Ficha Técnica do LED SMT CBI LTLM11KF1H310U - Cor Âmbar - 2.0V Típ. - 72mW Máx. - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLM11KF1H310U é um Indicador de Placa de Circuito (CBI) projetado para processos de montagem de tecnologia de montagem em superfície (SMT). Consiste num invólucro (suporte) de plástico preto em ângulo reto que integra um díodo emissor de luz. Este componente é projetado para aplicações que requerem indicação clara de estado em placas de circuito impresso (PCBs).

1.1 Características Principais

• Compatibilidade SMT:Projetado para processos automatizados de pick-and-place e soldagem por refluxo.
• Contraste Aprimorado:O material do invólucro preto melhora a relação de contraste visual do indicador iluminado contra o fundo da PCB.
• Alta Eficiência:Oferece baixo consumo de energia com alta eficiência luminosa.
• Conformidade Ambiental:Este é um produto sem chumbo, em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Design Óptico:Utiliza um chip semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) que emite luz âmbar, acoplado a uma lente difusa branca para um ângulo de visão uniforme e amplo.
• Confiabilidade:Os dispositivos são submetidos a pré-condicionamento acelerado para o Nível de Sensibilidade à Umidade 3 do JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), garantindo robustez contra danos induzidos por umidade durante a soldagem.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED indicador é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos, incluindo:

• Periféricos e placas-mãe de computador
• Dispositivos de comunicação e equipamentos de rede
• Eletrónica de consumo
• Sistemas de controlo industrial e instrumentação

2. Análise de Parâmetros Técnicos

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW máximo.
• Corrente Direta de Pico (IFP):80 mA máximo. Esta especificação aplica-se em condições pulsadas com um ciclo de trabalho ≤ 1/10 e uma largura de pulso ≤ 0.1 ms.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA DC máximo.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem:Suporta 260°C por um máximo de 5 segundos durante a soldagem por refluxo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (Iv):8.7 mcd (mínimo), 30 mcd (típico), 50 mcd (máximo) a uma corrente direta (IF) de 10 mA. O código de classificação Iv está marcado em cada saco de embalagem para fins de binning.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):40 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):608 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):598 nm (mínimo), 605 nm (típico), 612 nm (máximo) a IF=10 mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor (âmbar).
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):18 nm (típico). Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):1.8 V (mínimo), 2.0 V (típico), 2.6 V (máximo) a IF = 10 mA.
• Corrente Reversa (IR):10 μA máximo a uma tensão reversa (VR) de 5V.Nota Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto emprega um sistema de binning para garantir consistência de cor e desempenho.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa (Iv) é classificada em bins, com o código de bin específico impresso na embalagem do produto. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com níveis de brilho consistentes para as suas aplicações, o que é crítico para painéis com múltiplos indicadores onde se deseja uma aparência uniforme.

3.2 Binning de Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante (λd) é especificado com uma faixa de 598 nm a 612 nm. Embora não detalhados explicitamente como bins separados nesta ficha técnica, os valores mín/típ/máx indicam a variação controlada no ponto de cor (matiz) entre lotes de produção. Para aplicações com requisitos de cor rigorosos, recomenda-se consultar o fabricante sobre a disponibilidade de bins específicos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas de desempenho típicas (referenciadas na ficha técnica) ilustram a relação entre parâmetros-chave. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos aqui, as suas implicações são analisadas.

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

A curva I-V para um LED de AlInGaP normalmente mostra uma relação exponencial. A tensão direta especificada (VF) de 2.0V típico a 10mA é um parâmetro de projeto chave para calcular o valor do resistor limitador de corrente em série no circuito de acionamento.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa geralmente aumenta linearmente com a corrente direta na faixa de operação normal (até a corrente contínua nominal). Operar acima de 10mA produzirá maior brilho, mas também aumenta a dissipação de potência e a temperatura da junção, o que pode afetar a longevidade e causar desvio de cor.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. A intensidade luminosa dos LEDs de AlInGaP normalmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A faixa de temperatura de operação especificada de -40°C a +85°C define as condições ambientes sob as quais as especificações publicadas são garantidas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo apresenta uma configuração de montagem em ângulo reto (90 graus), permitindo que a luz seja emitida paralelamente à superfície da PCB. Isto é ideal para painéis iluminados lateralmente ou indicadores de estado vistos do lado de um invólucro. O material do invólucro é especificado como plástico preto. As tolerâncias dimensionais críticas são de ±0.25mm, salvo indicação em contrário no desenho mecânico detalhado fornecido na ficha técnica.

5.2 Identificação de Polaridade

Como um dispositivo de montagem em superfície, a polaridade é indicada pelo design físico da pegada do componente na fita e na embalagem de carretel e pelo layout de pads correspondente na PCB. Os projetistas devem aderir estritamente ao padrão de land recomendado para garantir a orientação correta durante a montagem automatizada e para evitar polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil na bolsa de barreira à umidade (MBB) selada com dessecante é de um ano.
• Embalagem Aberta:Se a MBB for aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% HR. Os componentes devem ser submetidos à soldagem por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição. Para armazenamento além de 168 horas, é fortemente recomendado um "bake" de 48 horas a 60°C antes da montagem SMT para remover a umidade absorvida e prevenir danos de "popcorning" durante o refluxo.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

Recomenda-se um perfil de refluxo compatível com JEDEC para garantir juntas de solda confiáveis sem danificar o LED. Os parâmetros-chave do perfil incluem:

• Pré-aquecimento/Soak:150°C a 200°C por um máximo de 100 segundos.
• Tempo Acima do Líquido (T_L=217°C):60 a 150 segundos.
• Temperatura de Pico (T_P):260°C máximo.
• Tempo dentro de 5°C da Temperatura de Classificação Especificada (T_C=255°C):30 segundos máximo.
• Tempo Total de 25°C ao Pico:5 minutos máximo.

Cuidado:Exceder a temperatura de pico ou o tempo na temperatura pode causar deformação da lente de plástico ou falha catastrófica do die do LED.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA), devem ser usados. Limpadores químicos agressivos podem danificar o invólucro de plástico ou a lente.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

• Fita Transportadora:Os componentes são fornecidos em carretéis de 13 polegadas. A fita transportadora é feita de liga de poliestireno condutivo preto, com 0.40mm ±0.06mm de espessura.
• Quantidade por Carretel:1.400 peças.
• Caixa Interna:Contém 3 carretéis (total de 4.200 pcs), cada um selado numa Bolsa de Barreira à Umidade (MBB) com um dessecante e um cartão indicador de humidade.
• Caixa Externa:Contém 10 caixas internas (total de 42.000 pcs).

7.2 Número da Peça

O número base da peça éLTLM11KF1H310U. Este código alfanumérico identifica exclusivamente os atributos específicos do produto, incluindo tipo de embalagem, cor, bin de brilho e outros códigos de fabrico.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir uma saída de luz estável e consistente, eles devem ser acionados por uma fonte de corrente ou, mais comumente, por uma fonte de tensão com um resistor limitador de corrente em série.

Circuito Recomendado:Um método de acionamento simples e eficaz é conectar o LED em série com um resistor a uma fonte de tensão DC (V_CC). O valor do resistor (R_S) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, onde V_Fé a tensão direta do LED (use 2.0V típico para margem de projeto) e I_Fé a corrente direta desejada (ex.: 10mA).

Nota Crítica para Conexões em Paralelo:Ao acionar múltiplos LEDs a partir de uma única fonte de tensão, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente separado para cada LED. Conectar LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais é desencorajado devido à variação natural na tensão direta (V_F) de dispositivo para dispositivo. Esta variação pode causar um desequilíbrio significativo de corrente, onde um LED pode consumir muito mais corrente que outros, levando a brilho não uniforme e potencial sobrecarga e falha do LED com o menor V_F.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (72mW máx.), um design térmico adequado prolonga a vida útil do LED e mantém a estabilidade da cor. Certifique-se de que a PCB tenha área de cobre adequada conectada aos pads térmicos do LED (se houver) ou à área geral da placa para atuar como dissipador de calor, especialmente quando operando em correntes mais altas ou em temperaturas ambientes elevadas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED CBI SMT diferencia-se através de vários atributos-chave:

• Formato em Ângulo Reto:Ao contrário dos LEDs de visão superior que emitem luz perpendicularmente à placa, este design em ângulo reto é ideal para aplicações de emissão lateral, economizando espaço vertical dentro de um invólucro.
• Tecnologia AlInGaP:O uso de AlInGaP para emissão âmbar oferece alta eficiência e excelente saturação de cor em comparação com tecnologias mais antigas, como GaP filtrado.
• Lente Difusa Branca:A lente difusa proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme (40°) e suaviza a aparência do chip brilhante, criando uma luz indicadora agradável.
• Classificação JEDEC MSL3:O pré-condicionamento para o Nível de Sensibilidade à Umidade 3 fornece garantia de confiabilidade em ambientes padrão de montagem SMT.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual é a finalidade do invólucro preto?

O invólucro preto tem duas funções principais: 1) Aumenta o contraste visual entre o LED iluminado e a área circundante, tornando o indicador mais perceptível. 2) Ajuda a prevenir fuga de luz ou "crosstalk" entre indicadores adjacentes numa PCB densamente povoada.

10.2 Posso acionar este LED a 20mA em vez de 10mA?

Sim, a especificação absoluta máxima de corrente direta contínua é de 30 mA. Operar a 20 mA produzirá maior intensidade luminosa do que a condição de teste de 10mA. No entanto, deve recalcular o valor do resistor em série de acordo, garantir que a dissipação total de potência (V_F* I_F) não exceda 72mW e considerar o impacto potencial na confiabilidade a longo prazo devido ao aumento da temperatura da junção.

10.3 Por que é necessário o "baking" se a embalagem for aberta por mais de 168 horas?

As embalagens plásticas para montagem em superfície podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode delaminar a embalagem, rachar o die ou danificar as ligações de fio - um fenómeno conhecido como "popcorning". O "baking" a 60°C por 48 horas remove com segurança esta humidade absorvida antes do componente ser submetido ao refluxo.

11. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projetar um indicador "LIGADO" para um dispositivo alimentado por uma linha de 5V. O objetivo é operar o LED na sua corrente típica de 10mA.

1. Selecionar Componente:Escolher o LTLM11KF1H310U pela sua luz âmbar em ângulo reto.
2. Calcular Resistor em Série: R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 Ohms. O valor padrão E24 mais próximo é 300Ω ou 330Ω. Usar 330Ω resultará numa corrente ligeiramente menor: I_F≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA, o que é seguro e dentro da especificação.
3. Verificar Dissipação de Potência:No resistor: P_R= I_F²* R = (0.0091)²* 330 ≈ 0.027W (um resistor padrão de 1/8W ou 1/10W é suficiente). No LED: P_LED= V_F* I_F≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW, bem abaixo do máximo de 72mW.
4. Layout da PCB:Posicionar o componente de acordo com o padrão de land recomendado. Certificar-se de que a polaridade (ânodo/cátodo) corresponde à pegada. Fornecer alguma pequena área de cobre ao redor dos pads para dissipação de calor menor.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED opera no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. A região ativa é composta por AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o potencial intrínseco da junção é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas tipo-n e tipo-p, respetivamente. Estes portadores de carga recombinam-se de forma radiante, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida - neste caso, âmbar (~605 nm). A luz gerada é então moldada e difundida pela lente de plástico branco integrada para alcançar o ângulo de visão e aparência desejados.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs indicadores como este segue tendências mais amplas na optoelectrónica e montagem SMT:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam produzir maior eficácia luminosa (mais saída de luz por unidade de potência elétrica de entrada), permitindo correntes de operação mais baixas e consumo de energia reduzido do sistema.
• Miniaturização:Existe uma busca contínua por pegadas e alturas de embalagem menores para acomodar a eletrónica de consumo e industrial cada vez mais compacta.
• Confiabilidade Aprimorada:Melhorias em materiais de embalagem, técnicas de fixação do die e resistência à umidade (classificações MSL mais altas) contribuem para vidas operacionais mais longas e robustez em ambientes adversos.
• Integração:Existe uma tendência para integrar funcionalidades adicionais, como resistores limitadores de corrente incorporados ("LEDs com resistor") ou até mesmo drivers de IC dentro da embalagem, simplificando o projeto do circuito e o layout da placa.