Ficha Técnica do LED SMD LTST-C191KRKT-5A - Altura 0,55mm - Tensão Direta Típica 2,0V - Dissipação de Potência 75mW - Cor Vermelha - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C191KRKT-5A é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. A sua característica principal definidora é um perfil excecionalmente baixo, com uma altura do encapsulamento de apenas 0,55 milímetros. Isto torna-o ideal para aplicações onde as restrições de espaço são críticas, como em ecrãs ultra-finos, dispositivos móveis e módulos de retroiluminação. O dispositivo utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para o chip emissor de luz, conhecido por produzir luz vermelha de alta eficiência. O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando processos de montagem automatizados de pick-and-place de alta velocidade. É totalmente compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), classificando-o como um produto ecológico.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida. Os parâmetros-chave incluem uma dissipação de potência máxima de 75 miliwatts (mW) a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (DC) é classificada em 30 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico de 80 mA sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 milissegundos. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5 volts. A faixa de temperatura de operação é de -30°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +85°C. Uma classificação crítica para a montagem é a condição de soldagem por infravermelhos, que especifica que o LED pode tolerar uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estas características são medidas numa condição de teste padrão de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 5 mA, salvo indicação em contrário. A intensidade luminosa (Iv), uma medida do brilho percebido, tem um valor típico, mas é classificada em bins com mínimos que variam de 7,1 mcd a 28,0 mcd (ver Secção 3). O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor axial, é amplo, de 130 graus, proporcionando um padrão de emissão alargado. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 639 nanómetros (nm), enquanto o comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, é de 630 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 20 nm. A tensão direta (VF) a 5 mA tem um valor típico de 2,0 volts, com uma faixa de 1,6V a 2,2V, e também está sujeita a binning. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 microamperes a 5V de polarização reversa, e a capacitância da junção (C) é tipicamente 40 picofarads.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C191KRKT-5A utiliza um sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em seis códigos (1 a 6). Cada bin representa uma faixa de 0,1 volt, desde 1,6-1,7V para o Bin 1 até 2,1-2,2V para o Bin 6. Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com VF estreitamente correspondentes para aplicações onde a partilha uniforme de corrente em ligações paralelas é importante.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em quatro códigos: K, L, M e N. O Bin K cobre intensidades de 7,10 a 11,2 milicandelas (mcd), o Bin L de 11,2 a 18,0 mcd, o Bin M de 18,0 a 28,0 mcd e o Bin N de 28,0 a 45,0 mcd, todos medidos a IF=5mA. Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada bin de intensidade. Este sistema permite a seleção com base nos níveis de brilho necessários, ajudando a alcançar uma aparência uniforme em matrizes multi-LED.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (por exemplo, Figura 1 para distribuição espectral, Figura 6 para ângulo de visão), as suas tendências podem ser descritas. A relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) é não linear e segue a característica exponencial típica do díodo. A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação. O comprimento de onda de pico (λP) e o comprimento de onda dominante (λd) podem exibir um ligeiro coeficiente de temperatura negativo, o que significa que podem deslocar-se para comprimentos de onda mais longos (desvio para o vermelho) à medida que a temperatura da junção aumenta. A tensão direta tipicamente diminui com o aumento da temperatura.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta uma pegada de encapsulamento padrão da indústria EIA. A dimensão-chave é a altura ultra-baixa de 0,55 mm. Desenhos mecânicos detalhados especificam o comprimento, largura, espaçamento dos terminais e outras dimensões críticas, todas com uma tolerância padrão de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. A lente é transparente, permitindo que a cor vermelha nativa do chip AlInGaP seja emitida sem difusão.

5.2 Identificação de Polaridade e Design das Pistas

A ficha técnica inclui um layout sugerido das pistas de soldadura (land pattern) para o design da PCB. Este padrão é otimizado para a formação de uma junta de soldadura fiável e estabilidade mecânica durante o refluxo. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual no encapsulamento do LED, como um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado na lente. O alinhamento correto da polaridade é crucial para a operação do dispositivo.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é compatível com processos de refluxo por infravermelhos (IR) e por fase de vapor. São fornecidos dois perfis de refluxo sugeridos: um para pasta de solda padrão (estanho-chumbo) e outro para pasta de solda sem chumbo (SnAgCu). O perfil sem chumbo é mais exigente, requerendo um controlo cuidadoso das fases de pré-aquecimento, imersão, refluxo e arrefecimento para evitar choque térmico, garantindo ao mesmo tempo uma junta de soldadura adequada. A condição máxima absoluta para o próprio LED é uma temperatura de pico de 260°C durante 5 segundos.

6.2 Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs devem ser armazenados num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Uma vez removidos da sua embalagem original de barreira à humidade, recomenda-se completar o processo de soldadura por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias). Para armazenamento mais prolongado fora do saco original, os LEDs devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto. Componentes armazenados além das 672 horas podem necessitar de um procedimento de cozedura (por exemplo, 60°C durante 24 horas) para remover a humidade absorvida e prevenir o fenómeno de \"popcorning\" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. A imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. A utilização de produtos de limpeza químicos não especificados ou agressivos pode danificar a lente de plástico e o encapsulamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm de largura em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 unidades do LED LTST-C191KRKT-5A. Os compartimentos da fita são selados com uma fita de cobertura protetora. A embalagem segue o padrão ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para as partes restantes.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Os LEDs são dispositivos controlados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado utilizar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. Um erro comum de circuito é ligar múltiplos LEDs diretamente em paralelo a uma única fonte de corrente (Circuito B na ficha técnica). Devido às variações naturais na característica de tensão direta (VF) entre LEDs individuais, isto pode levar a um grave desequilíbrio de corrente, onde um LED pode consumir a maior parte da corrente e sobreaquecer, enquanto outros permanecem fracos. O resistor em série para cada LED ajuda a estabilizar a corrente e a promover uma iluminação uniforme.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à descarga eletrostática. Devem ser tomadas precauções durante o manuseamento e montagem: o pessoal deve usar pulseiras de aterramento ou luvas antiestáticas; todas as bancadas de trabalho, equipamentos e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados; e pode ser utilizado um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico. Danos por ESD podem não ser imediatamente visíveis, mas podem degradar o desempenho ou causar falha prematura.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal vantagem diferenciadora do LTST-C191KRKT-5A é o seu perfil de 0,55mm, que é significativamente mais fino do que muitos LEDs SMD padrão (por exemplo, encapsulamentos 0603 ou 0805 que frequentemente têm mais de 0,8mm de altura). A utilização da tecnologia AlInGaP proporciona maior eficiência luminosa para a luz vermelha em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP, resultando numa saída mais brilhante para a mesma corrente de acionamento. O amplo ângulo de visão de 130 graus é outro benefício para aplicações que requerem iluminação de área ampla em vez de um feixe focalizado.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED sem um resistor em série?

R: Não é recomendado. Acionar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão sem limitação de corrente provavelmente irá destruí-lo devido a corrente excessiva. Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado das coordenadas de cor e representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que seria percebida como a mesma cor pelo olho humano. O λd é mais relevante para a especificação da cor.

P: Como interpreto o código de bin no número da peça?

R: O número da peça LTST-C191KRKT-5A contém informação de bin. O segmento \"KRKT\" tipicamente codifica os códigos de bin de intensidade e tensão. Consulte a lista de códigos de bin na ficha técnica para compreender a faixa de desempenho específica da peça encomendada.

11. Estudo de Caso de Design Prático

Considere projetar um painel de indicadores de estado para um dispositivo médico portátil. O espaço é extremamente limitado e o painel deve ser legível a partir de vários ângulos. A altura de 0,55mm do LTST-C191KRKT-5A permite que ele se encaixe atrás de uma moldura frontal fina. Selecionar LEDs do mesmo bin de intensidade (por exemplo, todos do Bin \"M\") garante que todas as luzes indicadoras tenham brilho uniforme. Utilizar um resistor em série para cada LED, calculado com base na tensão de alimentação e na VF típica de 2,0V à corrente desejada (por exemplo, 5-10 mA), garante operação estável e longevidade. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante que o indicador seja visível mesmo quando o dispositivo é visto fora do eixo.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, a energia é libertada na forma de fotões (luz). O material semicondutor específico (AlInGaP neste caso) determina a energia da banda proibida, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Um LED vermelho AlInGaP tem uma energia de banda proibida correspondente a fotões na porção vermelha do espectro visível (~630-640 nm).

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo e industrial continua a ser a miniaturização, maior eficiência e melhor fiabilidade. As alturas dos encapsulamentos estão a diminuir para permitir produtos finais mais finos. As melhorias de eficiência (mais saída de luz por watt de entrada elétrica) são impulsionadas por avanços no design do chip, crescimento epitaxial e eficiência de extração do encapsulamento. Há também um foco em melhorar a consistência e estabilidade da cor ao longo da temperatura e da vida útil. A adoção de materiais sem chumbo e compatíveis com altas temperaturas no encapsulamento é padrão para cumprir regulamentações ambientais e suportar processos de montagem exigentes.