Ficha Técnica do LED Branco LTW-108SEG-W - Pacote SMD - 3.2V Típico - 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um diodo emissor de luz (LED) branco de alta luminosidade, em um pacote padrão de dispositivo de montagem em superfície (SMD). O componente é projetado para processos de montagem automatizados e está em conformidade com os padrões ambientais sem chumbo (Pb-free) e RoHS, qualificando-o como um produto ecológico. Sua aplicação principal é em equipamentos eletrônicos gerais que requerem iluminação indicadora ou retroiluminação confiável e compacta.

2. Características e Especificações Principais

O LED é embalado em fita de 12mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade utilizados na fabricação eletrônica moderna. Ele é projetado para suportar processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelho (IR) e fase de vapor. O pacote está em conformidade com os padrões EIA (Electronic Industries Alliance) e apresenta características de acionamento compatíveis com circuitos integrados (I.C.).

O modelo específico apresenta uma lente de tonalidade amarela e utiliza um material semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) para produzir luz branca. O dispositivo é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3 de acordo com o padrão JEDEC J-STD-020, o que dita requisitos específicos de manuseio e armazenamento antes da soldagem para evitar danos induzidos por umidade.

3. Especificações Máximas Absolutas

Operar ou armazenar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):120 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):100 mA (a 1/10 do ciclo de trabalho, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C
• Condição de Soldagem por Refluxo:Temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos (processo sem chumbo).

Nota Crítica:Aplicar uma tensão de polarização reversa ao LED em um circuito de aplicação pode resultar em falha imediata ou degradação do componente.

4. Características Elétricas e Ópticas

Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C e uma corrente de teste padrão (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

4.1 Intensidade Luminosa e Ângulo de Visão

A intensidade luminosa (I_V) é garantida entre 1800 mcd (milicandelas) e 2500 mcd, com um valor típico fornecido. A intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que aproxima a curva de resposta fotópica (CIE) do olho humano. O dispositivo apresenta um amplo ângulo de visão (2θ_1/2) de 110 graus, definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico.

4.2 Cromaticidade e Tensão Direta

A cor da luz branca é definida pelas suas coordenadas de cromaticidade no diagrama CIE 1931 (x, y). As coordenadas típicas são x=0,295 e y=0,285. Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a estas coordenadas na garantia do produto. A tensão direta (V_F) mede tipicamente 3,2V, mas pode variar de 2,9V a 3,6V quando acionada a 20 mA. Esta variação é gerida através de um sistema de binning.

4.3 Normas de Teste e Precauções de Manuseio

A cromaticidade e a intensidade luminosa são testadas de acordo com o padrão CAS140B. A ficha técnica enfatiza fortemente a sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD). A eletricidade estática ou surtos de energia podem danificar irreparavelmente o LED. Recomenda-se o uso de uma pulseira antiestática aterrada ou luvas antiestáticas durante o manuseio, e garantir que todas as bancadas de trabalho, ferramentas e equipamentos estejam devidamente aterrados.

5. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência nas aplicações, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros elétricos e ópticos chave. Isto permite que os projetistas selecionem componentes com características rigidamente controladas.

5.1 Binning da Tensão Direta (V_F)

Os LEDs são categorizados em bins (V0 a V6) com base na sua tensão direta a 20 mA. Cada bin cobre uma faixa de 0,1V, desde um mínimo de 2,9V (V0) até um máximo de 3,6V (V6). Uma tolerância de ±0,10V é aplicada dentro de cada bin.

5.2 Binning da Intensidade Luminosa (I_V)

Os LEDs também são classificados por intensidade luminosa (S9 a S15). Cada bin representa uma faixa de 100 mcd, desde 1800-1900 mcd (S9) até 2400-2500 mcd (S15). Uma tolerância de ±10% é aplicável à intensidade dentro de cada bin designado.

6. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que ilustram a relação entre vários parâmetros. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, eles normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente de forma não linear, eventualmente saturando.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura de junção do LED aumenta.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Representa a curva característica I-V do diodo.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar mostrando a distribuição espacial da intensidade luminosa.

Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo sob diferentes condições de operação e para um projeto térmico e elétrico eficaz.

7. Informações Mecânicas e do Pacote

O LED vem em um pacote SMD padrão. Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos para o próprio componente, a fita transportadora usada para manuseio automatizado e a bobina de 7 polegadas. Todas as dimensões são especificadas em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. A embalagem em fita e bobina está em conformidade com as especificações EIA-481-1-B.

7.1 Especificações de Embalagem

• Tamanho da Bobina:Diâmetro de 7 polegadas.
• Quantidade por Bobina:2000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ) para Restantes:500 unidades.
• Fita:Os componentes são alojados em fita transportadora embutida de 12mm de largura, selada com uma fita de cobertura superior.

8. Diretrizes de Soldagem e Montagem

8.1 Soldagem por Refluxo

O componente é qualificado para soldagem por refluxo sem chumbo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos. É referenciado um perfil de refluxo recomendado de acordo com a J-STD-020D, que inclui uma etapa de pré-aquecimento. A ficha técnica também fornece as dimensões recomendadas do layout das pastilhas na placa de circuito impresso (PCB) para garantir a formação confiável das juntas de solda durante o refluxo por infravermelho ou fase de vapor.

8.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve ser usado um ferro de soldar com temperatura da ponta não superior a 300°C, com o tempo de contato da solda limitado a no máximo 3 segundos por junta. Isto deve ser realizado apenas uma vez para evitar danos térmicos ao pacote.

8.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. O LED pode ser imerso em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. O uso de limpadores químicos não especificados é proibido, pois podem danificar o material do pacote do LED.

9. Armazenamento e Manuseio

Devido à sua classificação MSL 3, é necessário um controle rigoroso da umidade:

• Saco Selado:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Umidade Relativa (UR). A vida útil na prateleira é de um ano a partir do código de data quando armazenado na bolsa de barreira de umidade original com dessecante.
• Saco Aberto:Após a abertura, armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Os componentes devem ser soldados dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição ao ambiente da fábrica. Se o cartão indicador de umidade ficar rosa (indicando >10% UR) ou se a janela de 168 horas for excedida, os LEDs devem ser aquecidos a 60°C por pelo menos 48 horas antes do uso. Quaisquer componentes restantes devem ser resselados com dessecante.

10. Notas de Projeto de Aplicação

10.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar vários LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. O método alternativo de conectar vários LEDs diretamente em paralelo com um único resistor compartilhado (Circuito B na ficha técnica) é desencorajado. Variações na característica de tensão direta (V_F) de um LED para outro causarão uma distribuição desigual da corrente em uma configuração paralela sem resistores individuais, levando a diferenças significativas no brilho e potencial falha por sobrecorrente do LED com o menor V_F.

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10.2 Âmbito de Aplicação e Isenção de Responsabilidade sobre Confiabilidade

O LED destina-se ao uso em equipamentos eletrônicos comuns, como dispositivos de automação de escritório, equipamentos de comunicação e eletrodomésticos. Para aplicações que exigem confiabilidade excepcional, onde a falha pode representar risco à vida ou à saúde - como em aviação, transporte, sistemas de suporte à vida médicos ou dispositivos de segurança - é necessária consulta e qualificação específica com o fabricante antes da incorporação ao projeto.

10.3 Proteção contra ESD na Aplicação

A sensibilidade à ESD observada durante o manuseio também se estende ao circuito de aplicação. Os projetistas devem considerar a implementação de medidas de proteção na PCB, como diodos de supressão de tensão transitória (TVS) ou resistores, se as conexões do LED estiverem expostas a potencial descarga estática ou surtos de tensão no ambiente de uso final.

11. Comparação Técnica e Considerações de Projeto

Comparado com as tecnologias de LED de orifício passante mais antigas, este componente SMD oferece vantagens significativas em velocidade de fabricação, economia de espaço na placa e confiabilidade, eliminando a inserção manual e a soldagem por onda. O amplo ângulo de visão de 110 graus torna-o adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade de múltiplos ângulos, em oposição aos LEDs de ângulo estreito usados para feixes focados. A tecnologia InGaN para luz branca normalmente oferece boa eficiência e longevidade. As considerações principais de projeto incluem gerenciar a corrente direta para permanecer dentro das especificações máximas absolutas, considerar o bin de tensão direta ao projetar o circuito de acionamento e implementar um gerenciamento térmico adequado na PCB para manter a temperatura de junção baixa, mantendo assim a saída de luz e a confiabilidade a longo prazo.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED diretamente de uma fonte de alimentação lógica de 5V ou 3,3V?_FR: Não. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 3,3V e uma V_Ftípica de 3,2V a 20mA, seria necessário um resistor de (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohms. Sempre calcule para a V

mínima no seu bin selecionado para garantir que a corrente não exceda a especificação máxima.

P: Por que a intensidade luminosa é dada como uma faixa (1800-2500 mcd)?

R: Esta é a dispersão total da produção. Para um brilho consistente no seu produto, você deve especificar e comprar LEDs de um único bin de intensidade (ex.: S12: 2100-2200 mcd).

P: O que significa "MSL 3" para o meu processo de produção?

R: Significa que os componentes podem ser expostos ao ambiente da fábrica por até 168 horas (7 dias) após a abertura do saco selado antes de serem soldados. Se este tempo for excedido, eles requerem um processo de aquecimento (baking) para remover a umidade absorvida que poderia causar "estouro" (rachadura do pacote) durante a soldagem por refluxo.

P: Um dissipador de calor é necessário?

R: Para operação contínua na corrente contínua máxima (30mA) ou em altas temperaturas ambientes, um projeto térmico cuidadoso é necessário. Embora um dissipador de calor dedicado possa não ser necessário para uso indicador de baixo ciclo de trabalho, garantir que a pastilha térmica do LED tenha uma boa conexão com uma área de cobre na PCB ajudará a dissipar o calor e manter o desempenho.

13. Exemplo Prático de Aplicação

1. Cenário: Projetando um painel indicador de status com 10 LEDs brancos uniformemente brilhantes.Projeto do Circuito:_FUse um CI driver de LED de corrente constante ou um regulador de tensão com resistores individuais em série para cada LED. Supondo uma fonte de 5V e visando 20mA por LED, selecione LEDs do bin V3 (V_{= 3,2-3,3V). O valor do resistor seria R = (5V - 3,25V}máx
2. ) / 0,02A ≈ 87,5 Ohms. Use um resistor padrão de 91 Ohm ou 100 Ohm e recalcule a corrente real.Seleção de Componentes:
3. Especifique todos os 10 LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: S12) e do mesmo bin de tensão direta (ex.: V3) para garantir consistência visual.Layout da PCB:
4. Siga as dimensões recomendadas das pastilhas da ficha técnica. Conecte a pastilha térmica (se presente) a uma área de cobre aterrada para auxiliar na dissipação de calor.Fabricação:
5. Programe a máquina pick-and-place para o alimentador de fita de 12mm. Use o perfil de refluxo sem chumbo referenciado com pico de 260°C.Manuseio:

Mantenha a bobina em seu saco selado até estar pronta para a produção. Uma vez aberta, complete a montagem de todas as 10 placas dentro da vida útil de 168 horas no chão de fábrica.

14. Princípio de Funcionamento e Tecnologia

Este LED gera luz branca usando um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) que emite luz na região azul do espectro. Esta luz azul é então parcialmente convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por um revestimento de fósforo dentro do pacote. A combinação da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo se mistura para produzir a percepção de luz branca. Este método é conhecido como tecnologia de LED branco convertido por fósforo e é comum para alcançar alta eficiência e boa reprodução de cores. O amplo ângulo de visão é resultado do projeto da lente do pacote, que difunde e espalha a luz emitida pelo chip e pelo fósforo.

15. Tendências da Indústria