Ficha Técnica do LED SMD LTST-C198KGKT - 0.2mm de Espessura - Tensão Direta 2.6V - AlInGaP Verde - Potência 78mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C198KGKT é um LED chip de montagem superficial ultra-fino, projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. A sua principal característica é um perfil excecionalmente baixo de apenas 0,2 milímetros, tornando-o adequado para dispositivos onde o espaço e a altura dos componentes são restrições críticas. O dispositivo utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma saída de luz verde de alta luminosidade. É embalado em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade e processos de soldagem por refluxo infravermelho. Este LED é classificado como um produto verde e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste componente derivam da sua combinação de miniaturização e desempenho. A espessura de 0,2mm permite a integração em produtos extremamente finos. A tecnologia do chip AlInGaP proporciona uma eficiência luminosa superior em comparação com materiais tradicionais, resultando em alta luminosidade a partir de um factor de forma reduzido. A compatibilidade total com linhas de montagem automática SMT (Tecnologia de Montagem Superficial) agiliza a fabricação e reduz os custos de produção. O seu design também é compatível com C.I. (Circuitos Integrados), permitindo o acionamento direto a partir de saídas de nível lógico padrão.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das características elétricas, óticas e térmicas especificadas na ficha técnica.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam ao funcionamento normal. A corrente direta contínua máxima (DC) é de 30 mA. É permitida uma corrente direta de pico mais elevada de 80 mA, mas apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms para evitar sobreaquecimento. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5V. Exceder este valor pode causar ruptura da junção. O dispositivo pode dissipar até 78 mW de potência. A gama de temperatura de funcionamento é de -30°C a +85°C, e pode ser armazenado em temperaturas de -40°C a +85°C. Para soldagem, pode suportar uma temperatura de pico de refluxo infravermelho de 260°C durante um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 60,0 milicandelas (mcd), com um valor mínimo especificado de 36,0 mcd. Esta intensidade é medida usando um sensor e um filtro que imitam a resposta fotópica do olho humano. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor no eixo, é de 130 graus, indicando um padrão de visão amplo. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, é de 570 nm (verde). O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é de 574 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 15 nm, descrevendo a pureza espectral. A tensão direta (VF) varia tipicamente entre 2,1V e 2,6V a 20mA. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10,0 μA quando é aplicada uma polarização reversa de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C198KGKT utiliza um sistema de binning bidimensional baseado na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em três bins: N2 (36,0 - 45,0 mcd), P (45,0 - 71,0 mcd) e Q (71,0 - 112,0 mcd). É aplicada uma tolerância de +/-15% dentro de cada bin. Isto permite aos designers selecionar LEDs com base no nível de brilho necessário para a sua aplicação, garantindo uniformidade visual em produtos que utilizam múltiplos LEDs.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que determina o tom exato de verde, é classificado em três bins: C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) e E (573,5 - 576,5 nm). A tolerância para cada bin é de +/- 1 nm. Este controlo apertado é crucial para aplicações onde a consistência de cor é importante, como em indicadores de estado ou ecrãs a cores completos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica (Fig.1, Fig.5), as suas implicações podem ser discutidas. A relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) é tipicamente exponencial, seguindo a equação do díodo. Os designers devem ter em conta a gama de VF ao projetar circuitos limitadores de corrente. A curva de intensidade luminosa versus corrente direta é geralmente linear dentro da gama de operação, mas saturará a correntes mais elevadas devido a efeitos térmicos. A dependência da temperatura da tensão direta é negativa (VF diminui à medida que a temperatura aumenta), o que é uma característica padrão dos díodos semicondutores. A curva de distribuição espectral mostraria um pico a 574 nm com uma largura de 15 nm a meia altura.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote e Polaridade

O LED apresenta um contorno de pacote padrão EIA. O cátodo é claramente identificado no diagrama da fita e bobina. Desenhos dimensionais precisos são fornecidos na ficha técnica, com todas as medidas em milímetros e uma tolerância geral de ±0,10 mm. O perfil ultra-fino de 0,2mm é uma especificação mecânica chave.

5.2 Design Recomendado da Pasta de Solda

É fornecida uma sugestão de layout da pasta de solda para garantir a formação fiável da junta de solda e o alinhamento adequado durante o refluxo. A recomendação inclui uma espessura máxima do estêncil de 0,08mm para controlar o volume da pasta de solda e evitar pontes ou o efeito "tombstoning" do componente muito pequeno.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho sugerido para processos de solda sem chumbo, em conformidade com os padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento de 150-200°C, um tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos, uma temperatura de pico não superior a 260°C e um tempo acima do líquido (na temperatura de pico) limitado a um máximo de 10 segundos. O perfil é projetado para minimizar o stress térmico no pacote do LED, garantindo ao mesmo tempo o refluxo adequado da solda.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseamento

A descarga eletrostática (ESD) pode danificar o LED. É obrigatório o manuseamento com pulseiras de aterramento e em equipamento devidamente aterrado. Para armazenamento, sacos à prova de humidade não abertos com dessecante devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de HR, com uma vida útil de prateleira de um ano. Uma vez abertos, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de HR e utilizados dentro de uma semana. Se armazenados por mais tempo fora do saco original, devem ser "cozidos" a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o material do pacote ou a lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem padrão é fita de 8mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Cada bobina completa contém 5000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para lotes remanescentes. As especificações da fita e bobina seguem as normas ANSI/EIA 481. A fita tem uma cobertura superior para proteger os componentes, e o número máximo permitido de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED destina-se a equipamentos eletrónicos comuns. O seu perfil fino torna-o ideal para retroiluminação em eletrónica de consumo ultra-fina (smartphones, tablets, portáteis), indicadores de estado em dispositivos portáteis e iluminação de painéis em instrumentação. A sua alta luminosidade e amplo ângulo de visão adequam-no a aplicações que requerem boa visibilidade.

8.2 Considerações de Design

Os designers de circuitos devem implementar uma limitação de corrente adequada, tipicamente usando uma resistência em série, para garantir que a corrente direta não exceda a classificação DC máxima de 30 mA. A variação da tensão direta (2,1V a 2,6V) deve ser considerada no design da fonte de alimentação. Para uniformidade visual em matrizes de múltiplos LEDs, é crucial especificar LEDs do mesmo bin de intensidade e comprimento de onda. O layout do PCB deve seguir as dimensões recomendadas da pasta de solda e as diretrizes do estêncil para garantir uma montagem fiável.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do LTST-C198KGKT reside na sua combinação de extrema finura (0,2mm) e no uso da tecnologia AlInGaP. Em comparação com os LEDs verdes mais antigos de GaP (Fosfeto de Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior e melhor estabilidade térmica. Em comparação com outros LEDs finos, o seu ângulo de visão especificado de 130 graus é notavelmente amplo, proporcionando melhor visibilidade fora do eixo. A sua compatibilidade com o refluxo IR padrão e a embalagem em fita e bobina tornam-no uma solução de substituição direta para produção automática de alto volume, ao contrário de alguns LEDs mais antigos de orifício passante ou colocados manualmente.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3,3V ou 5V?

R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente. A tensão direta é de ~2,6V no máximo. Ligar 3,3V diretamente permitiria que uma corrente excessiva fluísse, potencialmente destruindo o LED. Calcule o valor da resistência usando R = (Vcc - Vf) / If.

P: O que significa a classificação de "Corrente Direta de Pico"?

R: Significa que pode pulsar brevemente o LED com até 80mA para alcançar um brilho instantâneo mais elevado, mas apenas em condições muito específicas: uma largura de pulso de 0,1ms e um ciclo de trabalho de 10% ou menos. Isto não é para operação contínua.

P: Por que é necessário "cozer" os LEDs se forem armazenados fora do saco?

R: O pacote de plástico pode absorver humidade do ar. Durante o aquecimento rápido da soldagem por refluxo, esta humidade pode vaporizar-se de forma explosiva, causando delaminação interna ou fissuras ("efeito pipoca"). A "cozedura" remove esta humidade absorvida.

11. Caso Prático de Design

Considere projetar um indicador de estado para um dispositivo vestível. O dispositivo tem um PCB rígido-flexível com restrições de altura inferiores a 0,3mm na área do indicador. O LTST-C198KGKT, com 0,2mm de espessura, encaixa perfeitamente. É necessário um indicador verde para mostrar "totalmente carregado". O designer seleciona LEDs do bin "P" para intensidade e do bin "D" para comprimento de onda para garantir cor e brilho consistentes em todas as unidades. O LED é acionado a 15 mA (bem abaixo dos 30 mA máximos) através de uma resistência limitadora de corrente a partir da linha da bateria de 3,0V do dispositivo, proporcionando brilho amplo com baixo consumo de energia. O layout do PCB utiliza a geometria de pasta recomendada, e a casa de montagem utiliza o perfil de refluxo fornecido, resultando numa produção fiável e com alto rendimento.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED baseia-se numa junção p-n semicondutora feita de materiais AlInGaP. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, verde por volta de 570 nm. A embalagem ultra-fina é conseguida usando um chip LED de escala de chip com uma quantidade mínima de material de encapsulamento, ao contrário dos LEDs tradicionais com uma lente de plástico moldada.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs indicadores e de retroiluminação continua em direção a uma maior miniaturização, maior eficiência e melhor consistência de cor. As alturas dos pacotes estão a passar de 0,2mm para perfis ainda mais finos. Há um uso crescente de materiais semicondutores avançados como InGaN (para azul/verde/branco) e AlInGaP (para vermelho/laranja/amarelo/verde) para substituir materiais menos eficientes. A integração é outra tendência, com matrizes de múltiplos LEDs ou LEDs combinados com ICs de acionamento em pacotes únicos. Além disso, a busca pela eficiência energética impulsiona classificações mais elevadas de lúmens por watt, reduzindo o consumo de energia nas aplicações finais. Testes automáticos e especificações de binning mais apertadas estão a tornar-se padrão para atender às exigências de ecrãs de alta resolução e aplicações que requerem correspondência precisa de cores.