Ficha Técnica do LED SMD LTST-T180UWET - Ângulo de Visão de 120 Graus - Tensão Direta 2,45-3,25V - Corrente 30mA - Luz Branca com Lente Amarela - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-T180UWET é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Apresenta um fator de forma compacto, adequado para aplicações com restrições de espaço. O LED emite luz branca através de uma lente com tonalidade amarela, o que pode influenciar a temperatura de cor percebida e a difusão da luz emitida. Este componente é projetado para processos de fabricação em grande volume, incluindo compatibilidade com perfis de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As características principais deste LED incluem conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), embalagem em fita de 8mm dentro de bobinas de 7 polegadas para equipamentos automáticos de pick-and-place, e pré-condicionamento conforme os padrões de sensibilidade à umidade JEDEC Nível 3. Suas aplicações primárias abrangem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos, painéis de controle industrial e sinalização interna. É comumente usado para indicação de estado, iluminação simbólica e retroiluminação de painéis frontais onde é necessária uma fonte de luz compacta e confiável.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Máximas Absolutas

A uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, o dispositivo tem limites operacionais definidos para garantir confiabilidade e prevenir danos. A dissipação máxima de potência é de 97,5 mW. Ele pode suportar uma corrente direta de pico de 100 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms), enquanto a corrente direta contínua DC recomendada é de 30 mA. O dispositivo é classificado para operação e armazenamento dentro de uma faixa de temperatura de -40°C a +100°C.

2.2 Características Térmicas

A temperatura máxima permitida na junção (Tj) é de 125°C. A resistência térmica típica da junção para o ambiente (Rθja) é de 60°C/W. Este parâmetro é crucial para o projeto de gerenciamento térmico; a potência dissipada pelo LED fará com que a temperatura da junção suba acima da temperatura ambiente em 60°C para cada watt de potência. O layout adequado do PCB e, se necessário, dissipadores de calor adicionais devem ser considerados para manter a junção dentro dos limites seguros durante a operação contínua.

2.3 Características Elétricas e Ópticas

Medidas a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20mA, os principais parâmetros de desempenho são definidos. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica de 1500 mcd (milicandela) a 3050 mcd, indicando uma saída brilhante. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do valor axial, é de 120 graus, proporcionando um campo de iluminação muito amplo. A tensão direta (VF) varia de um mínimo de 2,45V a um máximo de 3,25V. A corrente reversa (IR) é especificada com um máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada, observando que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência na produção em massa. Isso permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos de circuito ou brilho.

3.1 Classificação da Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em quatro bins de tensão (D5 a D8), cada um com uma faixa de 0,2V abrangendo de 2,45V a 3,25V a 20mA. Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Isso auxilia no projeto de fontes de alimentação e circuitos limitadores de corrente com quedas de tensão previsíveis.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (IV)

Três bins de intensidade são definidos: W2 (1500-1800 mcd), X1 (1800-2340 mcd) e X2 (2340-3050 mcd). Uma tolerância de ±11% se aplica a cada bin. Selecionar um bin mais alto garante maior saída de luz, o que pode ser necessário para aplicações que requerem maior visibilidade ou para compensar a difusão da luz através de materiais.

3.3 Classificação de Cor

As coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931 são classificadas em seis grupos principais (A1 a F1). Cada bin define uma área quadrilátera no gráfico de cores. A tolerância para a tonalidade (x, y) dentro de um bin é de ±0,01. Esta classificação é crítica para aplicações onde a consistência de cor entre múltiplos LEDs é importante, como em matrizes de retroiluminação ou indicadores de status onde uma aparência uniforme é desejada.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados no documento (ex.: curvas típicas), os dados tabulares fornecidos permitem a análise. A relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) é não-linear e típica de um díodo. A condição de teste de 20mA fornece o ponto de operação padrão. O amplo ângulo de visão de 120 graus sugere um padrão de radiação Lambertiano ou similar, onde a luz é emitida sobre uma área ampla em vez de um feixe focalizado. A variação da intensidade luminosa e da tensão direta com a temperatura da junção é uma consideração crítica para o projeto; geralmente, a eficiência do LED diminui e a tensão direta cai à medida que a temperatura aumenta.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED está em conformidade com um padrão de encapsulamento SMD padrão EIA. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,2mm, salvo indicação em contrário. As dimensões específicas para comprimento, largura, altura do corpo e espaçamento dos terminais/pads são definidas no desenho do pacote, o que é essencial para criar padrões de solda precisos no PCB.

5.2 Identificação de Polaridade e Projeto do Pad

O componente inclui um diagrama recomendado de layout dos pads de fixação no PCB para soldagem por refluxo infravermelho ou por fase de vapor. Este layout garante a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica. O diagrama normalmente indica os pads do ânodo e do cátodo, que devem estar alinhados corretamente com as marcações de polaridade no próprio pacote do LED (frequentemente um entalhe, ponto ou terminal aparado).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Refluxo IR Recomendado

É fornecido um perfil sugerido de soldagem por refluxo para processos sem chumbo (Pb-free), referenciando o padrão J-STD-020B. Este perfil inclui estágios de pré-aquecimento, estabilização térmica, refluxo e resfriamento com restrições específicas de tempo e temperatura, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C. A adesão a este perfil é necessária para prevenir danos térmicos ao pacote ou à lente do LED.

6.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à umidade. Quando selados em sua bolsa à prova de umidade original com dessecante, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de UR e usados dentro de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de UR. Componentes expostos por mais de 168 horas requerem secagem a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o efeito "popcorn" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool etílico ou isopropílico, devem ser usados. O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o pacote.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem padrão é fita de 8mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas, com 5000 peças por bobina. Uma quantidade mínima de pedido de 500 peças está disponível para remanescentes. As especificações da fita e bobina estão em conformidade com os padrões ANSI/EIA 481. A embalagem inclui uma fita de cobertura superior para selar os bolsos vazios, e há um limite para o número de componentes ausentes consecutivos.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é ideal para indicadores de estado em eletrônicos de consumo (telefones, laptops, eletrodomésticos), retroiluminação de botões ou painéis em equipamentos de rede e controles industriais, e iluminação de baixo nível em sinalização interna. Seu amplo ângulo de visão o torna adequado para aplicações onde a luz precisa ser visível de vários ângulos.

8.2 Considerações de Projeto

1. Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a 30mA DC ou menos. O projeto do circuito deve levar em conta o bin de tensão direta para garantir a regulação de corrente adequada.
2. Gerenciamento Térmico:Considere a resistência térmica de 60°C/W. Para operação contínua em correntes altas, certifique-se de que o PCB possa dissipar calor efetivamente para manter a temperatura da junção abaixo de 125°C.
3. Projeto Óptico:A lente amarela afetará a cor de saída. Para requisitos de luz branca pura, verifique o bin de cromaticidade. O amplo ângulo de visão pode exigir difusores ou guias de luz para moldar o feixe para aplicações específicas.
4. Precauções contra ESD:Embora não explicitamente declarado para este modelo, são recomendadas as precauções padrão de manuseio contra ESD para LEDs durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a LEDs SMD genéricos, este componente oferece classificação específica para tensão, intensidade e cor, proporcionando maior consistência para lotes de produção. O ângulo de visão de 120 graus é notavelmente mais amplo do que muitos LEDs padrão (que podem ser de 60-90 graus), oferecendo iluminação mais ampla. Sua compatibilidade com o pré-condicionamento JEDEC Nível 3 e perfis padrão de refluxo IR indica robustez para linhas padrão de montagem em superfície. A classificação explícita de resistência térmica fornece um parâmetro concreto para o projeto térmico, que muitas vezes é omitido em fichas técnicas mais simples.

10. Perguntas Frequentes Baseadas nos Parâmetros Técnicos

P: Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?
R: Usando a Lei de Ohm (R = (Vfonte - Vf) / If) e o pior caso de Vf (máx. 3,25V a 20mA), o resistor mínimo é (5 - 3,25) / 0,02 = 87,5 ohms. Use um valor padrão como 100 ohms ou um pouco maior para garantir que a corrente não exceda 20mA para um LED típico.

P: Posso acionar este LED com um sinal PWM para dimerização?
R: Sim, a operação pulsada é aceitável. A especificação máxima absoluta permite uma corrente de pico de 100mA com um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0,1ms. Para dimerização PWM, certifique-se de que a corrente média ao longo do tempo não exceda a classificação DC de 30mA, e que a corrente instantânea durante o pulso "ligado" respeite a classificação de pico.

P: Como a temperatura afeta o brilho?
R: A saída luminosa dos LEDs geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Para um controle preciso do brilho em função da temperatura, feedback ou compensação podem ser necessários. O valor da resistência térmica ajuda a calcular o aumento esperado da temperatura da junção para uma determinada condição operacional.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Matriz de Indicadores de Estado em Painel Frontal
Em um roteador de rede, dez LEDs LTST-T180UWET são usados para indicar o status do link para diferentes portas. As etapas de projeto incluem: 1) Selecionar LEDs do mesmo bin de intensidade (ex.: X1) e bin de cor para garantir brilho e tonalidade uniformes no painel. 2) Projetar um PCB com o layout de pads recomendado. 3) Usar uma linha de 3,3V e calcular um resistor limitador de corrente para ~18mA por LED (ex.: (3,3V - 2,85V_típ) / 0,018A = 25 ohms). 4) Garantir que a área de cobre ao redor dos pads no PCB seja suficiente para atuar como dissipador de calor, especialmente se todos os LEDs estiverem ligados continuamente. 5) Seguir o perfil de refluxo especificado durante a montagem. 6) Realizar uma inspeção visual pós-montagem para verificar a soldagem e o alinhamento adequados.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os diodos emissores de luz são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. Este fenômeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os elétrons se recombinam com lacunas de elétrons dentro do dispositivo, liberando energia na forma de fótons. A cor da luz é determinada pela banda proibida de energia do material semicondutor. LEDs brancos são tipicamente criados usando um chip de LED azul ou ultravioleta revestido com um material de fósforo que converte parte da luz emitida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho), resultando em uma mistura percebida como luz branca. A lente amarela neste modelo específico pode modificar ainda mais a saída espectral ou difundir a luz.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia de LED SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor índice de reprodução de cor (IRC) para LEDs brancos e tamanhos de pacote menores que permitem layouts de maior densidade. Há também um foco na confiabilidade aprimorada sob condições operacionais de temperatura mais alta e classificação mais precisa para cor e fluxo luminoso para atender às demandas de aplicações como telas de alta resolução e iluminação automotiva. A busca por eficiência energética em todos os dispositivos eletrônicos impulsiona ainda mais a adoção de LEDs com características de desempenho otimizadas.