Ficha Técnica do LED SMD Branco LTW-C191TL5 - Dimensões 1,6x0,8x0,55mm - Tensão 2,7-3,15V - Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C191TL5 é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Pertence a uma classe de LEDs de chip ultra-finos, apresentando um perfil notavelmente baixo de apenas 0,55 mm de altura. Isto torna-o uma escolha ideal para aplicações onde as restrições de espaço são críticas, como em ecrãs ultra-finos, retroiluminação para dispositivos móveis e luzes indicadoras em PCBs densamente povoadas.

A tecnologia central baseia-se em Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que permite a geração de luz branca brilhante. O LED é embalado em fita padrão da indústria de 8 mm, enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade. Este formato de embalagem é essencial para a produção em massa, permitindo uma manipulação e colocação eficientes durante o processo de fabrico.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O LTW-C191TL5 tem uma dissipação de potência máxima de 70 mW a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (DC) é de 20 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico de 100 mA sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5V, embora a operação contínua sob polarização reversa seja proibida. A faixa de temperatura de operação é de -20°C a +80°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é mais ampla, de -55°C a +105°C. Um parâmetro crítico para a montagem é a condição de soldagem por infravermelhos, classificada para 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 5 mA, que é uma condição de teste comum. A intensidade luminosa (Iv) varia de um mínimo de 45,0 milicandelas (mcd) a um máximo típico de 180,0 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 130 graus, proporcionando um amplo campo de iluminação. As coordenadas de cromaticidade, que definem o ponto de cor da luz branca no diagrama CIE 1931, são tipicamente x=0,31 e y=0,32. A tensão direta (VF) varia de 2,70V a 3,15V na corrente de teste. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros elétricos e óticos chave. O LTW-C191TL5 utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em três bins de VF (A, B, C) com base na sua tensão direta a IF=5mA. O Bin A cobre 2,70V a 2,85V, o Bin B cobre 2,85V a 3,00V e o Bin C cobre 3,00V a 3,15V. Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (IV)

Os LEDs são classificados em três bins de IV (P, Q, R) com base na sua saída de luz. O Bin P varia de 45,0 a 71,0 mcd, o Bin Q de 71,0 a 112,0 mcd e o Bin R de 112,0 a 180,0 mcd. Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada bin.

3.3 Binning de Matiz (Cor)

Este é o bin mais complexo, definindo o ponto de cor branca. Os bins são definidos por quadriláteros no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A ficha técnica lista as coordenadas para os bins A0, B3, B4, B5, B6 e C0. Por exemplo, o Bin B5 é definido pelas coordenadas (x,y): (0,296, 0,276), (0,311, 0,294), (0,307, 0,315), (0,287, 0,295). Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a cada coordenada (x, y) dentro de um bin. O diagrama fornecido representa visualmente estes bins, mostrando a sua posição relativa à região do ponto branco.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF indique a presença de curvas típicas de características elétricas/óticas na página 4, os gráficos específicos (por exemplo, curva IV, intensidade relativa vs. temperatura, distribuição espectral) não estão incluídos no texto fornecido. Normalmente, tais curvas mostrariam a relação entre a corrente direta e a tensão, como a intensidade luminosa diminui com o aumento da temperatura da junção e a distribuição espectral de potência da luz branca emitida. Estes gráficos são cruciais para os projetistas entenderem o comportamento do dispositivo em condições de operação não padrão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento do LED

O LED tem uma pegada de embalagem padrão EIA. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 1,6 mm de comprimento e 0,8 mm de largura, sendo a altura ultra-fina de 0,55 mm a característica distintiva. Desenhos dimensionados detalhados especificariam as localizações dos terminais, a forma da lente e as marcações de identificação do cátodo/ânodo.

5.2 Layout Sugerido para as Pastilhas de Solda

É fornecido um padrão de land pattern (pegada) recomendado para o PCB, a fim de garantir a formação de uma junta de solda fiável durante o refluxo. Este padrão é ligeiramente maior do que o próprio dispositivo para acomodar os filetes de solda.

5.3 Dimensões da Embalagem em Fita e Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora relevada com uma largura de 8 mm. A fita é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. As especificações principais incluem: 5000 peças por bobina completa, uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para bobinas parciais e um máximo de dois componentes ausentes consecutivos (bolsos) permitidos na fita. A embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA 481-1-A-1994.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo por infravermelhos (IR) recomendado é crítico. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 260°C deve ser no máximo de 10 segundos. Recomenda-se pré-aquecimento na faixa de 150-200°C por até 120 segundos para minimizar o choque térmico. O perfil deve ser caracterizado para a montagem específica do PCB.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, a temperatura do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos por terminal. A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez.

6.3 Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs são sensíveis à humidade. Na sua embalagem original selada à prova de humidade (com dessecante), devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR e utilizados no prazo de um ano. Uma vez aberta a embalagem, o ambiente de armazenamento deve ser ≤30°C e ≤60% de HR. Os componentes expostos ao ar ambiente por mais de 672 horas (4 semanas) devem ser pré-aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes do refluxo para remover a humidade absorvida e prevenir danos de \"popcorning\" durante a soldagem. Para armazenamento prolongado fora da embalagem original, utilize um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de azoto.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, 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. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A hierarquia de embalagem padrão é: LEDs na fita → fita na bobina de 7\" → bobina(s) numa bolsa de barreira à humidade (com dessecante) → bolsa(s) numa caixa interior → caixa(s) interior(es) numa caixa mestra. Um máximo de 3 bolsas de barreira pode estar numa caixa interior, e um máximo de 21 caixas interiores pode estar numa caixa mestra. O número de peça LTW-C191TL5 segue a convenção de nomenclatura interna do fabricante, onde \"LTW\" provavelmente indica um LED branco, e \"C191\" denota o tipo de embalagem e série.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O perfil ultra-fino torna este LED ideal para: retroiluminação em ecrãs LCD ultra-finos para smartphones, tablets e monitores; indicadores de estado em dispositivos vestíveis e eletrónica ultra-portátil; iluminação decorativa em produtos de consumo finos; e indicadores de painel em equipamentos de rede e comunicação onde o espaço na placa é limitado.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a um máximo de 20mA DC. Operar na corrente de teste típica de 5mA proporcionará uma vida útil mais longa e melhor estabilidade.

Gestão Térmica:Embora pequeno, o LED gera calor. Garanta um alívio térmico adequado no projeto da pastilha do PCB, especialmente se operar perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes. O fator de derating de 0,25 mA/°C acima de 25°C deve ser considerado.

Proteção contra ESD:O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Implemente procedimentos de manuseamento seguros contra ESD, incluindo o uso de pulseiras e estações de trabalho aterradas, durante a montagem e instalação.

Projeto Ótico:O amplo ângulo de visão de 130 graus proporciona iluminação difusa. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal vantagem diferenciadora do LTW-C191TL5 é a sua altura de 0,55 mm, que é significativamente menor do que muitos LEDs SMD padrão (por exemplo, embalagens 0603 ou 0805 que frequentemente têm >0,8 mm de altura). Isto permite o projeto em produtos finais cada vez mais finos. O uso da tecnologia InGaN proporciona alta eficiência e boa reprodução de cores para um LED branco. O sistema de binning abrangente oferece aos projetistas a capacidade de selecionar LEDs para uma cor e brilho consistentes nas suas aplicações, o que é crítico para matrizes multi-LED em retroiluminação ou sinalização.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso alimentar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, 20mA é a corrente contínua DC máxima nominal. No entanto, para uma longevidade e eficiência ideais, recomenda-se alimentá-lo a uma corrente mais baixa, como 5-10mA.

P: Qual é o propósito dos diferentes bins de VF e IV?

R: O binning permite selecionar LEDs com características elétricas e óticas muito semelhantes. Isto é vital para aplicações que utilizam múltiplos LEDs onde é necessária uniformidade de brilho e cor, prevenindo diferenças visíveis entre LEDs individuais.

P: Como interpreto as coordenadas do bin de Matiz?

R: As coordenadas (x,y) colocam o ponto branco do LED no diagrama de cromaticidade CIE. Bins como B5 ou C0 representam diferentes regiões de \"branco\", variando de tons mais frios (mais azulados) a mais quentes (mais amarelados). Deve escolher um bin que corresponda aos requisitos de temperatura de cor do seu produto.

P: O perfil do meu forno de refluxo tem um pico a 250°C. Isso é aceitável?

R: Sim, um pico de 250°C está dentro da especificação (máx. 260°C). Garanta sempre que o tempo acima da temperatura de liquidus da sua pasta de solda é suficiente para a formação adequada da junta.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um Indicador de Estado para um Smartwatch Fino.

A principal restrição é a altura Z. O perfil de 0,55 mm do LTW-C191TL5 permite que ele se encaixe sob uma fina camada difusora sem aumentar a espessura total da caixa do relógio. O projetista seleciona LEDs do Bin R para alto brilho e do Bin B5 para uma cor branca neutra e consistente. Um driver de LED de corrente constante é utilizado para fornecer 8mA ao LED, proporcionando brilho suficiente enquanto conserva a vida útil da bateria e mantém a temperatura da junção baixa. O layout das pastilhas do PCB segue a recomendação da ficha técnica. Durante a montagem, o PCB do relógio sofre refluxo por IR com um pico cuidadosamente perfilado de 245°C durante 8 segundos. O amplo ângulo de visão garante que a luz indicadora seja visível de vários ângulos quando o utilizador olha para o pulso.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTW-C191TL5 baseia-se na tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Num LED branco, a região ativa tipicamente emite luz azul. Parte desta luz azul é então convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por um revestimento de fósforo aplicado sobre o chip semicondutor. A mistura da luz azul restante e da luz amarela/vermelha convertida pelo fósforo é percebida pelo olho humano como branca. As proporções específicas de índio e gálio na liga InGaN, juntamente com a composição e espessura da camada de fósforo, determinam a temperatura de cor final e as coordenadas de cromaticidade da luz branca emitida. A embalagem ultra-fina é alcançada através de técnicas avançadas de embalagem à escala do chip que minimizam a quantidade de material de encapsulamento em torno do die semicondutor.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo é implacavelmente em direção à miniaturização e maior eficiência. A altura de 0,55 mm deste dispositivo representa um passo na redução contínua dos perfis das embalagens. Os desenvolvimentos futuros podem focar-se na redução ainda maior da pegada (por exemplo, embalagens à escala do chip sem embalagem visível) enquanto aumentam a eficácia luminosa (lúmens por watt). Há também uma forte tendência para melhorar a consistência de cor e valores mais altos do Índice de Reprodução de Cor (IRC), especialmente para aplicações de iluminação. Além disso, a integração de circuitos de controlo (como dimmer PWM) dentro da embalagem do LED é uma área emergente. A busca pela conformidade RoHS e fabrico ecológico, como observado nas características deste LED, continua a ser um padrão fundamental da indústria.