Ficha Técnica do Indicador LED SMT CBI LTL-M11KS1H310Q - LED Amarelo com Lente Difusa Branca - Corrente Direta 10mA - Tensão Direta Típica 2.5V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-M11KS1H310Q é um Indicador de Placa de Circuito (CBI) de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT). Consiste num suporte (invólucro) preto de plástico em ângulo reto, projetado para acoplar uma lâmpada LED específica. A função principal deste componente é servir como uma luz de estado ou indicador altamente visível em placas de circuito impresso (PCBs). As suas principais vantagens incluem a facilidade de montagem devido à sua compatibilidade SMT e design empilhável para criar matrizes, o contraste visual aprimorado proporcionado pelo invólucro preto, e a conformidade com normas ambientais como um produto sem chumbo e compatível com RoHS. O LED integrado apresenta um chip semicondutor amarelo de AlInGaP encapsulado por uma lente difusa branca, que amplia o ângulo de visão e suaviza a emissão de luz. Este produto destina-se a aplicações nos setores de informática, comunicações, eletrónica de consumo e equipamento industrial, onde são necessárias soluções de indicação fiáveis e de baixo consumo.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é especificado para operar nas seguintes condições máximas absolutas, medidas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a potência máxima que o dispositivo pode dissipar em segurança sob a forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (IFP):80 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 0.1ms) e não deve ser usada para operação DC contínua.
• Corrente Direta DC (IF):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação fiável a longo prazo.
• Gama de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. O dispositivo foi projetado para funcionar dentro desta ampla gama de temperaturas.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante no máximo 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079") do corpo do componente. Esta classificação é crítica para processos de soldadura por onda ou manual.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são definidos a TA=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 10mA.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 8.7 mcd a um valor típico de 25 mcd e um máximo de 50 mcd. O valor real de Iv para uma unidade específica é classificado e marcado na sua embalagem.
• 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). A lente difusa branca é responsável por alcançar este ângulo de visão.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):592 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 582 nm (mín) a 589 nm (típ) a 595 nm (máx) a IF=10mA. Este parâmetro, derivado do diagrama de cromaticidade CIE, define a cor percebida da luz (amarela).
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 2.5V, com um máximo de 2.5V a IF=10mA. O mínimo é listado como 2.0V.
• Corrente Inversa (IR):Máximo 10 μA quando é aplicada uma tensão inversa (VR) de 5V. É explicitamente notado que o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização inversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica o uso de um sistema de binning para parâmetros ópticos chave para garantir consistência no design da aplicação. A intensidade luminosa (Iv) tem um código de classificação que é marcado em cada saco de embalagem individual. Isto permite aos designers selecionar componentes de um bin de intensidade específico para alcançar um brilho uniforme entre múltiplos indicadores num sistema. Da mesma forma, o comprimento de onda dominante (λd) é especificado com valores mín/típ/máx (582/589/595 nm), implicando variação de produção que pode ser classificada em bins. Os designers devem consultar a informação de embalagem ou encomenda específica para obter componentes de um bin desejado para correspondência de cor ou intensidade.

4. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tal dispositivo tipicamente incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Curva I-V):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear a correntes mais elevadas devido a efeitos de aquecimento.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica V-I do díodo, crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é vital para aplicações em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico a 592 nm e a largura a meia altura de 15 nm.

Estas curvas permitem aos engenheiros prever o desempenho nas suas condições operacionais específicas, como conduzir o LED a uma corrente diferente de 10mA ou a uma temperatura ambiente diferente de 25°C.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

O componente é um pacote SMT em ângulo reto. O suporte (invólucro) é feito de plástico preto. As notas mecânicas chave são:

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com polegadas entre parênteses.
• Uma tolerância geral de ±0.25mm (±0.010") aplica-se a menos que especificado de outra forma no desenho dimensional.
• O próprio LED é amarelo, alojado dentro de uma lente difusa branca.
• O contorno físico e as dimensões da pegada são críticos para o layout da PCB para garantir um encaixe e soldadura adequados. O design em ângulo reto permite que a luz seja emitida paralelamente à superfície da PCB, o que é ideal para painéis iluminados lateralmente ou indicadores de estado visíveis a partir do lado de um conjunto.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseamento

O dispositivo é sensível à humidade. Na sua embalagem original selada de Barreira de Humidade (MBB) com dessecante, deve ser armazenado a ≤30°C e ≤70% HR e usado dentro de um ano. Uma vez aberta a embalagem, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% HR. Componentes expostos para além de 168 horas requerem cozedura a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura para prevenir danos de "pipocagem" durante o reflow.

6.2 Processo de Soldadura

Instruções detalhadas de soldadura são fornecidas para prevenir danos térmicos ou mecânicos:

• Soldadura por Reflow:É permitido um máximo de dois ciclos de reflow. É referenciado um perfil de temperatura de amostra compatível com normas JEDEC, tipicamente envolvendo uma fase de pré-aquecimento (150-200°C até 120s) e uma temperatura de pico da onda de solda não excedendo 260°C por um máximo de 5 segundos.
• Soldadura Manual/por Onda:Ao usar um ferro de soldar, a temperatura da ponta não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos no máximo, uma única vez. Deve ser mantida uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente/suporte.
• Limpeza:Álcool isopropílico ou solventes à base de álcool similares são recomendados se a limpeza for necessária.
• Tensão Mecânica:Durante a montagem, deve ser usada uma força de fixação mínima para evitar tensão nos terminais ou no invólucro.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

A especificação de embalagem é detalhada para montagem automatizada:

• Fita Transportadora:Os componentes são fornecidos em bobinas de 13 polegadas. A fita transportadora é feita de liga de poliestireno condutivo preto, com 0.40mm ±0.06mm de espessura, com uma tolerância cumulativa de passo de 10 furos de roda dentada de ±0.20.
• Capacidade da Bobina:Cada bobina de 13" contém 1.400 peças.
• Embalagem de Cartão:Uma bobina é embalada com um cartão indicador de humidade e dessecante numa embalagem de Barreira de Humidade (MBB). Três MBBs são embaladas num Cartão Interno (total 4.200 pcs). Dez Cartões Internos são embalados num Cartão Externo (total 42.000 pcs).
• Número de Peça:O código base de encomenda é LTL-M11KS1H310Q.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Os LEDs são dispositivos conduzidos por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conduzir múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. A ficha técnica referencia um "Modelo de Circuito (A)" que descreve esta configuração: Fonte de Alimentação (+) -> Resistor -> Ânodo do LED -> Cátodo do LED -> Fonte de Alimentação (-). Este método compensa variações menores na tensão direta (VF) de LEDs individuais, prevenindo a monopolização de corrente e iluminação desigual. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada, onde I_desejada não deve exceder a corrente direta DC máxima de 30mA.

8.2 Considerações de Design

• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW máx.), garantir uma área de cobre de PCB adequada ou alívio térmico em torno das almofadas de solda pode ajudar a manter temperaturas de junção mais baixas, preservando a intensidade luminosa e longevidade.
• Design Óptico:O ângulo de visão de 40 graus e a lente difusa branca proporcionam uma emissão de luz ampla e suave. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.
• Polaridade:Como um díodo, a orientação correta do ânodo/cátodo é essencial. O design da pegada da PCB deve indicar claramente a polaridade para prevenir erros de montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTL-M11KS1H310Q diferencia-se através do seu design integrado de suporte SMT em ângulo reto. Comparado com LEDs chip padrão que são soldados diretamente à placa, este pacote CBI oferece proteção mecânica para o LED, manuseamento mais fácil para montagem e uma orientação óptica definida. O invólucro preto melhora significativamente a relação de contraste, fazendo o indicador parecer mais brilhante e definido quando apagado, o que é uma vantagem chave sobre invólucros transparentes ou brancos. O uso da tecnologia AlInGaP para o chip amarelo oferece alta eficiência e estabilidade comparado com tecnologias mais antigas.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso conduzir este LED sem um resistor limitador de corrente?

Resposta:Não. Conduzir um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão não é recomendado e provavelmente destruirá o dispositivo devido a sobrecorrente. A tensão direta de um LED tem um coeficiente de temperatura negativo e pode variar de unidade para unidade. Um resistor em série (ou um driver de corrente constante) é obrigatório para uma operação estável e segura.

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

Resposta:O Comprimento de Onda de Pico (λP) é o comprimento de onda único onde o LED emite a maior potência óptica. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é um valor calculado a partir da colorimetria que representa a cor percebida. Para uma fonte monocromática como este LED amarelo, estão frequentemente próximos, mas o λd é o parâmetro mais relevante para especificação de cor em aplicações centradas no ser humano.

10.3 Porque existe um limite de tempo rigoroso para reflow após abrir a embalagem?

Resposta:A embalagem de plástico é higroscópica (absorve humidade). Durante o processo de soldadura por reflow de alta temperatura, esta humidade absorvida pode transformar-se rapidamente em vapor, causando deslaminamento interno, fissuras ou "pipocagem", o que danifica permanentemente o dispositivo. O tempo de vida útil de 168 horas e os procedimentos de cozedura são projetados para remover esta humidade.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.O painel requer múltiplos LEDs amarelos para mostrar atividade de ligação e estado de energia, visíveis a partir do painel frontal. O designer seleciona o LTL-M11KS1H310Q pela sua emissão em ângulo reto (a luz brilha para a frente), invólucro preto (alto contraste contra o painel) e compatibilidade SMT (permite montagem automatizada). Na PCB, o designer cria uma pegada que corresponde às dimensões da ficha técnica do componente. Cada LED é conduzido numa configuração paralela a partir de uma linha de 5V. Usando o VF típico de 2.5V e uma corrente alvo de 10mA para brilho adequado, é calculado um resistor em série de R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohms. É selecionado um resistor padrão de 240 Ohm ou 270 Ohm. O layout da PCB mantém a distância recomendada de 2mm entre a almofada e o invólucro do LED. Após a montagem, os LEDs fornecem indicadores amarelos brilhantes e uniformes que são facilmente visíveis a partir do ângulo de visão pretendido.

12. Princípio de Operação

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência num díodo semicondutor. A região ativa do LED é composta por Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão de polarização direta (excedendo a tensão direta do díodo, ~2.5V) é aplicada, eletrões do semicondutor tipo-n e lacunas do semicondutor tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia sob a forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, amarela (~589 nm). A luz gerada passa através de uma lente de epóxi difusa branca, que dispersa os fotões para criar um ângulo de visão mais amplo e uniforme.

13. Tendências Tecnológicas

O componente reflete várias tendências em curso na optoeletrónica: a contínua dominância da Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) para miniaturização e montagem automatizada; o uso de materiais semicondutores avançados como o AlInGaP para LEDs coloridos de alta eficiência; e a integração de elementos mecânicos e ópticos (o suporte e a lente difusa) num único pacote amigável para o utilizador. Desenvolvimentos futuros nesta categoria de produto podem focar-se numa maior miniaturização, aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt), adoção mais ampla de embalagens à escala de chip (CSP) e integração de funcionalidades inteligentes ou drivers no pacote. A ênfase na conformidade RoHS e fabrico sem chumbo é agora um requisito padrão da indústria impulsionado por regulamentações ambientais globais.