Ficha Técnica do LED SMD LTST-C990NSKT-PO - Amarelo AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem superficial de alto desempenho, projetado para montagem automatizada e aplicações com restrições de espaço. O dispositivo utiliza um chip AlInGaP Ultra Brilhante para fornecer uma saída de luz amarela vibrante, tornando-o adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos modernos.

1.1 Características

• Conformidade com as normas ambientais RoHS.
• Apresenta uma lente em forma de cúpula para distribuição de luz otimizada.
• Utiliza um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) Ultra Brilhante.
• Fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para montagem pick-and-place automatizada.
• O encapsulamento está em conformidade com os padrões EIA (Electronic Industries Alliance).
• Corrente de acionamento compatível com nível lógico.
• Totalmente compatível com equipamentos de colocação e montagem automatizada.
• Resiste aos processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED é projetado para integração em vários sistemas eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Dispositivos de telecomunicações e equipamentos de automação de escritório.
• Eletrodomésticos e painéis de controlo industrial.
• Retroiluminação para teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de energia.
• Micro-displays e painéis informativos compactos.
• Iluminação de sinalização e luminárias simbólicas.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes limites não devem ser excedidos em nenhuma condição, pois fazê-lo pode causar danos permanentes ao dispositivo. Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):62.5 mW. Esta é a potência total máxima que o encapsulamento pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):60 mA. Permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0.1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA DC. A corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar a ruptura da junção do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Refluxo Infravermelho:Suporta temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o comportamento operacional do LED.

• Intensidade Luminosa (I_V):710.0 a 1800.0 mcd (milicandela). Medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE. A ampla gama é gerida pelo sistema de classificação (binning).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):75 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico, indicando um cone de visão relativamente amplo, típico de encapsulamentos com lente em cúpula.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Tipicamente 591 nm. O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):587.0 a 597.0 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor amarela do LED, derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 15 nm. A largura de banda do espectro de luz emitida à metade da sua intensidade máxima, indicando a pureza da cor.
• Tensão Direta (V_F):1.7 a 2.5 V. A queda de tensão no LED quando alimentado a 20mA.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 µA quando uma polarização reversa de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir um desempenho consistente na produção, os LEDs são classificados em grupos (bins) com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação para brilho, cor e tensão.

3.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Os grupos definem a faixa de queda de tensão direta a 20mA. A tolerância dentro de cada grupo é de ±0.1V.

• E2:1.7V – 1.9V
• E3:1.9V – 2.1V
• E4:2.1V – 2.3V
• E5:2.3V – 2.5V

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Os grupos categorizam a saída luminosa mínima e máxima a 20mA. A tolerância dentro de cada grupo é de ±15%.

• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd
• W1:1120.0 – 1400.0 mcd
• W2:1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (Matiz)

Os grupos garantem a consistência da cor ao agrupar LEDs com base no seu comprimento de onda dominante. A tolerância dentro de cada grupo é de ±1 nm.

• J:587.0 – 589.5 nm
• K:589.5 – 592.0 nm
• L:592.0 – 594.5 nm
• M:594.5 – 597.0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem informações sobre o comportamento do LED em condições variáveis. Estas são essenciais para um projeto de circuito robusto.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V demonstra a relação exponencial entre corrente e tensão. A tensão direta (V_F) tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. Os projetistas devem considerar isto ao projetar circuitos limitadores de corrente para evitar fuga térmica em configurações paralelas.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente na faixa de operação típica (até a classificação DC máxima). Alimentar o LED além dos seus valores máximos absolutos levará a uma queda de eficiência super-linear, aumento do calor e aceleração da depreciação do lúmen.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz dos LEDs AlInGaP diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta curva de derating é crítica para aplicações que operam em ambientes de temperatura elevada, pois informa a margem de projeto necessária para manter os níveis de brilho exigidos.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico espectral confirma o comprimento de onda de pico próximo de 591nm e a estreita largura a meia altura espectral de aproximadamente 15nm, o que é característico da tecnologia AlInGaP e resulta numa cor amarela saturada.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com um padrão de montagem superficial (SMD) padrão da indústria. As dimensões-chave incluem um tamanho do corpo e espaçamento dos terminais projetados para soldagem confiável e manuseamento automatizado. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.1mm, salvo especificação em contrário. O encapsulamento apresenta uma lente transparente em forma de cúpula.

5.2 Layout Recomendado das Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecido um diagrama do padrão de solda (land pattern) para garantir a formação adequada da junta de solda, gestão térmica e estabilidade mecânica. Seguir este padrão recomendado minimiza o efeito "tombstoning" e outros defeitos de soldagem durante o refluxo.

5.3 Identificação da Polaridade

O cátodo está tipicamente marcado no corpo do dispositivo. A ficha técnica deve ser consultada para o esquema de marcação específico. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos por polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

Para processos de solda sem chumbo (Pb-free), recomenda-se o seguinte perfil:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico do Corpo:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima de 260°C:Máximo de 10 segundos.
• Número Máximo de Passagens de Refluxo: Two.

O perfil deve estar em conformidade com os padrões JEDEC. A caracterização específica da placa é necessária, pois a massa térmica e o layout variam.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de soldar com controlo de temperatura.

• Temperatura da Ponta do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem por Terminal:Máximo de 3 segundos.
• Importante:A soldagem manual deve ser limitada apenas a reparos pontuais, não para a montagem inicial.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, use apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool isopropílico (IPA) ou etanol. A imersão deve ser à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Armazenamento e Manuseamento

• Precauções contra ESD:Este dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Devem ser utilizados controlos ESD adequados (pulseiras, bancadas aterradas, piso condutivo) durante o manuseamento.
• Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL):O componente tem classificação MSL 3. Uma vez aberta a embalagem original à prova de humidade, os LEDs devem ser submetidos a soldagem por refluxo IR dentro de uma semana em condições ambientes não superiores a 30°C/60% UR.
• Armazenamento de Longo Prazo (Embalagem Aberta):Para armazenamento além de uma semana, seque os LEDs a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem, ou armazene-os num recipiente selado com dessecante ou num dessecador com azoto.
• Vida Útil na Prateleira (Embalagem Selada):Um ano quando armazenado a ≤ 30°C e ≤ 90% UR na embalagem original à prova de humidade com dessecante.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para montagem automatizada.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:3000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme com as especificações ANSI/EIA-481. Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Utilize sempre um resistor limitador de corrente em série ou um circuito de acionamento de corrente constante. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo do grupo ou da ficha técnica para garantir corrente suficiente em todas as condições.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um layout adequado da PCB é essencial para a longevidade. Garanta uma área de cobre adequada em torno das pastilhas de solda para atuar como dissipador de calor, especialmente quando operar próximo da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes. Evite colocar LEDs perto de outros componentes geradores de calor.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 75 graus fornece um feixe amplo. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, ópticas secundárias (lentes, guias de luz) serão necessárias. A lente em cúpula oferece boa intensidade no eixo, adequada para visualização direta como indicador.

8.4 Confiabilidade e Vida Útil

A vida útil do LED é tipicamente definida como o ponto onde a saída luminosa degrada para 50% (L70) ou 70% (L50) do seu valor inicial. Operar o LED abaixo dos seus valores máximos absolutos, particularmente em termos de corrente e temperatura, é o fator principal para maximizar a vida útil operacional.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda específico no qual o LED emite a maior potência óptica. É uma medição física do espectro.Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor do LED para um observador humano padrão. É calculado a partir das coordenadas de cromaticidade CIE e é mais relevante para a especificação da cor.

9.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3.3V sem um resistor?

No.A tensão direta é de apenas 1.7-2.5V. Conectá-lo diretamente a 3.3V faria com que uma corrente excessiva fluísse, excedendo em muito o máximo de 25mA, levando a uma falha imediata ou rápida. Um resistor limitador de corrente ou regulador é sempre necessário.

9.3 Por que existe um sistema de classificação (binning) para tensão e intensidade?

Variações no processo de fabricação de semicondutores causam pequenas diferenças no desempenho. O sistema de classificação agrupa LEDs em grupos com parâmetros rigidamente controlados. Isto permite aos projetistas selecionar um grupo que garanta que o seu projeto funcionará corretamente (por exemplo, garantindo brilho uniforme em vários LEDs numa matriz ao selecionar o mesmo grupo de intensidade).

9.4 Como interpreto a classificação MSL 3?

MSL (Nível de Sensibilidade à Humidade) 3 significa que o encapsulamento pode ser exposto às condições do chão de fábrica ( ≤ 30°C / 60% UR) por até 168 horas (7 dias) após a abertura da embalagem antes que a soldagem por refluxo seja necessária. Se este tempo for excedido, as peças devem ser secas para remover a humidade absorvida que poderia causar "popcorning" (fissuração do encapsulamento) durante o refluxo.

10. Introdução Tecnológica e Tendências

10.1 Princípio da Tecnologia AlInGaP

Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) é um composto semicondutor III-V usado principalmente para produzir LEDs de alta eficiência nas regiões vermelha, laranja, âmbar e amarela do espectro visível. Ao ajustar as proporções de alumínio, índio e gálio, a banda proibida do material pode ser sintonizada, o que determina diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Os LEDs AlInGaP são conhecidos pela sua alta eficácia luminosa e boa estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP.

10.2 Tendências da Indústria

A tendência geral nos LEDs SMD é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência em encapsulamentos menores e melhor consistência e reprodução de cor. Há também um forte impulso para uma adoção mais ampla de materiais sem chumbo e sem halogéneo para atender a regulamentações ambientais rigorosas globalmente. A tecnologia de encapsulamento continua a evoluir para melhor gerir a extração de calor, que é o principal limitador de desempenho e vida útil em aplicações de alta potência.