Ficha Técnica do LED SMD LTST-C193KRKT-5A - Dimensões 1.6x0.8x0.35mm - Tensão Direta 1.7-2.3V - Cor Vermelha - Potência 50mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas do LTST-C193KRKT-5A, um LED chip SMD ultra-fino projetado para aplicações eletrónicas modernas com restrições de espaço. O dispositivo utiliza um material semicondutor avançado de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma saída de luz vermelha de alta luminosidade. Os seus principais objetivos de design são a miniaturização, a compatibilidade com processos de montagem automatizados e o desempenho confiável em condições operacionais padrão. O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas, facilitando a fabricação em volume com máquinas pick-and-place.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

O desempenho do LTST-C193KRKT-5A é definido por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos, ópticos e térmicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):50 mW. Esta é a potência total máxima que o invólucro pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):40 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0.1ms.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação em CC.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O dispositivo é funcional dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Reflow Infravermelho:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos, compatível com processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros definem a saída de luz e o comportamento elétrico em condições operacionais típicas (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 7.1 mcd a um máximo de 45.0 mcd. O valor real é determinado pelo código de bin (ver Secção 3). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica (CIE) do olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este ângulo de visão amplo indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase-Lambertiano, adequado para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um feixe focalizado.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):639 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):631 nm. Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este comprimento de onda único representa melhor a cor percebida (vermelha) do LED.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto indica a pureza espectral; uma largura mais estreita indicaria uma fonte de luz mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 1.70 V a 2.30 V a 5mA. A faixa específica é definida pelo código de bin de tensão direta.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave de desempenho. O LTST-C193KRKT-5A utiliza um sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta

As unidades são classificadas com base na sua queda de tensão direta a uma corrente de teste de 5mA. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com características elétricas semelhantes para uniformidade de brilho quando acionados por uma fonte de tensão constante ou para simplificar os cálculos do resistor limitador de corrente.

• Código de Bin E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• Código de Bin E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• Código de Bin E4: V_F= 2.10V - 2.30V
• Tolerância dentro de cada bin é de ±0.1V.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

Este é o parâmetro de binning primário, categorizando os LEDs pela sua saída de luz a 5mA. Os projetistas podem escolher um bin para atender a requisitos específicos de brilho.

• Código de Bin K: I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• Código de Bin L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• Código de Bin M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Código de Bin N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Tolerância dentro de cada bin é de ±15%.

Um número de peça completo normalmente inclui estes códigos de bin para especificar o grau exato de desempenho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas podem ser descritas:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):O material AlInGaP exibe uma tensão de limiar característica em torno de 1.7-2.3V, após a qual a corrente aumenta exponencialmente com a tensão. Um driver de corrente constante é essencial para uma saída luminosa estável.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:A intensidade geralmente aumenta linearmente com a corrente na faixa operacional recomendada (até 20mA). Exceder a corrente máxima leva à queda de eficiência e degradação acelerada.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Como todos os LEDs, a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Um gerenciamento térmico adequado no projeto da PCB é crucial para manter o brilho consistente e a longevidade.
• Distribuição Espectral:O espectro de emissão está centrado em torno de 639 nm (pico) com uma largura a meia altura típica de 20 nm, característica dos LEDs vermelhos AlInGaP, que oferecem alta eficiência e boa saturação de cor.

5. Informações Mecânicas e do Invólucro

5.1 Dimensões do Invólucro

O LTST-C193KRKT-5A apresenta um invólucro extra-fino de escala de chip.

• Altura do Invólucro (H):0.35 mm máximo. Este perfil ultra-baixo é crítico para aplicações em dispositivos finos como smartphones, tablets e displays ultra-finos.
• Footprint:O invólucro está em conformidade com as dimensões padrão EIA (Electronic Industries Alliance) para LEDs chip, garantindo compatibilidade com padrões de land pattern de PCB e sistemas de inspeção óptica automatizada (AOI).

5.2 Identificação de Polaridade e Design do Pad

A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado. A polaridade é tipicamente indicada por uma marcação no topo do invólucro ou por um design de pad assimétrico (o pad do cátodo pode ser maior ou ter uma forma única). Um layout sugerido para o solder pad é fornecido para garantir a formação confiável da junta de solda e o alinhamento adequado durante o reflow. A espessura recomendada do estêncil para aplicação da pasta de solda é de no máximo 0.10mm.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O LED é compatível com processos de soldagem por reflow infravermelho (IR), especificamente aqueles projetados para pasta de solda sem chumbo (Pb-free). Um perfil sugerido é fornecido, que geralmente segue os padrões JEDEC:

• Pré-aquecimento:Rampa da temperatura ambiente para 150-200°C.
• Tempo de Soak/Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos para ativar o fluxo e homogeneizar a temperatura da placa.
• Reflow (Líquidus):A temperatura de pico não deve exceder 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):A duração na ou acima do ponto de fusão da solda deve ser controlada, com um máximo de 10 segundos na temperatura de pico.
• Número de Ciclos de Reflow:Máximo de duas vezes.

Como os perfis térmicos dependem do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno, o perfil fornecido deve ser usado como referência, e a caracterização ao nível da placa é recomendada.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por pad.
• Número de Vezes:Apenas uma vez. O aquecimento repetido pode danificar o LED ou a junta de solda.

6.3 Limpeza

Apenas agentes de limpeza especificados devem ser usados. Produtos químicos não especificados podem danificar o invólucro de plástico.

• Agentes Recomendados:Álcool etílico ou álcool isopropílico.
• Procedimento:Imersão do LED à temperatura ambiente por menos de um minuto, se a limpeza for necessária após a soldagem.

6.4 Armazenamento e Manuseio

• Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática):Os LEDs são sensíveis à ESD. Use pulseiras antiestáticas, tapetes antiestáticos e equipamentos devidamente aterrados durante o manuseio.
• Sensibilidade à Umidade:O invólucro é sensível à umidade.
  • Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. Usar dentro de um ano.
  • Embalagem Aberta:Para componentes removidos do saco à prova de umidade, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% UR. Recomenda-se completar o reflow IR dentro de 672 horas (28 dias).
  • Armazenamento Prolongado/"Baking":Se exposto por mais de 672 horas, é necessário um "bake" a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para evitar o "efeito pipoca" ("popcorning") durante o reflow.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O produto é fornecido para montagem automatizada.

• Largura da Fita Portadora:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas.
• Quantidade por Bobina:5000 peças.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme com as especificações ANSI/EIA-481. Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura.
• Qualidade:O número máximo de componentes ausentes consecutivos na fita é de dois.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O perfil ultra-fino e a alta luminosidade tornam este LED adequado para:

• Retroiluminação:Retroiluminação de teclado, ícone ou pequeno display em telemóveis, comandos à distância e eletrónicos de consumo portáteis.
• Indicadores de Estado:Indicadores de energia, carga, conectividade e estado operacional numa vasta gama de dispositivos.
• Indicadores de Painel:Iluminação de botões, interruptores e símbolos em painéis de controlo.
• Eletrónicos de Consumo:Iluminação geral e sinalização em eletrodomésticos, equipamentos de escritório e dispositivos de comunicação.

Nota Importante:A ficha técnica especifica que estes LEDs são destinados a equipamentos eletrónicos comuns. Para aplicações que requerem confiabilidade excecional onde uma falha pode colocar em risco a vida ou a saúde (aviação, médicos, sistemas de segurança), é necessária consulta com o fabricante antes da integração no projeto.

8.2 Método de Acionamento e Projeto do Circuito

Um LED é um dispositivo operado por corrente. Para garantir intensidade luminosa uniforme e prevenir danos, deve ser acionado por uma corrente controlada, não por uma tensão.

• Acionamento por Corrente Constante:O método preferido. Use um CI driver de LED dedicado ou um circuito limitador de corrente simples.
• Resistor Limitador de Corrente:Ao usar uma fonte de tensão (V_CC), um resistor em série (R_S) é obrigatório. Calcule-o usando a Lei de Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo do bin para garantir que I_Fnão exceda o limite mesmo com variação entre unidades.
• Dimming por PWM:Para controlo de brilho, a Modulação por Largura de Pulso (PWM) é eficaz. Certifique-se de que a frequência é suficientemente alta para evitar cintilação visível (tipicamente >100Hz).

8.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (50mW máx.), um projeto térmico adequado prolonga a vida útil e mantém a estabilidade da cor.

• Layout da PCB:Use pads de alívio térmico conectados a um "copper pour" para ajudar a dissipar o calor.
• Evitar Sobrecorrente:Operar na ou perto da corrente CC máxima (20mA) gerará mais calor. A redução da corrente operacional (ex., para 10-15mA) melhora significativamente a longevidade e a confiabilidade.

9. Visão Geral da Tecnologia e do Material

9.1 Tecnologia de Semicondutor AlInGaP

O LTST-C193KRKT-5A usa um chip de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Este sistema de material é reconhecido por produzir LEDs de alta eficiência nas faixas de comprimento de onda âmbar, vermelho e laranja. Comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP, o AlInGaP oferece eficácia luminosa significativamente maior (mais saída de luz por watt elétrico), melhor estabilidade térmica e confiabilidade de longo prazo superior. O material da lente "água clara" permite que a verdadeira cor do chip seja vista, resultando numa aparência vermelha saturada.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda único onde o LED emite a maior potência óptica. É uma medição física do espectro.
Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Um valor calculado a partir das coordenadas de cor CIE que representa a cor percebida. Para uma fonte monocromática, são idênticos. Para LEDs com uma largura espectral, λ_dé o que o olho humano percebe como a cor, e é o parâmetro padrão usado para o binning de cor.

10.2 Posso usar uma fonte de 3.3V para acionar este LED diretamente?

Não, não deve conectá-lo diretamente.Com um V_Ftípico de ~2.0V, conectá-lo a 3.3V sem um resistor limitador de corrente faria com que uma corrente excessiva fluísse, destruindo o LED quase instantaneamente. Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante.

10.3 Por que há um prazo de 672 horas (28 dias) após a abertura do saco?

O invólucro de plástico do LED absorve humidade do ar. Durante o processo de soldagem por reflow de alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o invólucro ("efeito pipoca" ou "popcorning"). O limite de 672 horas é o tempo que o componente pode ser exposto às condições ambientais da fábrica (≤30°C/60% UR) antes deste risco se tornar inaceitável. Além deste tempo, é necessário "baking" para remover a humidade.

10.4 Como seleciono o Código de Bin correto?

A seleção depende dos requisitos da sua aplicação:

• Para brilho uniforme numa matriz:Especifique o mesmo Bin de Intensidade Luminosa (K, L, M, N) para todas as unidades. Pode também querer especificar o mesmo Bin de Tensão Direta (E2, E3, E4) se usar um esquema de acionamento por resistor simples.
• Para aplicações sensíveis ao custo:Um bin mais amplo (ex., K-N) pode ser aceitável e mais barato.
• Para requisitos de cor precisos:Certifique-se de que a especificação do Comprimento de Onda Dominante atende às suas necessidades. A ficha técnica fornece um valor típico; para aplicações críticas de cor, consulte o fabricante para obter informações detalhadas de binning de cromaticidade.