Ficha Técnica do Indicador LED SMT CBI LTL-M11KS1AH310Q - LED Amarelo com Lente Difusa Branca - Corrente Direta de 10mA - Tensão Direta Típica de 2,5V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-M11KS1AH310Q é um Indicador para Placa de Circuito (CBI) de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT). Consiste num suporte (invólucro) preto de plástico em ângulo reto, projetado para acoplar com uma lâmpada LED específica. A sua função principal é servir como indicador de estado ou de energia em placas de circuito impresso (PCBs). O seu design enfatiza a facilidade de montagem e integração em linhas de produção SMT automatizadas.

1.1 Vantagens Principais

• Compatibilidade SMT:Projetado para processos padrão de montagem em superfície, permitindo a colocação automatizada e em grande volume em PCBs.
• Contraste Aprimorado:O material do invólucro preto proporciona uma elevada relação de contraste com o LED iluminado, melhorando a visibilidade.
• Flexibilidade de Design:O fator de forma em ângulo reto permite a emissão de luz paralela ao plano da PCB, ideal para aplicações de visão lateral ou designs com espaço limitado.
• Ecológico:O produto é livre de chumbo e está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).
• Confiabilidade:O dispositivo é submetido a um pré-condicionamento acelerado para o nível JEDEC 3, indicando um foco na sensibilidade à humidade e na confiabilidade para componentes de montagem em superfície.

1.2 Aplicações Alvo

Este indicador é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos onde é necessária uma indicação de estado confiável e de baixa potência. Setores de aplicação típicos incluem:

• Periféricos e placas-mãe de computador
• Equipamentos de comunicação (routers, switches, modems)
• Eletrónica de consumo (equipamentos de áudio/vídeo, eletrodomésticos)
• Sistemas de controlo industrial e instrumentação

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes ou perto destes limites.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 72 mW. Esta é a potência total que o dispositivo pode dissipar como calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):Corrente contínua máxima de 30 mA.
• Corrente Direta de Pico:80 mA, permitida apenas em condições de pulso (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 0,1ms).
• Gama de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para ambientes de temperatura industrial.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C por um máximo de 5 segundos, medido a 2,0mm do corpo. Isto é crítico para processos de soldadura por onda ou manual.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C e a uma corrente direta (IF) de 10mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 8,7 mcd (mínimo) a 50 mcd (máximo), com um valor típico de 25 mcd. A intensidade é medida usando um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica (olho humano) da CIE. O código de classificação Iv específico está marcado na embalagem do produto.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):40 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (axial). Define a dispersão do feixe do LED.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):592 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais elevada.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 582 nm a 595 nm, com um valor típico de 589 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor (amarela, neste caso), derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Varia de 2,0V a 2,5V, com um valor típico de 2,5V a IF=10mA.
• Corrente Inversa (IR):Máximo de 10 μA quando é aplicada uma tensão inversa (VR) de 5V.Importante:Este LED não foi projetado para operar sob polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para engenheiros de projeto. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as suas implicações são analisadas abaixo.

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

Esta curva mostraria a relação não linear entre a corrente através do LED e a tensão nos seus terminais. O VF típico de 2,5V a 10mA é um ponto de operação chave. Os projetistas usam esta curva para calcular o valor necessário do resistor limitador de corrente para uma determinada tensão de alimentação.

3.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta relação é geralmente linear dentro da gama de operação. Aumentar a corrente direta aumenta a saída de luz, mas também aumenta a dissipação de potência e a temperatura da junção, o que pode afetar a longevidade e causar desvio de cor.

3.3 Distribuição Espectral

O gráfico espectral referenciado mostraria a potência de saída relativa através dos comprimentos de onda, com pico a 592 nm (λP) com uma largura a meia altura definida de 15 nm (Δλ), confirmando a emissão monocromática amarela.

4. Informação Mecânica e de Embalagem

4.1 Dimensões e Construção

O dispositivo apresenta um invólucro preto de plástico em ângulo reto. Notas mecânicas importantes incluem:

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros, com tolerâncias tipicamente de ±0,25mm salvo indicação em contrário.
• O material do invólucro é plástico preto.
• O LED integrado emite luz amarela através de uma lente difusa branca, o que ajuda a alargar o ângulo de visão e a suavizar o ponto de luz.

4.2 Identificação da Polaridade

Para componentes SMT, a polaridade é tipicamente indicada por uma marcação no invólucro ou por um design assimétrico das pastilhas na impressão da PCB. O desenho de contorno da ficha técnica especificaria a identificação do cátodo/ânodo.

4.3 Especificação de Embalagem

O produto é fornecido em embalagem de fita e bobina adequada para máquinas pick-and-place automatizadas.

• Fita Suporte:Feita de liga de poliestireno condutivo preto, com 0,40mm de espessura.
• Capacidade da Bobina:1.400 peças por bobina padrão de 13 polegadas.
• Embalagem de Cartão:As bobinas são embaladas com dessecante e um cartão indicador de humidade em Sacos de Barreira à Humidade (MBB). Três MBBs são embalados numa caixa interior (total de 4.200 peças). Dez caixas interiores são embaladas numa caixa exterior (total de 42.000 peças).

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de HR. Utilizar dentro de um ano.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% de HR. Os componentes devem ser soldados por reflow IR dentro de 168 horas (1 semana) após exposição. Se armazenados por mais tempo, é necessário um cozimento de 48 horas a 60°C antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o reflow.

5.2 Parâmetros do Processo de Soldadura

Soldadura Manual/por Onda:Temperatura máxima do ferro de soldar 350°C por ≤3 segundos. Para soldadura por onda, manter uma distância mínima de 2mm entre a lente/suporte e o ponto de solda. A temperatura máxima de soldadura dos terminais é de 260°C durante 5 segundos.

Soldadura por Reflow:O processo deve cumprir um perfil de temperatura padrão JEDEC. Parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento: 150-200°C até 120 segundos.
• Temperatura de Pico de Reflow: Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus: Máximo de 5 segundos.
• Crítico:O número total de ciclos de reflow não deve exceder dois.

O perfil deve ser caracterizado para o design específico da PCB, a pasta de solda e o forno utilizados.

5.3 Limpeza e Manuseamento

• Utilizar solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, para limpeza se necessário.
• Evitar qualquer stress mecânico nos terminais ou na lente durante o manuseamento e montagem.

6. Considerações de Aplicação e Projeto

6.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir um brilho uniforme e prevenir a concentração de corrente, um resistor limitador de corrente em série éobrigatóriopara cada LED, mesmo quando vários LEDs estão ligados em paralelo à mesma fonte de tensão (ver Circuito A recomendado na ficha técnica). Ligar LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Circuito B) não é recomendado, pois ligeiras variações na tensão direta (VF) podem causar diferenças significativas na corrente e, portanto, no brilho entre dispositivos.

O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF_LED) / I_desejada. Usando o VF típico de 2,5V e uma corrente desejada de 10mA com uma alimentação de 5V: R = (5V - 2,5V) / 0,01A = 250 Ohms. Um resistor padrão de 240 ou 270 Ohms seria adequado, e a sua potência nominal deve ser verificada (P = I²R).

6.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (máx. 72mW), garantir que o dispositivo opera dentro das suas classificações de temperatura é crucial para a confiabilidade a longo prazo. Uma área de cobre adequada na PCB em torno das pastilhas pode ajudar a dissipar calor. Evitar operar na corrente máxima absoluta (30mA) continuamente, a menos que uma análise térmica confirme que é seguro.

6.3 Integração Óptica

O design em ângulo reto direciona a luz horizontalmente através da PCB. Considerar a colocação em relação às molduras, guias de luz ou painéis de exibição. A lente difusa branca proporciona um ponto de luz mais suave e mais amplo em comparação com uma lente transparente.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Os fatores-chave de diferenciação deste CBI SMT são a sua combinação específica de atributos: o invólucro preto em ângulo reto, a tecnologia de chip AlInGaP amarelo (conhecida pela alta eficiência e estabilidade), a lente difusa branca integrada para ângulo de visão e aparência, e a sua qualificação para processos padrão de reflow SMT, incluindo pré-condicionamento JEDEC Nível 3. Isto torna-o uma escolha robusta para a fabricação automatizada de eletrónica profissional e industrial onde a confiabilidade e o desempenho consistente são críticos.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

8.1 Qual é o propósito do \"código de classificação Iv\" no saco?

A intensidade luminosa (Iv) dos LEDs pode variar de lote para lote dentro da gama mín./máx. especificada. O código de classificação permite rastreabilidade e seleção para aplicações que requerem correspondência rigorosa de brilho.

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

Sim, a corrente direta contínua máxima é de 30mA. Acionar a 20mA produzirá uma saída de luz mais elevada (consultar a curva Iv vs. IF) mas também aumentará a dissipação de potência (Pd = VF * IF) e a temperatura da junção. Certifique-se de que o Pd total não excede 72mW e que as condições térmicas são aceitáveis.

8.3 Por que é necessário cozimento se o saco for aberto por mais de 168 horas?

As embalagens plásticas SMT absorvem humidade da atmosfera. Durante o processo de soldadura por reflow a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode delaminar a embalagem ou rachar o chip (\"efeito pipoca\"). O cozimento remove esta humidade absorvida, tornando o componente seguro para reflow.

9. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetar um painel de indicadores de estado para um router industrial. São necessários quatro indicadores idênticos de energia/atividade amarelos, espaçados ao longo de uma borda da PCB, visíveis a partir do painel frontal.

Implementação:

1. Seleção do Componente:O LTL-M11KS1AH310Q é escolhido pela sua emissão em ângulo reto (a luz viaja para a borda do painel), compatibilidade SMT (montagem automatizada) e classificação de temperatura industrial.
2. Layout da PCB:Quatro impressões idênticas são colocadas com a lente virada para a borda da placa. A orientação cátodo/ânodo é consistente. Uma pequena área de cobre é ligada às pastilhas térmicas para dissipação de calor.
3. Projeto do Circuito:É utilizada uma linha comum de 5V. Cada LED tem o seu próprio resistor limitador de corrente de 240Ω em série, calculado para ~10mA de corrente de acionamento ( (5V - 2,5V)/240Ω ≈ 10,4mA ). Isto garante brilho uniforme.
4. Notas de Fabricação:A casa de montagem é instruída a seguir o perfil de reflow JEDEC com uma temperatura de pico ≤260°C. Os componentes são mantidos em sacos selados até imediatamente antes da configuração da linha SMT para cumprir o tempo de vida útil de 168 horas.

10. Princípio de Funcionamento

O dispositivo é um díodo emissor de luz (LED). Quando uma tensão direta que excede a sua tensão direta característica (VF) é aplicada, os eletrões recombinam-se com as lacunas dentro do material semicondutor (AlInGaP - Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas semicondutoras determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que neste caso está na região amarela (~589 nm de comprimento de onda dominante). A lente de epóxi difusa branca encapsula o chip, fornecendo proteção mecânica, moldando a saída de luz (ângulo de visão de 40 graus) e difundindo a fonte de luz para uma aparência mais suave.

11. Tendências Tecnológicas

A utilização de material AlInGaP para LEDs amarelos representa uma tecnologia madura e altamente eficiente. As tendências gerais nos LEDs indicadores incluem a continua miniaturização, o aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt), a adoção mais ampla de padrões de embalagem e teste de alta confiabilidade (como os níveis MSL da JEDEC) e a integração de funcionalidades como resistores incorporados ou drivers IC para simplificar o projeto do circuito. O foco nas normas de conformidade ambiental, como a RoHS, permanece forte em toda a indústria.