Ficha Técnica do LED Laranja LTST-C281KFKT - Altura 0,35mm - Tensão Direta 2,4V - Dissipação de Potência 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C281KFKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem indicadores compactos e de alta luminosidade. Este componente pertence à categoria dos LEDs chip, caracterizados pelo seu perfil mínimo e compatibilidade com processos de montagem automatizados.

Vantagens Principais:As principais vantagens deste LED incluem a sua altura de encapsulamento excecionalmente fina de 0,35 mm, o que facilita a utilização em projetos com restrições de espaço. Utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido por produzir alta eficiência luminosa e uma saída de luz laranja estável. O dispositivo está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), classificando-o como um produto ecológico. A sua embalagem em fita de 8mm dentro de bobinas de 7 polegadas de diâmetro torna-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade, otimizando a fabricação em volume.

Mercado-Alvo:Este LED é direcionado para aplicações em eletrónica de consumo, equipamentos de automação de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos em geral, onde é necessária uma indicação de estado fiável e brilhante. Os seus parâmetros de design tornam-no adequado para integração em PCBs (Placas de Circuito Impresso) utilizando técnicas padrão de soldadura por refluxo infravermelho.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação nestas condições.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sob condições ambientais especificadas (Ta=25°C). Exceder este limite arrisca degradação térmica.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). É significativamente superior à classificação DC para acomodar surtos de corrente breves.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação fiável a longo prazo. A condição operacional típica para testar características óticas é de 20 mA.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode causar ruptura da junção.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo pode operar dentro de uma gama de temperatura ambiente de -30°C a +85°C. Para armazenamento não operacional, a gama estende-se de -40°C a +85°C.
• Condição de Soldadura:O LED pode suportar soldadura por refluxo infravermelho com uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, o que se alinha com os perfis comuns de processos de soldadura sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente padrão de 25°C e a uma corrente direta (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho do dispositivo em condições operacionais normais.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 45,0 mcd a um valor típico de 90,0 mcd. A intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que aproxima a curva de resposta do olho humano fotópico (CIE). A intensidade real está sujeita a um sistema de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo central (0°). Um ângulo de visão amplo como este é típico para LEDs chip com encapsulamento sem lente (água-clara), proporcionando uma iluminação ampla e difusa.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):611 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida atinge o seu máximo. Define a tonalidade percebida da luz laranja.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):605 nm. Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida da saída do LED, que é um laranja padrão.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):17 nm. Este parâmetro indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida. É a largura da distribuição espectral a metade da sua potência máxima. Um valor de 17 nm é característico dos materiais AlInGaP, oferecendo boa saturação de cor.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2,40 V, com um máximo de 2,40 V a I_F=20mA. O mínimo é especificado como 2,0 V. Esta é a queda de tensão através do LED quando conduz a corrente especificada.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. Isto indica a corrente de fuga no estado desligado.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho entre lotes de produção, a intensidade luminosa do LTST-C281KFKT é categorizada em bins. Cada bin representa uma gama específica de valores de intensidade medidos na condição de teste padrão de 20 mA de corrente direta.

A lista de códigos de bin é a seguinte:

• Código de Bin P:45,0 mcd (Mín) a 71,0 mcd (Máx)
• Código de Bin Q:71,0 mcd a 112,0 mcd
• Código de Bin R:112,0 mcd a 180,0 mcd
• Código de Bin S:180,0 mcd a 280,0 mcd

Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade. Isto significa que qualquer LED individual dentro de um bin específico, por exemplo Bin Q, tem garantida uma intensidade entre 71,0 mcd e 112,0 mcd, mas a distribuição real pode ter uma dispersão de ±15% em torno da gama nominal do bin. Os projetistas devem selecionar o bin apropriado com base no nível de brilho exigido para a sua aplicação, considerando esta tolerância.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex: Fig.1, Fig.6), o seu comportamento típico pode ser descrito com base na tecnologia.

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

Para um LED AlInGaP como o LTST-C281KFKT, a relação I-V é exponencial, semelhante a um díodo padrão. A tensão direta (V_F) tem um coeficiente de temperatura relativamente baixo comparado com alguns outros tipos de LED, mas ainda diminuirá ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta para uma dada corrente. A V_Fespecificada de 2,4V (tip) a 20mA é um parâmetro chave para o design do circuito de acionamento.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama operacional normal (até ao máximo DC de 30mA). No entanto, a eficiência pode diminuir a correntes muito altas devido ao aumento dos efeitos térmicos e ao droop. Operar aos típicos 20mA proporciona um bom equilíbrio entre brilho e longevidade.

4.3 Características de Temperatura

Como todos os LEDs, o desempenho do LTST-C281KFKT é dependente da temperatura. À medida que a temperatura da junção aumenta, a intensidade luminosa tipicamente diminui. O comprimento de onda dominante (λ_d) também pode sofrer um ligeiro desvio para o vermelho (aumento no comprimento de onda) com o aumento da temperatura, o que pode causar uma mudança subtil na cor percebida. Uma gestão térmica adequada na aplicação é crucial para manter um desempenho ótico consistente.

4.4 Distribuição Espectral

A saída espectral está centrada em torno de 611 nm (pico) com uma largura a meia altura de 17 nm. Isto resulta numa luz laranja monocromática com alta pureza de cor. O espetro não contém os componentes de luz branca ampla encontrados em LEDs brancos convertidos por fósforo.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta uma pegada de encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance). A característica definidora é o seu perfil ultra-fino com uma altura (H) de 0,35 mm. Todos os desenhos dimensionais especificam medidas em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,10 mm salvo indicação em contrário. O encapsulamento é "água-clara", o que significa que o encapsulante é transparente sem uma lente difusora, contribuindo para o amplo ângulo de visão de 130 graus.

5.2 Identificação da Polaridade

A ficha técnica inclui um diagrama mostrando o layout recomendado das pastilhas de solda na PCB. Este layout tipicamente indica as ligações do ânodo e do cátodo. A polaridade correta é essencial para o funcionamento do LED. Aplicar tensão reversa superior à classificação de 5V pode causar dano imediato.

5.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Esta é a embalagem padrão para montagem SMD automatizada. Cada bobina contém 5000 peças. A fita tem uma vedação de cobertura para proteger os componentes de contaminação. As especificações indicam que no máximo dois compartimentos de componentes consecutivos podem estar vazios, e a quantidade mínima de encomenda para remanescentes é de 500 peças. Esta embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA-481.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho (IR) sugerido para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:Aumento até uma temperatura entre 150°C e 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos para permitir aquecimento uniforme e evaporação do solvente da pasta de solda.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:O LED deve ser submetido à temperatura de pico por um máximo de 10 segundos. O perfil é projetado para estar em conformidade com as normas JEDEC para garantir a formação fiável da junta de solda sem danificar o encapsulamento do LED. É crítico seguir as recomendações do fabricante da pasta de solda e realizar a caracterização específica da placa, uma vez que diferentes designs e materiais de PCB afetam o perfil térmico.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, use um ferro de soldar com temperatura não superior a 300°C. O tempo de contacto para cada junta de solda deve ser limitado a um máximo de 3 segundos, e isto deve ser realizado apenas uma vez por pastilha para evitar stress térmico no LED.

6.3 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é vital para manter a soldabilidade e prevenir danos induzidos por humidade (efeito "popcorn") durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Os LEDs na sua embalagem original à prova de humidade com dessecante devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil recomendada nestas condições é de um ano.
• Embalagem Aberta:Uma vez aberta a bolsa de barreira à humidade, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% HR. Recomenda-se completar o processo de refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias) após a exposição.
• Armazenamento Aberto Prolongado:Para armazenamento além de 672 horas, os componentes devem ser colocados num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Se armazenados abertos por mais de 672 horas, é necessário um bake-out a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura, apenas devem ser usados solventes à base de álcool especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. O uso de produtos de limpeza químicos não especificados pode danificar o material do encapsulamento do LED.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para indicação de estado, retroiluminação para pequenos ícones ou símbolos, e iluminação de painéis numa vasta gama de eletrónica de consumo e industrial. Exemplos incluem indicadores de ligação em routers/módems, retroiluminação para botões em comandos à distância ou eletrodomésticos, e luzes de estado em periféricos de computador. O seu perfil fino torna-o ideal para dispositivos ultra-finos como smartphones modernos, tablets e portáteis onde o espaço interno é precioso.

7.2 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente quando vários LEDs estão ligados em paralelo, é fortemente recomendado usar uma resistência limitadora de corrente em série com cada LED. Um circuito de acionamento simples consiste numa fonte de tensão (V_CC), uma resistência em série (R_S), e o LED. O valor da resistência 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 2,4V para margem de projeto) e I_Fé a corrente operacional desejada (ex: 20mA). Esta configuração fornece regulação de corrente estável e protege o LED de picos de corrente.

7.3 Considerações de Design

• Proteção ESD:Os LEDs AlInGaP são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Os procedimentos de manuseamento devem incluir precauções ESD adequadas: uso de pulseiras, tapetes antiestáticos e equipamento aterrado. O LED em si pode não ter proteção ESD integrada, pelo que proteção a nível de circuito (ex: díodos de supressão de tensão transitória) pode ser necessária em ambientes propensos a ESD.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (75 mW máx.), garantir uma dissipação de calor adequada através das pastilhas de cobre da PCB é importante para manter a fiabilidade a longo prazo e a saída de luz consistente, especialmente em condições de alta temperatura ambiente ou quando operando perto da corrente máxima.
• Design Ótico:O amplo ângulo de visão e o encapsulamento água-clara significam que a luz é emitida de forma difusa. Para aplicações que requerem um feixe mais direcionado, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-C281KFKT diferencia-se principalmente pela suaaltura ultra-fina de 0,35mm, que é mais fina do que muitos LEDs chip padrão (ex: encapsulamentos 0603 ou 0402 que têm frequentemente 0,55-0,65mm de altura). Esta é uma vantagem crítica para a eletrónica portátil e vestível moderna. O uso datecnologia AlInGaPfornece maior eficiência luminosa e melhor estabilidade térmica para cores laranja/vermelho comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP. A sua compatibilidade com orefluxo IR padrão para processos sem chumboe aembalagem em fita e bobinaalinham-no com a fabricação automatizada de alto volume, oferecendo uma solução rentável para produção em massa.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 3,3V ou 5V?

R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente em série. Por exemplo, com uma alimentação de 3,3V e uma corrente alvo de 20mA, o valor da resistência seria aproximadamente (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohms. Acioná-lo diretamente provavelmente excederia a corrente máxima e destruiria o LED.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (611nm) e Comprimento de Onda Dominante (605nm)?

R: O comprimento de onda de pico é o ponto literalmente mais alto na curva de saída espectral. O comprimento de onda dominante é um valor calculado da ciência da cor que representa a cor percebida como um único comprimento de onda. Para este LED laranja, ambos os valores são próximos, confirmando uma cor saturada.

P3: O código de bin é "Q". Que brilho exato posso esperar?

R: Pode esperar uma intensidade luminosa entre 71,0 mcd e 112,0 mcd quando medido a 20mA. Devido à tolerância de +/-15% no bin, o valor real para qualquer LED individual pode estar em qualquer lugar dentro dessa gama. Para aplicações críticas de correspondência de brilho, pode ser necessário testar e classificar.

P4: Como interpreto o ângulo de visão de "130 deg"?

R: Isto significa que se olhar para o LED diretamente por cima (0°), vê o brilho máximo. À medida que se afasta do eixo, o brilho diminui. A um ângulo de 65° do centro (130°/2), o brilho será metade do valor no eixo. A luz ainda é visível em ângulos além deste.

10. Caso Prático de Design e Utilização

Caso: Projetar um Indicador de Estado para uma Coluna Bluetooth Portátil

Um projetista precisa de um LED laranja brilhante e de baixa potência para indicar o estado de "carregamento". A PCB principal da coluna tem uma restrição de espessura, e o LED deve ser colocado atrás de um difusor de plástico fino.

Implementação:O LTST-C281KFKT é selecionado pela sua altura de 0,35mm, cabendo na pilha mecânica. O circuito de acionamento usa a linha de sistema de 3,3V existente. Uma resistência em série de 47 Ohm (valor padrão) é calculada: (3,3V - 2,4V) / 0,02A ≈ 45 Ohms, fornecendo ~19mA. O amplo ângulo de visão de 130° garante que a luz de carregamento seja visível de vários ângulos da coluna. O LED é colocado em fita e bobina para montagem automatizada durante a produção em massa. O projetista especifica o Código de Bin R ou superior ao fornecedor para garantir alto brilho visível mesmo em salas bem iluminadas.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-C281KFKT é baseado na tecnologia semicondutora AlInGaP. Este material é um semicondutor composto do grupo III-V. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto na rede cristalina determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para este LED, a banda proibida é projetada para produzir fotões no espetro laranja (~605-611 nm). O encapsulamento epóxi água-clara protege o chip semicondutor, fornece estabilidade mecânica e atua como um elemento ótico primário, moldando o padrão de saída de luz.

12. Tendências Tecnológicas

A tendência em LEDs indicadores como o LTST-C281KFKT continua em direção àminiaturização(pegadas menores e perfis mais finos) para permitir designs de produto mais elegantes.Eficiência aumentada(mais saída de luz por mA de corrente) é um motor constante, reduzindo o consumo de energia em dispositivos alimentados por bateria. Há também um foco namelhoria da consistência de cor e binning mais apertadopara atender às exigências de aplicações onde múltiplos LEDs devem corresponder perfeitamente. Além disso, a integração comembalagem avançadaecircuitos integrados de acionamentoem módulos multi-chip é uma tendência emergente para aplicações de iluminação inteligente, embora para indicadores simples, componentes discretos como este LED permaneçam altamente rentáveis e versáteis.