Folha de Dados Técnicos do LED SMD LTSA-E67RUWETU - Branco InGaN, Lente Amarela - 50mA, 170mW

1. Visão Geral do Produto

O LTSA-E67RUWETU é um LED de montagem superficial de alto brilho, projetado para processos de montagem automatizados e aplicações com espaço limitado. Ele apresenta uma fonte de luz branca que utiliza tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), alojada em um encapsulamento com lente de tonalidade amarela. Esta combinação é projetada para atender às demandas de equipamentos eletrónicos modernos que requerem soluções de iluminação compactas e confiáveis.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este LED é caracterizado pela sua compatibilidade com equipamentos automatizados pick-and-place e processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), tornando-o ideal para fabricação em grande volume. Seus principais mercados-alvo incluem eletrónicos de consumo, sistemas de rede e, notavelmente, aplicações em acessórios automotivos. O dispositivo é qualificado de acordo com o padrão AEC-Q101 (Revisão D), reforçando sua adequação para ambientes automotivos, onde a confiabilidade do componente é primordial. Recursos adicionais incluem conformidade com RoHS, embalagem em fita de 8mm dentro de bobinas de 7 polegadas e pré-condicionamento para Nível de Sensibilidade à Umidade JEDEC 2a, garantindo estabilidade durante o armazenamento e montagem.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Um exame detalhado das especificações elétricas, ópticas e térmicas é crucial para o projeto adequado do circuito e gerenciamento térmico.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Elas são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (DC) é de 50 mA. Sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms), uma corrente direta de pico de 100 mA é permitida. A dissipação de potência máxima é de 170 mW. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação e armazenamento de -40°C a +100°C. Exceder esses limites, especialmente a temperatura de junção, pode levar a falha catastrófica ou degradação significativa na saída de luz e vida útil.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Medido a Ta=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 30mA, o dispositivo exibe uma intensidade luminosa típica variando de um mínimo de 1800 mcd a um máximo de 3550 mcd. A tensão direta (VF) normalmente fica entre 2,8V e 3,4V, com uma tolerância declarada de ±0,1V por bin de tensão. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo onde a intensidade é metade do valor axial, é de 120 graus, indicando um padrão de emissão de luz difuso e amplo. As coordenadas de cromaticidade são especificadas como x=0,3197, y=0,3131 no diagrama CIE 1931, definindo seu ponto de branco. A corrente reversa (IR) é no máximo 10 µA a VR=5V, e a tensão de suporte à Descarga Eletrostática (ESD) é de 2000V usando o Modelo do Corpo Humano (HBM). É fundamental observar que o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; a condição de teste de tensão reversa é apenas para fins informativos.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico eficaz é essencial para o desempenho e longevidade do LED. A resistência térmica da junção para o ambiente (RθJA) é tipicamente 280 °C/W, medida em um substrato FR4 com 1,6mm de espessura e uma almofada de cobre de 16mm². Mais importante, a resistência térmica da junção para o ponto de solda (RθJS) é de 130 °C/W. Este valor mais baixo é mais relevante para o projeto, pois representa o principal caminho de condução de calor do chip do LED para a placa de circuito impresso (PCB). A temperatura máxima absoluta da junção (TJ) é de 125°C. Os projetistas devem garantir que a temperatura de junção operacional, calculada usando a dissipação de potência e as resistências térmicas, permaneça bem abaixo deste limite para garantir a confiabilidade.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LTSA-E67RUWETU emprega um sistema abrangente de binning para categorizar as unidades com base na tensão direta (VF), intensidade luminosa (IV) e coordenadas de cor. Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com desempenho consistente para sua aplicação.

3.1 Binning de Tensão Direta (VF)

As unidades são classificadas em três bins de tensão: H (2,8V - 3,0V), J (3,0V - 3,2V) e K (3,2V - 3,4V). Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Selecionar LEDs do mesmo bin VF ajuda a garantir uma distribuição uniforme de corrente quando vários LEDs são conectados em paralelo.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (IV)

Os bins de intensidade garantem níveis de brilho consistentes. Os bins são: X1 (1800 - 2240 mcd), X2 (2240 - 2800 mcd) e Y1 (2800 - 3550 mcd). Uma tolerância de ±11% é aplicada dentro de cada bin. Isso permite a classificação com base nos requisitos de saída, potencialmente afetando o custo e a seleção para diferentes níveis de produto.

3.3 Binning de Coordenadas de Cor

O aspecto mais complexo é o binning de cor. A folha de dados fornece uma tabela detalhada de coordenadas de cromaticidade que definem múltiplas regiões quadriláteras (bins) no gráfico CIE 1931, como LL, LK, ML, MK, NL, NK, etc. Cada bin é definido por quatro pontos de coordenadas (x, y). O ponto de cor típico (x=0,3197, y=0,3131) cai dentro de vários desses bins (por exemplo, LL, LK, ML). Uma tolerância de ±0,01 é especificada para as coordenadas de matiz dentro de um bin. Este controle rigoroso é vital para aplicações onde a consistência de cor é crítica, como em conjuntos de indicadores ou retroiluminação onde múltiplos LEDs são vistos simultaneamente.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O LED está em conformidade com um contorno padrão de encapsulamento SMD da EIA. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. Uma nota crítica de projeto é que o *lead frame* do ânodo também funciona como o dissipador de calor principal para o LED. Isso significa que a almofada do ânodo na PCB deve ser projetada com massa térmica adequada e possivelmente conectada a *vias* térmicas ou planos para dissipar o calor de forma eficaz. A identificação correta do ânodo e do cátodo durante o *layout* é essencial para a operação correta e o desempenho térmico ideal.

4.2 Almofada de Fixação na PCB Recomendada

A folha de dados inclui um diagrama para o *layout* recomendado da almofada de solda na PCB para soldagem por refluxo infravermelho. Seguir estas dimensões garante uma junta de solda confiável, alinhamento adequado e transferência de calor eficaz da almofada térmica do LED (ânodo) para a PCB.

4.3 Embalagem em Fita e Bobina

Para montagem automatizada, os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida de 8mm de largura, enrolada em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Cada bobina contém 2000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. Notas importantes incluem: bolsos de componentes vazios são selados com fita de cobertura, e um máximo de dois componentes (lâmpadas) faltantes consecutivos é permitido por bobina. Compreender o passo da fita e as dimensões da bobina é necessário para programar os equipamentos de montagem automatizada.

5. Guia de Soldagem, Montagem e Manuseio

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

É fornecido um perfil de refluxo sugerido para processos de solda sem chumbo, alinhado com o padrão J-STD-020. Este perfil normalmente inclui estágios de pré-aquecimento, imersão térmica, refluxo (com um limite de temperatura de pico) e resfriamento. Seguir o perfil recomendado pelo fabricante é fundamental para evitar choque térmico, defeitos na junta de solda ou danos à estrutura interna do LED e à lente de epóxi.

5.2 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, apenas os produtos químicos especificados devem ser usados. A folha de dados recomenda imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente normal por menos de um minuto. O uso de produtos químicos não especificados ou agressivos pode danificar o material do encapsulamento do LED, levando a descoloração, rachaduras ou delaminação.

5.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

O produto é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 2a de acordo com JEDEC J-STD-020. Isso significa que a bolsa selada à prova de umidade (com dessecante dentro) tem uma vida útil de 4 semanas após a abertura quando armazenada em condições ≤ 30°C / 60% UR. Para armazenamento de longo prazo antes do uso, as bolsas seladas devem ser mantidas a 30°C ou menos e 70% de umidade relativa ou menos. Os LEDs têm um período de uso recomendado de um ano enquanto estiverem na embalagem selada à prova de umidade. A falha em observar essas precauções pode levar ao fenômeno de \"popcorning\" durante o refluxo, onde a umidade absorvida vaporiza e racha o encapsulamento.

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a: telefones sem fio e celulares, notebooks, sistemas de rede e várias aplicações em acessórios automotivos (por exemplo, iluminação interna, retroiluminação de interruptores, indicadores de status). Sua qualificação AEC-Q101 o torna um candidato para eletrónicos automotivos não críticos para a segurança.

6.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. A tensão direta tem uma faixa (2,8-3,4V), portanto, projetar para a VF máxima garante que o LED não exceda sua classificação de corrente quando conectado a uma fonte de tensão fixa.
• Gerenciamento Térmico:O ânodo é o caminho térmico. Projete a almofada do ânodo na PCB com área de cobre suficiente. Use *vias* térmicas para conectar a planos de terra/alimentação internos ou do lado inferior para espalhar o calor. Calcule a temperatura de junção esperada usando P_Dissipada = VF * IF e ΔT = RθJS * P_Dissipada.
• Proteção ESD:Embora classificado para 2kV HBM, implementar medidas padrão de proteção ESD nas entradas da PCB e durante o manuseio é considerada uma boa prática, especialmente em ambientes não controlados.

6.3 Advertências Importantes

A folha de dados afirma explicitamente que estes LEDs são destinados a equipamentos eletrónicos comuns. Para aplicações que requerem confiabilidade excepcional onde a falha pode colocar em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança de transporte), é necessária consulta com o fabricante antes da incorporação ao projeto. Esta é uma isenção de responsabilidade padrão que destina o caso de uso pretendido do componente.

7. Análise Técnica Aprofundada

7.1 Princípio de Operação

O LTSA-E67RUWETU utiliza um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz branca. Normalmente, isso é alcançado usando um *die* emissor de azul de InGaN revestido com um fósforo amarelo. Parte da luz azul é convertida pelo fósforo em luz amarela; a mistura de luz azul e amarela é percebida pelo olho humano como branca. A lente externa de tonalidade amarela pode servir para modificar ainda mais a temperatura de cor ou difundir a saída de luz, criando a cor final percebida especificada pelas coordenadas de cromaticidade.

7.2 Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados inclui uma curva de distribuição espacial (padrão de radiação) (Fig. 2). Esta curva representa graficamente a intensidade luminosa em função do ângulo de visão, confirmando a especificação de ângulo de visão de 120 graus. Ela mostra uma distribuição semelhante à Lambertiana, comum para LEDs com lente difusa, onde a intensidade é mais alta a 0 graus (no eixo) e diminui suavemente em direção às bordas.

7.3 Respondendo a Perguntas Técnicas Comuns

P: Posso alimentar este LED diretamente com 3,3V?

R: Não de forma confiável sem um mecanismo limitador de corrente. Como a VF pode ser tão alta quanto 3,4V, uma fonte de 3,3V pode não ligar algumas unidades nos bins de tensão mais altos (bin K). Para unidades com VF mais baixa (por exemplo, 2,9V), aplicar 3,3V diretamente causaria um fluxo de corrente excessivo, potencialmente excedendo o máximo de 50mA e danificando o LED. Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante.

P: Como interpreto os códigos de bin de cor como \"LL\" ou \"MK\"?

R: Estes são rótulos arbitrários para quadriláteros específicos no diagrama de cromaticidade CIE definidos na tabela de bins de cor. Eles representam agrupamentos restritos de pontos de cor. Para uma aparência consistente em uma montagem, especifique e use LEDs do mesmo código de bin de cor.

P: Qual é o significado do valor RθJS ser menor que RθJA?

R: RθJA inclui a resistência da junção para o ponto de solda MAIS a resistência da PCB para o ar ambiente. RθJS isola o desempenho do encapsulamento do LED e sua fixação à placa. Um RθJS mais baixo significa que o próprio LED é relativamente eficiente em transferir calor para a PCB. O desempenho final de resfriamento depende muito do projeto da PCB (área de cobre, camadas, fluxo de ar).