Ficha Técnica do LED SMD LTW-482DS5 - InGaN Branco, Lente Amarela - Especificações Elétricas e Ópticas

1. Visão Geral do Produto

O LTW-482DS5 é uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD) projetada para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Faz parte de uma família de componentes desenvolvida para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O dispositivo combina um chip semicondutor branco ultrabrilhante de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) com uma lente de tonalidade amarela, resultando numa saída de cor específica. Este LED é construído para ser compatível com os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) comumente usados na fabricação de eletrônicos em grande volume.

A vantagem central deste componente reside no seu fator de forma miniaturizado e na sua adequação para equipamentos automatizados de pick-and-place, o que agiliza a produção. É classificado como um pacote padrão EIA (Electronic Industries Alliance), garantindo ampla compatibilidade com as linhas de montagem da indústria. O dispositivo também é especificado como compatível com C.I. (Circuito Integrado), indicando que pode ser acionado diretamente por tensões típicas de nível lógico de microcontroladores ou outros circuitos digitais, sem exigir estágios intermediários de driver complexos em muitos casos.

O mercado-alvo para este LED abrange uma ampla gama de eletrônicos de consumo e industriais. As aplicações primárias incluem indicação de estado, retroiluminação de teclados e teclados numéricos, e integração em microdisplays. Também é encontrado em equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, vários eletrodomésticos e sinalização interna ou iluminação de símbolos onde é necessária uma fonte de luz compacta e confiável.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao LED. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente contínua DC direta máxima (IF) é de 20 mA. Uma corrente de pico direta mais alta de 100 mA é permitida, mas apenas sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho estrito de 1/10 e uma largura de pulso não excedendo 0,1 milissegundos. A dissipação de potência máxima é de 72 miliwatts (mW). O dispositivo é classificado para operação dentro de uma faixa de temperatura de -20°C a +80°C e pode ser armazenado em ambientes de -40°C a +85°C. Uma classificação crítica para montagem é a condição de soldagem infravermelha, que não deve exceder 260°C por uma duração de 10 segundos durante o refluxo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As características típicas de operação são medidas a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 5 mA, que é uma condição de teste comum. A tensão direta (VF) varia de um mínimo de 2,55 volts a um máximo de 3,15 volts, com um valor típico implícito dentro desta faixa. A intensidade luminosa (Iv), uma medida do brilho percebido, tem uma ampla faixa de 71,0 milicandelas (mcd) a 280,0 mcd. Esta variação é gerenciada através de um sistema de binning. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo, é de 130 graus, indicando um padrão de feixe muito amplo. As coordenadas de cromaticidade, que definem o ponto de cor no espaço de cores CIE 1931, são especificadas como x=0,304 e y=0,301 sob condições de teste. A corrente reversa (IR) é garantida como inferior a 10 microamperes a uma tensão reversa (VR) de 5V, embora o dispositivo não seja projetado para operação reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTW-482DS5 utiliza um sistema de binning tridimensional para Tensão Direta (VF), Intensidade Luminosa (Iv) e Matiz (ponto de cor).

3.1 Binning da Tensão Direta (VF)

A VF é classificada em passos de 0,1V de V1 (2,55V - 2,65V) a V6 (3,05V - 3,15V). Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Isto permite que os projetistas selecionem LEDs com faixas de tensão mais estreitas para aplicações que exigem brilho uniforme quando alimentados por uma fonte de tensão constante ou para melhor corresponder aos cálculos do resistor limitador de corrente.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa (Iv)

A intensidade luminosa é classificada em três códigos primários: Q (71,0 - 112,0 mcd), R (112,0 - 180,0 mcd) e S (180,0 - 280,0 mcd). Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada faixa de bin. Este binning é crucial para aplicações onde a consistência do brilho percebido é importante entre múltiplos LEDs, como em matrizes de retroiluminação ou clusters de indicadores de status.

3.3 Binning do Matiz (Cor)

As coordenadas de cromaticidade (x, y) são classificadas em seis regiões rotuladas de S1 a S6. Cada bin define uma área quadrilátera no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os bins são organizados para agrupar LEDs com temperaturas de cor branca e tonalidades semelhantes. Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a cada coordenada dentro do seu bin. Isto garante uniformidade de cor quando múltiplos LEDs são usados lado a lado. O diagrama fornecido mapeia visualmente estas regiões S1-S6 na carta de cromaticidade.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que representam graficamente a relação entre parâmetros-chave. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tal LED normalmente incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva não-linear mostra como a tensão aumenta com a corrente. É essencial para projetar o circuito de acionamento, especialmente ao usar uma fonte de tensão constante com um resistor em série.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. É tipicamente linear numa faixa, mas satura em correntes mais altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demonstra a derivação térmica da saída de luz. À medida que a temperatura de junção do LED aumenta, sua eficácia luminosa diminui. Compreender isto é crítico para o gerenciamento térmico na aplicação.
• Distribuição Espectral de Potência Relativa:Para um LED branco, este gráfico mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda. Um LED branco como o tipo InGaN tipicamente tem um pico de emissão azul do próprio chip, combinado com uma emissão amarela mais ampla do revestimento de fósforo, resultando na luz branca percebida.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED está em conformidade com um contorno padrão de pacote SMD. Todas as dimensões críticas, como comprimento, largura, altura e espaçamento dos terminais, são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. A cor da lente é amarela e a cor da fonte (chip) é branca. Desenhos dimensionados detalhados estão incluídos na ficha técnica para o projeto da área de contato na PCB.

5.2 Identificação de Polaridade e Projeto dos Pads

O componente inclui marcações ou características estruturais (como um canto chanfrado ou um ponto) para indicar o terminal do cátodo (negativo). Um layout recomendado do padrão de solda (pads de fixação) na PCB é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda, conexão elétrica confiável e estabilidade mecânica ótima durante e após o processo de refluxo. A direção de soldagem em relação à orientação do pacote também pode ser especificada para evitar o efeito "tombstoning" (onde uma extremidade se descola do pad).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

Um perfil de refluxo sugerido é fornecido para processos de solda sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem um estágio de pré-aquecimento, um tempo definido acima do líquido, uma temperatura de pico não excedendo 260°C e um tempo nessa temperatura de pico limitado a um máximo de 10 segundos. O perfil é projetado para minimizar o estresse térmico no pacote do LED, garantindo uma junta de solda confiável. É enfatizado que o perfil ótimo pode variar com base no projeto específico da PCB, na pasta de solda e nas características do forno.

6.2 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são dispositivos sensíveis à umidade (MSL 3). Quando selados na sua bolsa original à prova de umidade com dessecante, têm uma vida útil de um ano quando armazenados a ≤30°C e ≤90% de umidade relativa (UR). Uma vez aberta a bolsa, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% UR. É recomendado completar o processo de refluxo IR dentro de uma semana após a abertura. Para armazenamento além de uma semana fora da embalagem original, é necessário um cozimento a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir danos de "popcorning" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas solventes especificados devem ser usados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Limpadores químicos não especificados podem danificar a lente de plástico ou o material do pacote.

6.4 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

O LED é suscetível a danos por eletricidade estática e surtos de tensão. Controles adequados de ESD devem ser implementados durante o manuseio e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras aterradas, luvas antiestáticas e garantir que todo o equipamento e superfícies de trabalho estejam devidamente aterrados.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O LTW-482DS5 é fornecido embalado para montagem automatizada. Os componentes são colocados em fita transportadora relevada com 8 mm de largura. Esta fita é enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (aproximadamente 178 mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 3000 peças. Para quantidades menores que uma bobina completa, uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças está disponível para estoque remanescente. A embalagem em fita e bobina está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. A fita possui uma vedação de cobertura para proteger os componentes e há um limite no número máximo de componentes ausentes consecutivos na fita.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Acionando o LED

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. O método de operação mais comum e estável é usar uma fonte de corrente constante. Se usar uma fonte de tensão constante (como um pino GPIO de microcontrolador ou um barramento de alimentação regulado), um resistor limitador de corrente deve ser colocado em série com o LED. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada. Por exemplo, para acionar o LED na sua corrente de teste típica de 5mA a partir de uma fonte de 5V, assumindo um VF de 2,8V: R = (5V - 2,8V) / 0,005A = 440 Ohms. Um resistor padrão de 470 Ohms seria uma escolha adequada. A potência nominal do resistor também deve ser verificada: P = I²R = (0,005)² * 470 = 0,01175W, portanto um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é mais do que adequado.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (72 mW máx.), um gerenciamento térmico eficaz ainda é importante para a longevidade e manutenção da saída de luz. O desempenho do LED degrada com o aumento da temperatura de junção. A própria PCB atua como um dissipador de calor. Garantir uma área de cobre adequada conectada ao pad térmico ou aos terminais do LED, e fornecer ventilação se estiver enclausurado, ajuda a dissipar o calor. Evite operar o LED na sua corrente e temperatura máximas absolutas simultaneamente por períodos prolongados.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 130 graus produz um feixe muito amplo e difuso. Isto é ideal para iluminação de área ou indicadores de status que precisam ser visíveis de uma ampla gama de ângulos. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, ópticas secundárias (como lentes ou tubos de luz) precisariam ser adicionadas externamente. A lente amarela filtrará a luz branca emitida, deslocando a cor final da saída para tons mais quentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTW-482DS5 se diferencia através da sua combinação específica de um chip branco InGaN e uma lente amarela. Comparado a um LED branco padrão com lente transparente, este produto oferece uma saída de cor distinta e mais quente, o que pode ser desejável para requisitos estéticos ou funcionais específicos (ex.: imitar luzes indicadoras incandescentes). O seu amplo ângulo de visão é uma característica-chave versus LEDs de ângulo estreito usados para iluminação focalizada. O sistema abrangente de binning para tensão, intensidade e cor fornece um nível de consistência importante para aplicações com múltiplos LEDs, o que pode não ser tão rigorosamente definido em ofertas de LED genéricas ou de baixo custo. A sua conformidade com os padrões de colocação automática e refluxo IR o torna uma escolha confiável para a fabricação moderna e automatizada de eletrônicos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

R: Possivelmente, mas depende da tensão direta (VF) do LED. Se a VF do LED estiver na extremidade inferior da sua faixa (ex.: 2,6V), há uma diferença de 0,7V. Para uma corrente desejada de 5mA, isto requer um resistor de R = 0,7V / 0,005A = 140 Ohms. Isto é viável. No entanto, se a VF do LED for 3,1V, a diferença é de apenas 0,2V, exigindo um resistor de 40 Ohms. A 5mA, a queda de tensão no driver interno do MCU pode se tornar significativa, potencialmente impedindo o LED de acender corretamente ou causando brilho inconsistente. Um circuito driver (como um transistor) é mais confiável para um desempenho consistente em todos os bins de VF.

P: Qual é a diferença entre "Cor da Lente" e "Cor da Fonte"?

R: A "Cor da Fonte" refere-se à luz emitida pelo próprio chip semicondutor antes de passar pela lente do pacote. Aqui, é um chip branco InGaN. A "Cor da Lente" é a cor do encapsulante plástico que forma a cúpula do LED. Uma lente amarela atua como um filtro, absorvendo alguns comprimentos de onda (como o azul) e transmitindo outros (amarelo, vermelho), resultando numa luz final emitida que parece mais quente (mais amarela/âmbar) do que a saída original do chip branco.

P: Por que a especificação da corrente reversa (IR) é importante se o dispositivo não é para operação reversa?

R: O teste de IR é principalmente um teste de qualidade e confiabilidade. Uma alta corrente de fuga reversa pode indicar um defeito na junção semicondutora. Além disso, em projetos de circuito onde o LED pode ser exposto a transitórios de tensão reversa (mesmo brevemente), conhecer a fuga máxima ajuda a projetar circuitos de proteção para prevenir danos ou comportamento inesperado do circuito.

P: Como interpreto o código de bin na embalagem?

R: A etiqueta da embalagem deve incluir códigos para os bins de VF, Iv e Matiz (ex.: V3R-S4). Isto permite que você conheça a faixa de desempenho específica dos LEDs naquele lote. Para aplicações críticas que exigem alta consistência, você pode especificar os códigos de bin exatos ao fazer o pedido.

11. Exemplos Práticos de Aplicação

Exemplo 1: Retroiluminação de Teclado

Num teclado de computador portátil, múltiplos LEDs LTW-482DS5 poderiam ser colocados sob uma camada translúcida de teclas. O seu amplo ângulo de visão de 130 graus garante iluminação uniforme em todo o teclado. A lente amarela fornece uma retroiluminação branca quente que é frequentemente considerada menos agressiva do que o branco frio, especialmente em ambientes com pouca luz. Os projetistas selecionariam LEDs dos mesmos bins de intensidade (Iv) e matiz (Sx) para garantir cor e brilho uniformes em todo o teclado.

Exemplo 2: Painel de Indicador de Status Industrial

Num painel de controle para equipamento industrial, estes LEDs podem ser usados como indicadores de status para "Ligado"