma ampla gama de ângulos. Reduz o brilho e os pontos quentes, criando uma iluminação suave e uniforme adequada para retroiluminação de painéis. Os projetistas devem ter em conta esta difusão ao modelar a saída de luz para a sua aplicação específica.

7.4 Controlo Independente de Cores

Com pares de ânodo/cátodo separados para cada chip de cor, o LTST-008GEBW oferece controlo totalmente independente. Isto permite a indicação estática de três estados diferentes (Verde, Vermelho, Azul) ou, utilizando modulação por largura de pulso (PWM) nos canais individuais, a criação de uma multitude de cores mistas. É necessário um projeto de circuito cuidadoso para gerir os três caminhos de limitação de corrente separados.

8. Comparação e Orientação para Seleção

O LTST-008GEBW ocupa um nicho específico. Os principais diferenciadores incluem a sua capacidade RGB integrada num único pacote SMD padrão e a sua lente difusa para visualização em ângulo amplo. Ao selecionar um LED, os engenheiros devem comparar:

• Cor Única vs. Múltiplos Chips:Este dispositivo consolida três indicadores numa única pegada, poupando espaço na placa.
• Lente Transparente vs. Difusa:As lentes difusas trocam a intensidade axial de pico por uma visualização mais ampla e uniforme.
• Classificação de Fluxo Luminoso (Binning):Para aplicações que requerem brilho consistente em múltiplas unidades, é aconselhável especificar um bin de fluxo mais restrito (ex.: K1).
• Classificação de Cor (Binning):Para aplicações críticas em termos de cor, especificar um código de bin CIE específico garante consistência visual entre diferentes lotes de produção ou LEDs adjacentes.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar todas as três cores simultaneamente na sua corrente contínua máxima?

R: Não. A dissipação de potência absoluta máxima do pacote não deve ser excedida. Acionar simultaneamente o Verde (102mW), o Vermelho (72mW) e o Azul (102mW) nas suas especificações máximas excederia em muito a capacidade térmica do pacote. Reduza as correntes (derate) ou utilize multiplexagem/PWM para gerir a potência total.

P: Qual é o propósito do pré-condicionamento JEDEC Nível 3?

R: Indica a sensibilidade à humidade do dispositivo. O Nível 3 significa que o pacote pode ser exposto às condições do chão de fábrica (≤30°C/60% HR) por até 168 horas antes de ter de ser cozido (baked) antes da soldadura por reflow para prevenir o "efeito pipoca" (fendilhação do pacote devido à humidade vaporizada).

P: Como interpreto a tabela de códigos de bin CIE?

R: Cada código de bin (ex.: H2) define uma pequena região quadrilátera no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os quatro pares de coordenadas (x,y) na tabela são os cantos dessa região. Um LED cujas coordenadas de cor medidas caem dentro dessa região recebe esse código de bin.

P: É necessário um díodo de proteção contra inversão?

R: Embora o dispositivo possa suportar uma tensão inversa de 5V para fins de teste, não foi concebido para operação em polarização inversa. Em circuitos onde são possíveis transientes de tensão inversa (ex.: cargas indutivas, hot-plugging), é fortemente recomendada proteção externa, como um díodo em série ou um díodo TVS em paralelo com o LED, para prevenir danos.

10. Princípios Técnicos e Tendências

10.1 Princípio de Funcionamento

A emissão de luz nos LEDs baseia-se na eletroluminescência em materiais semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. Os compostos semicondutores específicos (InGaN para verde/azul, AlInGaP para vermelho) determinam a energia da banda proibida e, consequentemente, o comprimento de onda (cor) da luz emitida. A lente difusa branca é tipicamente feita de epóxi ou silicone com partículas de dispersão (ex.: dióxido de titânio) adicionadas para difundir a luz pontual do chip.

10.2 Tendências da Indústria

O mercado de LEDs SMD continua a evoluir no sentido de maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior miniaturização. Pacotes de múltiplos chips como o LTST-008GEBW representam uma tendência para a integração funcional, reduzindo a contagem de componentes e a complexidade da montagem. Além disso, há uma ênfase crescente em tolerâncias de classificação (binning) mais apertadas tanto para fluxo como para cor, para atender às exigências de aplicações como ecrãs a cores completas e iluminação arquitetónica, onde a consistência é primordial. A procura por maior fiabilidade em aplicações automóveis e industriais também impulsiona avanços em materiais de pacote e desempenho térmico.