Ficha Técnica do LED SMD LTW-C193SS2 - Dimensões Ultra Finas de 0.4mm - Tensão Direta 2.5-2.9V - Cor Branca - Potência 35mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C193SS2 é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Caracteriza-se pelo seu perfil excecionalmente fino, com apenas 0,40 mm de altura, tornando-o adequado para aplicações com severas restrições de espaço. O dispositivo utiliza um material semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz branca, oferecendo altos níveis de brilho. É embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando a compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade, comumente utilizados na fabricação eletrónica.

Este LED é classificado como um produto verde e está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). O seu design é compatível com os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o método predominante para fixar componentes de montagem em superfície a placas de circuito impresso (PCBs). O encapsulamento está em conformidade com os padrões da Electronic Industries Alliance (EIA), garantindo compatibilidade mecânica com os sistemas de colocação padrão da indústria.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para o LTW-C193SS2, estes são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação de potência contínua máxima é de 35 miliwatts (mW). A corrente direta contínua não deve exceder 10 mA em operação contínua. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico de 50 mA, mas apenas sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 (10%) e uma largura de pulso de 0,1 milissegundos. Exceder estes limites de corrente pode levar a uma temperatura de junção excessiva, degradação acelerada do material semicondutor e falha catastrófica.

O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C. A faixa de temperatura de armazenamento é mais ampla, de -40°C a +85°C, indicando as condições sob as quais o LED pode ser mantido sem energia aplicada. Uma nota crítica especifica que operar o LED sob condições de polarização reversa num circuito de aplicação pode causar danos ou falha. Portanto, os projetos de circuito devem garantir que o LED não seja submetido a tensão reversa durante o uso normal.

2.2 Características Elétricas e Óticas

As características elétricas e óticas são medidas numa condição de teste padrão de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 2 mA, que serve como um ponto de referência comum para comparar o desempenho do LED.

• Intensidade Luminosa (Iv):Este parâmetro mede o brilho percebido da luz emitida pelo olho humano. O Iv para o LTW-C193SS2 tem um valor mínimo de 18,0 milicandelas (mcd) e um máximo (típico) de 71,0 mcd a 2mA. O valor real de Iv para uma unidade específica é classificado e marcado na sua embalagem.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0 graus (no eixo). Este LED apresenta um amplo ângulo de visão de 130 graus, proporcionando um padrão de luz difuso e amplo, adequado para aplicações de retroiluminação e indicadores.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Estas coordenadas definem o ponto de cor da luz branca no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os valores típicos são x=0,29 e y=0,31. Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a estas coordenadas. A cor é medida usando um espectrómetro que aproxima a curva de resposta ocular do observador padrão CIE.
• Tensão Direta (VF):A queda de tensão através do LED quando conduz a corrente direta especificada. A IF=2mA, VF varia de um mínimo de 2,50 volts a um máximo de 2,90 volts. Este parâmetro é importante para projetar o circuito limitador de corrente para o LED.
• Corrente Reversa (IR):A pequena corrente de fuga que flui quando uma tensão reversa é aplicada. É especificada como um máximo de 10 microamperes (μA) a uma tensão reversa (VR) de 5V. A ficha técnica afirma explicitamente que esta condição de teste é apenas para caracterização e que o dispositivo não foi projetado para operação reversa.

A ficha técnica inclui notas de cautela importantes relativas à Descarga Eletrostática (ESD). Os LEDs são sensíveis à ESD, e os procedimentos de manuseio devem incluir o uso de pulseiras antiestáticas, luvas antiestáticas e equipamentos devidamente aterrados para prevenir danos.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações naturais no processo de fabrico de semicondutores, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTW-C193SS2 utiliza um sistema de binning tridimensional baseado na Tensão Direta (VF), Intensidade Luminosa (Iv) e Matiz (Cromaticidade).

3.1 Bins de Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em quatro bins de VF (Y1, Y2, Y3, Y4), cada um representando uma faixa de 0,1V dentro da especificação geral de 2,50V a 2,90V. Por exemplo, o bin Y1 inclui LEDs com VF entre 2,50V e 2,60V a IF=2mA. Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. A consistência da VF dentro de um lote ajuda a garantir uniformidade de brilho quando os LEDs são alimentados por uma fonte de tensão constante ou em configurações paralelas simples (embora seja fortemente recomendada a alimentação por corrente constante).

3.2 Bins de Intensidade Luminosa (Iv)

São definidos três bins de Iv (M, N, P). O bin M cobre a faixa de 18,0-28,0 mcd, o bin N cobre 28,0-45,0 mcd e o bin P cobre 45,0-71,0 mcd, todos medidos a IF=2mA. Uma tolerância de ±15% está associada a cada bin. Selecionar LEDs do mesmo bin de Iv é crucial para aplicações que requerem brilho uniforme, como matrizes de retroiluminação multi-LED ou painéis de indicadores de estado.

3.3 Bins de Matiz (Cromaticidade)

O ponto de cor branca é classificado em seis regiões (S1 a S6) no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Cada bin é definido por uma área quadrilátera especificada por quatro conjuntos de coordenadas (x, y). Por exemplo, o bin S2 cobre coordenadas aproximadamente entre x:0,274-0,294 e y:0,258-0,319. Um diagrama na ficha técnica representa visualmente estes bins. Uma tolerância de ±0,01 aplica-se às coordenadas (x, y). Usar LEDs do mesmo bin de matiz é essencial para evitar diferenças de cor visíveis em aplicações multi-LED.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta um formato de encapsulamento padrão de chip LED. As dimensões-chave incluem a altura total de 0,40 mm. A ficha técnica fornece um desenho dimensional detalhado com todas as medidas críticas, incluindo espaçamento dos terminais, largura do componente e tamanho da lente. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. Uma nota indica que a marca de identificação do cátodo (uma marca branca) pode estar parcialmente coberta pela lente, sendo necessária uma orientação cuidadosa durante a colocação.

4.2 Layout Sugerido para as Pistas de Soldagem

É fornecida uma land pattern (pegada) recomendada para a PCB, para garantir a formação de uma junta de solda fiável durante o refluxo. As dimensões e espaçamento sugeridos para as pistas são dados para obter filetes de solda adequados e resistência mecânica. Uma nota recomenda uma espessura máxima de estêncil de 0,10 mm para aplicação da pasta de solda, para evitar deposição excessiva e possíveis pontes.

4.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. A largura da fita é de 8 mm. A capacidade padrão da bobina é de 5000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481-1. As notas importantes de embalagem incluem: bolsas vazias são seladas com fita de cobertura; a quantidade mínima de encomenda para remanescentes é de 500 peças; e é permitido um máximo de dois componentes consecutivos em falta (bolsas vazias) por bobina.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com soldagem por refluxo infravermelho. A condição máxima absoluta de soldagem é uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos. É fornecido um perfil de refluxo sugerido, que normalmente inclui uma fase de pré-aquecimento, uma rampa de temperatura, uma zona de refluxo de pico e um período de arrefecimento. A ficha técnica enfatiza que o perfil ideal depende do design específico da PCB, da pasta de solda e do forno utilizado, e recomenda a caracterização ao nível da placa.

5.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve ser realizada com extremo cuidado. A temperatura máxima recomendada da ponta do ferro de soldar é de 300°C, com um tempo máximo de soldagem de 3 segundos por junta. A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez para evitar danos por stress térmico ao encapsulamento do LED.

5.3 Limpeza

A limpeza após a soldagem deve ser feita com cuidado. Apenas devem ser utilizados agentes de limpeza especificados. A ficha técnica recomenda o uso de álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O LED deve ser imerso por menos de um minuto. Líquidos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento plástico ou o material da lente.

6. Armazenamento e Manuseio

Armazenamento para Embalagens Seladas:Os LEDs na sua embalagem original, não aberta, à prova de humidade (com dessecante) devem ser armazenados a 30°C ou menos e 90% de humidade relativa (HR) ou menos. A vida útil nestas condições é de um ano.

Armazenamento para Embalagens Abertas:Uma vez que a bolsa à prova de humidade é aberta, os LEDs tornam-se sensíveis à humidade ambiente. O ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. É fortemente recomendado que os LEDs removidos da sua embalagem original sejam submetidos à soldagem por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias).

Armazenamento Prolongado e Baking:Para armazenamento além de 672 horas fora da bolsa original, os LEDs devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Se os LEDs foram expostos a condições ambientes por mais de 672 horas, devem ser submetidos a baking a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem, para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do encapsulamento) durante o refluxo.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O perfil ultra fino (0,4mm) torna este LED ideal para aplicações onde o espaço vertical é crítico. As aplicações primárias incluem: retroiluminação ultra fina para dispositivos móveis (telemóveis, tablets), eletrónica vestível, indicadores de estado em eletrónica de consumo compacta e iluminação de painéis em interfaces de controlo industrial finas. O seu amplo ângulo de visão é benéfico para aplicações que requerem iluminação difusa e uniforme, em vez de um feixe focalizado.

7.2 Considerações de Projeto de Circuito

• Alimentação por Corrente:Alimente sempre os LEDs com uma fonte de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para garantir uma saída de luz estável e prevenir a fuga térmica. A corrente de operação recomendada é igual ou inferior ao máximo de 10 mA DC.
• Resistor Limitador de Corrente:Ao usar uma fonte de tensão simples com um resistor em série, calcule o valor do resistor usando a fórmula R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada. Utilize o VF máximo da ficha técnica (2,9V) para um projeto conservador, garantindo que a corrente não excede o valor desejado.
• Proteção ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas da PCB conectadas ao ânodo/cátodo do LED, se a montagem ou o produto final for provavelmente manuseado em ambientes não controlados para ESD.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta um alívio térmico adequado nas pistas da PCB, especialmente se vários LEDs forem colocados próximos uns dos outros ou se a temperatura ambiente for elevada. Isto ajuda a manter uma temperatura de junção mais baixa, preservando a vida útil do LED e a estabilidade da cor.

7.3 Considerações de Projeto Ótico

Para aplicações de indicador, considere o amplo ângulo de visão de 130 graus. Guias de luz ou difusores podem ser necessários para moldar a saída de luz ou esconder a fonte pontual discreta do LED. Para retroiluminação, a seleção de binning (Iv e Matiz) é primordial. Use LEDs de um único bin, com faixa estreita, para obter brilho e cor uniformes em todo o ecrã ou painel.

8. Fatores de Fiabilidade e Vida Útil

Embora a ficha técnica não forneça uma classificação específica de vida útil L70 ou L50 (horas até 70% ou 50% de manutenção de lúmen), a vida útil de um LED é influenciada principalmente pela sua temperatura de junção de operação. Os fatores-chave que afetam a fiabilidade incluem:

• Corrente de Operação:Alimentar o LED na sua corrente nominal (10mA DC) ou abaixo dela é essencial. Operar acima desta classificação aumenta exponencialmente a temperatura de junção e acelera a depreciação do lúmen e a mudança de cor.
• Temperatura Ambiente:Operar perto do limite superior da faixa especificada (+80°C) reduzirá a vida útil efetiva. A redução da corrente de operação a temperaturas ambientes mais elevadas é uma boa prática.
• Adesão ao Processo de Soldagem:Seguir o perfil de refluxo recomendado e evitar calor excessivo na soldagem manual previne danos internos nos fios de ligação (wire bonds) e a delaminação do encapsulamento, que são modos de falha comuns.
• ESD e Sobretensão Elétrica:O manuseio adequado e a proteção do circuito previnem falhas catastróficas imediatas ou danos latentes que se manifestam como falhas prematuras no campo.

9. Comparação Técnica e Contexto de Mercado

O LTW-C193SS2 pertence à categoria de LEDs de chip ultra finos. A sua principal característica diferenciadora é a sua altura de 0,40 mm. Comparado com LEDs de encapsulamento padrão 0603 ou 0402, que normalmente têm 0,6-0,8 mm de altura, este dispositivo oferece uma redução significativa no perfil. A tecnologia InGaN para luz branca oferece tipicamente maior eficiência e melhores opções de reprodução de cor em comparação com tecnologias mais antigas, como a conversão por fósforo de azul num substrato diferente. O amplo ângulo de visão de 130 graus é padrão para LEDs de chip sem lente incorporada e é adequado para muitas aplicações de iluminação de uso geral. Os critérios-chave de seleção face a produtos concorrentes seriam a combinação específica de espessura, brilho (Iv a uma dada corrente), tensão direta e a granularidade do seu sistema de binning, que permite uma correspondência precisa de cor e brilho em aplicações exigentes.