Ficha Técnica do LED SMD LTST-C171KEKT - Dimensões 3.2x1.6x0.8mm - Tensão Direta 2.4V - Potência 75mW - Cor Vermelha - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C171KEKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) pertencente à categoria de LED chip. A sua principal característica definidora é um perfil ultrabaixo, com uma altura do encapsulamento de apenas 0,8 milímetros. Isto torna-o adequado para aplicações onde as restrições de espaço, particularmente a folga vertical (altura-Z), são críticas. O dispositivo utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) como fonte de luz, que é projetado para produzir emissão de luz vermelha de alta eficiência. O LED é fornecido num formato de encapsulamento padrão compatível com a EIA, montado em fita transportadora de 8mm e enrolado em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando a compatibilidade com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place de alta velocidade utilizados na fabricação eletrónica moderna.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições para operação normal. Para o LTST-C171KEKT, a corrente direta contínua máxima (DC) é especificada como 30 mA a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. O dispositivo pode suportar correntes transitórias mais elevadas em condições de pulso, sendo permitida uma corrente direta de pico de 80 mA com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms. A dissipação de potência máxima é de 75 mW. Um parâmetro térmico crítico é o fator de derating para a corrente direta, que é linear a partir de 50°C a uma taxa de 0,4 mA por °C. Isto significa que a corrente contínua permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura de operação aumenta acima de 50°C para evitar sobreaquecimento. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada sem causar ruptura é de 5 V. O dispositivo é classificado para operação e armazenamento dentro de uma faixa de temperatura de -55°C a +85°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As características típicas de operação são medidas a Ta=25°C. O parâmetro óptico principal, a intensidade luminosa (Iv), tem um valor típico de 54,0 milicandelas (mcd) quando alimentado na condição de teste de 20 mA de corrente direta (IF). É importante notar que esta medição utiliza um sensor e um filtro calibrados para a curva de resposta fotópica do olho da CIE. O ângulo de visão, definido como 2θ1/2 onde a intensidade cai para metade do seu valor no eixo, é um amplo 130 graus, indicando um padrão de emissão difuso e amplo em vez de um feixe estreito. As características espectrais mostram um comprimento de onda de emissão de pico (λP) tipicamente em 632 nm, enquanto o comprimento de onda dominante (λd), que define perceptualmente a cor, é tipicamente 624 nm. A meia-largura da linha espectral (Δλ) é de 20 nm, descrevendo a dispersão dos comprimentos de onda emitidos. Electricamente, a tensão direta (VF) a 20 mA é tipicamente 2,4 V, com um máximo de 2,4 V. A corrente reversa (IR) é muito baixa, com um máximo de 10 μA na polarização reversa total de 5 V. A capacitância do dispositivo (C) é tipicamente 40 pF medida a polarização zero e 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning para categorizar as unidades com base na sua intensidade luminosa medida. Isto garante consistência dentro de um lote de produção para aplicações que requerem uniformidade de brilho. Os códigos de bin para o LTST-C171KEKT são definidos da seguinte forma: O Código de Bin M cobre intensidades de 18,0 a 28,0 mcd, N de 28,0 a 45,0 mcd, P de 45,0 a 71,0 mcd, Q de 71,0 a 112,0 mcd e R de 112,0 a 180,0 mcd, todos medidos a IF=20mA. Uma tolerância de +/-15% é aplicada aos limites de cada bin de intensidade. A ficha técnica não indica binning separado para comprimento de onda dominante ou tensão direta para este número de peça específico, sugerindo um controlo apertado nestes parâmetros ou uma oferta de bin único.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o excerto de texto fornecido faça referência a curvas características típicas na página 6, os gráficos específicos não estão incluídos no texto. Com base no comportamento padrão do LED, seria de esperar ver curvas que ilustram a relação entre a corrente direta (IF) e a intensidade luminosa (Iv), que é geralmente linear na faixa de operação normal. Outra curva crucial descreveria a tensão direta (VF) versus corrente direta (IF), mostrando a característica exponencial I-V do díodo. As curvas de dependência da temperatura também são padrão, mostrando como a intensidade luminosa e a tensão direta mudam com a temperatura ambiente ou de junção, tipicamente mostrando uma diminuição na intensidade e uma ligeira diminuição na VF à medida que a temperatura sobe. Uma curva de distribuição espectral de potência relativa representaria visualmente o pico de emissão em ~632 nm e a meia-largura de 20 nm.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

O LED é embalado numa pegada padrão da indústria para LED chip. A característica mecânica principal é a altura ultra-fina de 0,80 mm. São referenciados desenhos dimensionais detalhados do encapsulamento, especificando o comprimento, largura, espaçamento dos terminais e outras tolerâncias mecânicas críticas, que são tipicamente ±0,10 mm. O dispositivo é projetado para embalagem em fita e bobina compatível com montagem automatizada. As especificações da bobina seguem as normas ANSI/EIA 481-1-A-1994. Uma bobina de 7 polegadas de diâmetro contém 3000 peças. A fita tem bolsas seladas com uma fita de cobertura. As diretrizes especificam um máximo de dois componentes em falta consecutivos (bolsas vazias) e uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para bobinas restantes. São também fornecidas as dimensões sugeridas para o layout das pastilhas de solda para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica durante e após o processo de refluxo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O dispositivo é compatível com processos de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR) e por fase de vapor, o que é essencial para montagem sem chumbo (Pb-free). São fornecidos limites específicos para as condições de soldagem. Para soldagem por onda, é especificada uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos. Para refluxo por infravermelhos, é permitido o mesmo pico de 260°C durante 5 segundos. Para refluxo por fase de vapor, a condição é de 215°C por até 3 minutos. A ficha técnica inclui perfis de temperatura de refluxo sugeridos para processos normais (estanho-chumbo) e sem chumbo. A recomendação do perfil sem chumbo afirma explicitamente que é para uso com pasta de solda SnAgCu (Estanho-Prata-Cobre). Recomendações gerais adicionais de soldagem são listadas na secção de precauções, incluindo parâmetros de pré-aquecimento e temperatura máxima do ferro de soldar (300°C por 3 segundos no máximo, uma única vez).

7. Recomendações de Aplicação

Este LED é projetado para aplicações em equipamentos eletrónicos de uso geral, como equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos. Uma consideração crítica de projeto é que os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao alimentar múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar uma resistência limitadora de corrente em série com cada LED individual (Modelo de Circuito A). Alimentar múltiplos LEDs em paralelo diretamente de uma fonte de tensão sem resistências individuais (Modelo de Circuito B) é desencorajado, pois ligeiras variações nas características de tensão direta (Vf) entre LEDs individuais podem causar diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho percebido. O amplo ângulo de visão de 130 graus torna-o adequado para indicadores de estado, retroiluminação de ícones ou iluminação geral onde se deseja uma cobertura angular ampla.

8. Manuseamento, Armazenamento e Precauções

São fornecidas instruções abrangentes de manuseamento para garantir a fiabilidade. Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C e 60% de humidade relativa. Se os LEDs forem removidos da sua embalagem original de barreira à humidade, recomenda-se completar o processo de soldagem por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias). Para armazenamento mais longo fora do saco original, é aconselhado o armazenamento num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto. Se o armazenamento exceder 672 horas, recomenda-se um bake-out a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo. Para limpeza, apenas devem ser usados solventes à base de álcool como álcool isopropílico ou etílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento. Precauções robustas contra Descarga Eletrostática (ESD) são obrigatórias, pois o dispositivo é sensível. As recomendações incluem o uso de pulseiras aterradas, aterrar todo o equipamento e superfícies de trabalho, e empregar ionizadores para neutralizar a carga estática. Danos por ESD podem manifestar-se como corrente de fuga reversa elevada, tensão direta baixa ou falha em iluminar a baixas correntes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do LTST-C171KEKT é o seu perfil de 0,8 mm, que é excecionalmente baixo para um LED chip. Comparado com LEDs chip padrão de 1,0 mm ou 1,2 mm de altura, isto permite o design em produtos finais mais finos. O uso da tecnologia AlInGaP proporciona alta eficiência luminosa para luz vermelha, tipicamente oferecendo melhor desempenho e estabilidade do que tecnologias mais antigas como o GaAsP. O amplo ângulo de visão de 130 graus é outra característica chave, fornecendo uma emissão de luz muito ampla e uniforme em comparação com LEDs com ângulos de visão mais estreitos, que são mais adequados para aplicações de feixe focalizado. A sua compatibilidade com o refluxo padrão IR/fase de vapor e embalagem em fita e bobina torna-o um componente de substituição direta para linhas de tecnologia de montagem em superfície (SMT) automatizadas de alto volume.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a principal vantagem da altura de 0,8mm?

R: Permite a integração em dispositivos eletrónicos extremamente finos, como smartphones modernos, tablets, laptops ultra-finos e tecnologia vestível, onde o espaço interno é precioso.



P: Posso alimentar este LED diretamente a partir de uma fonte lógica de 3,3V ou 5V?

R: Não. Um LED deve ser alimentado por uma fonte limitada em corrente. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, destruindo o dispositivo. Use sempre uma resistência em série ou um circuito driver de corrente constante.



P: Por que é necessária uma resistência em série para cada LED em paralelo?

R: A tensão direta (Vf) dos LEDs tem uma tolerância de fabrico. Sem resistências individuais, os LEDs com um Vf ligeiramente mais baixo irão drenar uma corrente desproporcionalmente maior, tornando-se mais brilhantes e potencialmente sobreaquecendo, enquanto aqueles com um Vf mais alto serão mais fracos. A resistência ajuda a equalizar a corrente.



P: Este LED é adequado para aplicações externas?

R: A faixa de temperatura de operação é de -55°C a +85°C, o que cobre a maioria das condições externas. No entanto, a fiabilidade a longo prazo em ambientes externos também depende de fatores como exposição aos UV e vedação à humidade da montagem final do produto, que não são especificados para o componente sozinho.



P: O que significa lente "Water Clear"?

R: Indica que o material da lente é transparente e incolor. Isto permite que a cor nativa do chip AlInGaP (vermelho) seja emitida sem qualquer tonalização ou difusão da própria lente, resultando numa cor saturada.

11. Estudo de Caso de Design e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede fino.

O design requer múltiplos LEDs de estado vermelhos (para energia, internet, Wi-Fi, etc.) a serem colocados num painel frontal com profundidade limitada atrás do revestimento. Usar LEDs tradicionais de 1,2mm de altura forçaria um invólucro de produto mais espesso ou um design complexo de PCB em degraus. Ao selecionar o LTST-C171KEKT com a sua altura de 0,8mm, a PCB pode ser colocada mais perto do painel frontal, economizando 0,4mm de espaço vertical por localização de LED. Isto permite um design de router mais elegante e compacto. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante que as luzes indicadoras sejam claramente visíveis a partir de uma ampla gama de posições de visualização numa sala. O designer implementa o Modelo de Circuito A, usando uma única resistência limitadora de corrente para cada LED conectado em paralelo a um rail de 3,3V no microcontrolador da placa, garantindo que todos os indicadores tenham brilho uniforme. O layout da PCB segue as dimensões sugeridas para as pastilhas de solda da ficha técnica para garantir juntas de solda fiáveis durante o processo de refluxo sem chumbo especificado para a montagem da placa principal.

12. Princípio de Operação

A emissão de luz neste LED baseia-se no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. A região ativa é composta por Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), um material semicondutor de banda proibida direta. Quando uma tensão de polarização direta que excede a energia da banda proibida do material é aplicada, os eletrões são injetados da região do tipo n e as lacunas da região do tipo p para a região ativa. Estes portadores de carga recombinam-se de forma radiante; isto é, quando um eletrão se recombina com uma lacuna, liberta energia na forma de um fotão. O comprimento de onda (cor) do fotão emitido é determinado pela energia da banda proibida do material AlInGaP, que é projetado para produzir fotões na porção vermelha do espectro visível (cerca de 624-632 nm). A lente epóxi "water clear" encapsula o chip semicondutor, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz (resultando no ângulo de visão de 130 graus) e melhorando a extração de luz do chip.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs chip ultra-finos como o LTST-C171KEKT é impulsionado pela tendência contínua de miniaturização e redução de espessura em eletrónica de consumo, interiores automóveis e dispositivos vestíveis. A mudança para o AlInGaP a partir de materiais mais antigos como o GaAsP oferece maior eficiência, significando mais saída de luz (lúmens) por unidade de potência elétrica de entrada (watts), contribuindo para melhor eficiência energética nos produtos finais. Na fabricação, a compatibilidade com perfis de refluxo de alta temperatura sem chumbo (Pb-free) é agora um requisito padrão devido a regulamentações ambientais globais (ex., RoHS). A indústria continua a pressionar por maior brilho em encapsulamentos mais pequenos, melhor consistência de cor através de binning mais apertado e maior fiabilidade em condições adversas como alta temperatura e humidade. Além disso, a integração de múltiplos chips LED (RGB) num único encapsulamento ultra-fino para aplicações a cores completas é uma área de desenvolvimento ativo.