Folha de Dados Técnicos do LED SMD LTST-416GEBW-P3 - Lente Branca Difusa - Chip RGB - Condução de 5mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem superficial (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso. O componente possui uma lente branca difusa e integra três fontes de luz semicondutoras distintas em um único pacote: um chip verde de InGaN, um chip vermelho de AlInGaP e um chip azul de InGaN. A saída combinada através da lente difusa cria uma aparência de luz branca. Este design é direcionado a aplicações com restrições de espaço em eletrônicos de consumo, telecomunicações e equipamentos industriais onde é necessária indicação de estado confiável, iluminação de símbolos ou retroiluminação de painéis frontais.

1.1 Características Principais

• Conformidade com as diretrizes ambientais RoHS.
• Embalado em fita de 12 mm dentro de bobinas de 7 polegadas de diâmetro para sistemas automatizados pick-and-place.
• Pegada de pacote EIA padronizada para compatibilidade de projeto.
• Corrente de acionamento compatível com nível lógico.
• Resiste aos processos de soldagem por refluxo infravermelho.
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Umidade JEDEC 3.

1.2 Aplicações Alvo

• Indicadores de status em hardware de telecomunicações e redes.
• Iluminação de sinais e símbolos em automação de escritório e eletrodomésticos.
• Retroiluminação de painel frontal para equipamentos de controle industrial.
• Iluminação indicadora de uso geral em eletrônicos de consumo.

2. Parâmetros Técnicos: Análise Objetiva Aprofundada

A seção seguinte fornece uma análise objetiva e detalhada das características elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo, conforme definido no material de origem. Todos os dados são referenciados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estes valores representam os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação contínua nestes limites não é aconselhada.

• Dissipação de Potência (Pd):90 mW para os chips Verde/Azul; 69 mW para o chip Vermelho. Este parâmetro é crucial para o projeto de gerenciamento térmico.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA para todos os chips, em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC para todos os chips.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas em uma corrente de teste padrão de I_F= 5mA para cada chip. Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_v):
  • Verde: 600 - 1200 mcd (milicandelas)
  • Vermelho: 200 - 400 mcd
  • Azul: 100 - 200 mcd
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 120 graus. Este ângulo amplo é resultado da lente difusa, proporcionando uma distribuição de luz mais uniforme em comparação com LEDs de lente transparente.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Verde: 523 - 535 nm
  • Vermelho: 617 - 630 nm
  • Azul: 465 - 477 nm
• Tensão Direta (V_F):
  • Verde: 2,0 - 3,0 V
  • Vermelho: 1,4 - 2,3 V
  • Azul: 2,0 - 3,0 V
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA em V_R= 5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os dispositivos são classificados em bins. A saída de luz branca é uma função dos chips RGB combinados, medida com todos os três acionados a 5mA.

3.1 Classificação de Intensidade Luminosa (I_v)

Os dispositivos são categorizados com base em sua saída total de intensidade luminosa. Bin T1: 900 - 1300 mcd (aproximadamente 2,7 - 3,9 lúmens) Bin T2: 1300 - 1800 mcd (aproximadamente 3,9 - 5,4 lúmens) A tolerância por bin é de ±11%.

3.2 Classificação de Cromaticidade (CIE)

Os dispositivos são classificados de acordo com suas coordenadas de cor no diagrama de cromaticidade CIE 1931, que define a cor percebida da luz branca. Os códigos de bin (por exemplo, H4, J5, K6, L4) representam regiões quadriláteras específicas no plano de coordenadas x,y. Cada bin tem quatro pontos de canto definidos (Ponto1-4) para as coordenadas x e y. A tolerância para posicionamento dentro de um bin de matiz selecionado é de ±0,01 em ambas as coordenadas x e y. Esta classificação precisa permite que os projetistas selecionem LEDs com consistência de cor muito estreita para suas aplicações.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Terminais

O dispositivo está em conformidade com uma pegada SMD padrão. As dimensões críticas incluem o tamanho do corpo e o espaçamento dos terminais. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. A atribuição dos terminais para ativar cores individuais é a seguinte: O ânodo (positivo comum) está conectado ao terminal 1. O cátodo verde é o terminal 2, o cátodo vermelho são os terminais 3 e 4 (conectados internamente) e o cátodo azul é o terminal 6. Os terminais 5 e outros podem ser sem conexão (NC) ou ancoragens mecânicas.

4.2 Padrão Recomendado de Trilhas na PCB

A top-view drawing of the suggested solder pad layout is provided to ensure proper soldering and mechanical stability. Adhering to this pattern helps prevent tombstoning (one end lifting during reflow) and ensures good solder fillets.

4.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora com relevo e uma fita protetora de cobertura. As especificações-chave de embalagem incluem:

• Largura da Fita Transportadora: 12 mm.
• Diâmetro da Bobina: 7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina Completa: 2000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido para Bobinas Parciais: 500 unidades.
• Máximo de componentes ausentes consecutivos (bolsos): 2.
• A embalagem está em conformidade com os padrões EIA-481-1-B.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR (Processo sem Chumbo)

O perfil recomendado segue o J-STD-020B para soldagem sem chumbo.

• 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 do Líquidus:Recomendado máximo de 10 segundos.
• Número de Ciclos de Refluxo:Máximo duas vezes.

Um perfil gráfico de temperatura versus tempo é normalmente fornecido para visualizar os estágios de rampa, imersão, refluxo e resfriamento.

5.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Contato:Máximo 3 segundos por junta.
• Importante:A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez para evitar estresse térmico.

5.3 Limpeza

A limpeza pós-soldagem deve ser realizada com cuidado. Apenas solventes especificados devem ser usados. Os agentes recomendados são álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O LED deve ser imerso por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o pacote.

6. Precauções de Armazenamento e Manuseio

6.1 Condições de Armazenamento

Saco de Barreira de Umidade Selado (MBP):Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Umidade Relativa (UR). 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% UR. É fortemente recomendado completar o processo de refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição. Para armazenamento além deste período, os componentes devem ser colocados em um recipiente selado com dessecante novo ou em um dessecador de nitrogênio. Componentes expostos por mais de 168 horas requerem um procedimento de secagem (aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas) antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (rachadura do pacote devido à pressão de vapor durante o refluxo).

6.2 Notas de Aplicação e Limitações

Este LED destina-se ao uso em equipamentos eletrônicos comerciais e industriais padrão. Não foi projetado ou qualificado para aplicações onde a falha possa levar a risco direto à vida, saúde ou segurança—como em aviação, suporte à vida médico ou sistemas de controle de transporte críticos. Para tais aplicações de alta confiabilidade, a consulta ao fabricante do componente para dados de qualificação específicos é obrigatória.

7. Considerações de Projeto e Sugestões de Aplicação

7.1 Limitação de Corrente

Devido às diferentes tensões diretas (V_F) dos chips vermelho, verde e azul, acioná-los a partir de uma fonte de tensão comum requer resistores limitadores de corrente separados para cada canal de cor. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usando a V_Ftípica e a corrente de acionamento desejada (por exemplo, 5mA para conformidade com as especificações, até 30mA máximo) resultará na resistência e potência nominal apropriadas.

7.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa, um projeto adequado da PCB é essencial para a longevidade. Certifique-se de que as pastilhas de solda recomendadas sejam usadas para fornecer condução térmica adequada para longe da junção do LED. Para aplicações que acionam o LED em ou próximo de sua corrente contínua máxima (30mA), atenção à temperatura ambiente e ao layout da placa é importante para permanecer dentro da faixa de temperatura de operação especificada.

7.3 Integração Óptica

A lente branca difusa proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme (120°), tornando-a adequada para aplicações onde o LED pode ser visto de ângulos fora do eixo. A natureza difusa reduz pontos quentes e brilho. Para aplicações que requerem um feixe mais direcionado, ópticas secundárias externas (lentes, tubos de luz) seriam necessárias.

8. Análise de Curvas de Desempenho Típicas

A folha de dados inclui representações gráficas de relações-chave, que são vitais para entender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, tipicamente de forma sublinear, destacando mudanças de eficiência.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Demonstra a característica exponencial I-V do diodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto é crítico para projetos em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Embora nem sempre detalhada para LEDs brancos, entender os comprimentos de onda de pico e as meias-larguras espectrais (Δλ: ~30nm G, ~20nm R, ~25nm B) dos chips individuais informa a reprodução de cor e a seleção de filtros.

Estas curvas permitem que os projetistas extrapolem o desempenho para pontos de operação diferentes da condição de teste padrão de 5mA a 25°C.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar todas as três cores simultaneamente para obter uma luz branca mais brilhante?R: Sim, mas você deve garantir que a dissipação total de potência não exceda a especificação máxima mais baixa entre os chips ativos (69mW para o chip vermelho, neste caso) e que a temperatura da junção permaneça dentro dos limites. A corrente para cada canal deve ser controlada independentemente.

P: Por que a tensão direta é diferente para cada cor?R: A tensão direta é uma propriedade fundamental da banda proibida do material semicondutor. Os LEDs vermelhos de AlInGaP têm uma banda proibida menor do que os LEDs verdes e azuis de InGaN, resultando em uma V_F.

P: O que significa "pré-condicionamento para o Nível JEDEC 3"?R: Significa que os componentes foram classificados como Nível de Sensibilidade à Umidade 3 (MSL 3). Isto indica que a vida útil máxima permitida no chão de fábrica após a abertura do saco de barreira de umidade é de 168 horas a ≤30°C/60% UR antes que requeiram secagem para o refluxo.

P: Como seleciono o bin correto para minha aplicação?R: Para aplicações onde a consistência de cor é crítica (por exemplo, barras de status com múltiplos LEDs ou retroiluminação), especifique um único código de bin CIE apertado (por exemplo, J5) e um único bin de intensidade luminosa (por exemplo, T1). Para aplicações menos críticas, uma seleção de bin mais ampla pode ser aceitável e potencialmente mais econômica.

10. Princípio de Operação e Contexto Tecnológico

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência em materiais semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n de cada chip, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor específico: AlInGaP para o vermelho e InGaN para o verde e azul. A luz "branca" não é produzida por um único fósforo branco (como em um LED branco convertido por fósforo), mas é uma mistura aditiva de cores das três luzes primárias (Vermelho, Verde, Azul) conforme passam pelo encapsulante branco difuso. Este método RGB permite um ajuste potencial de cor variando a corrente para cada chip, embora esta folha de dados especifique a operação para um ponto de branco fixo.

O formato de pacote SMD representa o padrão da indústria para montagem automatizada de alto volume. O uso de uma lente de epóxi difusa incorpora partículas de espalhamento para ampliar o ângulo de visão e suavizar a saída de luz, tornando-o ideal para fins de indicação onde a visualização direta é comum. A integração de três chips em um único pacote economiza espaço na PCB em comparação com o uso de três LEDs monocromáticos discretos.