Ficha Técnica do LED SMD LTW-C193DS5 - 0.35mm de Espessura - 3.15V Máx. - 70mW - Branco - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) ultra-fino. O componente é projetado para aplicações que requerem um fator de forma compacto e uma saída de luz branca de alto brilho. Sua construção primária utiliza tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), conhecida pela geração eficiente de luz branca. O pacote é excepcionalmente fino, tornando-o adequado para projetos com espaço limitado em eletrônicos modernos.

As principais vantagens deste LED incluem sua conformidade com regulamentações ambientais, compatibilidade com processos de montagem automatizados e adequação para técnicas padrão de soldagem por refluxo infravermelho. Isso o torna uma escolha ideal para fabricação em grande volume. O mercado-alvo abrange uma ampla gama de eletrônicos de consumo e industriais onde luzes indicadoras, retroiluminação ou iluminação geral são necessárias em uma pegada mínima.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):70 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o LED pode dissipar como calor sem degradar o desempenho ou causar falha. Exceder este limite arrisca fuga térmica.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Esta é a corrente instantânea máxima permitida sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms). É significativamente maior do que a classificação de corrente contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável de longo prazo. Os projetistas normalmente devem operar abaixo deste valor.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +80°C. O dispositivo tem seu funcionamento garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-55°C a +105°C. O dispositivo pode ser armazenado sem energia aplicada dentro desta faixa de temperatura mais ampla.
• Condição de Soldagem Infravermelha:260°C por 10 segundos. Isto define o pico de temperatura e o perfil de tempo que o pacote pode suportar durante a soldagem por refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente padrão de 25°C e definem o desempenho do dispositivo sob condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de 45.0 mcd (mínimo) a 180.0 mcd (típico) a uma corrente de teste (I_F) de 5 mA. Isto mede o brilho percebido da luz emitida pelo olho humano, usando um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor máximo (no eixo). Um ângulo de visão amplo como este indica um padrão de emissão mais difuso, semelhante a Lambertiano, adequado para iluminação de área.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Valores típicos são x=0.294, y=0.286 a I_F= 5mA. Estas coordenadas plotam a cor da luz branca no diagrama de cromaticidade CIE 1931, definindo seu matiz específico ou "brancura". Uma tolerância de ±0.01 aplica-se a estas coordenadas.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2.70 V (mínimo) a 3.15 V (máximo) a I_F= 5mA. Esta é a queda de tensão através do LED quando conduz corrente. É um parâmetro crítico para o projeto do circuito de acionamento (ex.: cálculo do resistor limitador de corrente).
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máximo) a uma Tensão Reversa (V_R) de 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa. Aplicar tensão reversa no circuito pode causar falha imediata.

Notas Importantes:A ficha técnica enfatiza a sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD). O manuseio adequado com pulseiras aterradas e equipamentos aterrados é obrigatório. O testador especificado para cromaticidade e intensidade luminosa é um instrumento CAS140B.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite que os projetistas selecionem componentes com características rigidamente controladas.

3.1 Classificação por Tensão Direta (V_F)

Os LEDs são categorizados em três bins com base em sua tensão direta a 5mA:

- Bin A:2.70V - 2.85V

- Bin B:2.85V - 3.00V

- Bin C:3.00V - 3.15V

A tolerância em cada bin é de ±0.1V. Selecionar um bin específico garante uniformidade de brilho e consumo de corrente em arranjos paralelos.

3.2 Classificação por Intensidade Luminosa (I_V)

Os LEDs são classificados em três bins de brilho a 5mA:

- Bin P:45.0 mcd - 71.0 mcd

- Bin Q:71.0 mcd - 112.0 mcd

- Bin R:112.0 mcd - 180.0 mcd

A tolerância em cada bin é de ±15%. Isto permite a seleção com base nos níveis de brilho necessários.

3.3 Classificação por Matiz (Cor)

O ponto de cor branco é controlado com precisão usando seis bins (S1 a S6) definidos por quadriláteros no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Cada bin especifica uma pequena região de pares de coordenadas x e y permitidos. O valor típico (x=0.294, y=0.286) cai dentro das regiões S1 e S3. Uma tolerância de ±0.01 aplica-se às coordenadas. Esta classificação é crucial para aplicações que requerem cor branca consistente em múltiplos LEDs, como retroiluminação de displays.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.6 para ângulo de visão), os dados fornecidos permitem uma análise conceitual das principais relações.

• Corrente vs. Intensidade Luminosa (Curva I-I_V):A intensidade luminosa é diretamente proporcional à corrente direta, tipicamente seguindo uma relação quase linear em correntes mais baixas antes de saturar em correntes mais altas. Operar no ponto de teste recomendado de 5mA garante um controle de brilho linear e previsível.
• Corrente vs. Tensão Direta (Curva I-V):A característica I-V de um LED é exponencial. A faixa V_Fespecificada a 5mA é crítica. Um pequeno aumento na tensão pode levar a um grande aumento na corrente, razão pela qual drivers de corrente constante são preferidos em relação a fontes de tensão constante.
• Dependência da Temperatura:A intensidade luminosa dos LEDs InGaN tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção (extinção térmica). A faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C deve ser considerada, pois a saída e a cor podem mudar em temperaturas extremas. O gerenciamento térmico adequado da PCB é essencial para manter o desempenho.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta um contorno de pacote padrão da indústria EIA. A característica principal é seu perfil super fino de 0.35 mm. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.10 mm, salvo indicação em contrário. Desenhos dimensionados detalhados estão incluídos na ficha técnica para o projeto da pegada da PCB.

5.2 Layout dos Terminais de Soldagem

As dimensões recomendadas para os terminais de soldagem são fornecidas para garantir a formação confiável da junta de solda e o alinhamento adequado durante o refluxo. Uma nota sugere uma espessura máxima de estêncil de 0.10mm para aplicação da pasta de solda, o que é crítico para controlar o volume de solda em um componente tão pequeno.

5.3 Identificação da Polaridade

A ficha técnica inclui marcações ou diagramas para identificar os terminais do ânodo e do cátodo. A polaridade correta é essencial para a operação do dispositivo. Aplicar polaridade reversa pode destruir instantaneamente o LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

Um perfil detalhado de soldagem por refluxo infravermelho (IR) é recomendado, baseado nos padrões JEDEC:

- Pré-aquecimento:150–200°C

- Tempo de Pré-aquecimento:120 segundos no máximo

- Temperatura de Pico:260°C no máximo

- Tempo Acima do Líquidus:10 segundos no máximo (recomendado para um máximo de dois ciclos de refluxo)

Estes parâmetros são projetados para derreter adequadamente a pasta de solda sem submeter o pacote do LED a estresse térmico excessivo.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, cuidado extremo é exigido:

- Temperatura do Ferro:300°C no máximo

- Tempo de Contato:3 segundos no máximo por terminal

- Limite:Apenas um ciclo de soldagem

O calor prolongado de um ferro de soldar pode facilmente danificar o chip semicondutor ou o pacote plástico.

6.3 Condições de Armazenamento e Manuseio

• Pacote Selado:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. Usar dentro de um ano após abrir a bolsa de barreira de umidade.
• Pacote Aberto:Para componentes removidos de sua embalagem seca, o ambiente não deve exceder 30°C / 60% UR. É recomendado completar o refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias).
• Armazenamento Prolongado:Componentes expostos além de 672 horas devem ser pré-aquecidos ("baked") a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.4 Limpeza

Apenas agentes de limpeza especificados devem ser usados. Os solventes recomendados são álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O LED deve ser imerso por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o material do pacote ou a lente óptica.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora padrão da indústria de 8mm enrolada em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Esta embalagem é compatível com máquinas automáticas de pick-and-place.

• Quantidade por Bobina:5000 peças por bobina completa.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Qualidade:A fita possui uma cobertura superior, e o número máximo de componentes ausentes consecutivos (bolsos vazios) é de dois, de acordo com os padrões ANSI/EIA 481-1-A-1994.

7.2 Interpretação do Número da Peça

O número da peça LTW-C193DS5 contém informações codificadas:

- LTW:Provavelmente denota a série do produto (Lite-On White).

- C193:Identificador específico do dispositivo dentro da série.

- DS5:Pode indicar o tipo de pacote, código de bin ou outras informações de variante. A divisão exata deve ser confirmada com o guia completo de numeração de peças do fabricante.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Status:Luzes de energia, conectividade ou atividade em eletrônicos de consumo (roteadores, TVs, eletrodomésticos).
• Retroiluminação:Iluminação lateral para pequenos displays LCD, iluminação de teclado.
• Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque em dispositivos de perfil fino.
• Sinalização Geral:Iluminação de baixo nível onde o espaço é limitado.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (3.15V) para garantir que a corrente não exceda os limites mesmo com um V_F device.
• baixo.Gerenciamento Térmico:
• Embora a dissipação de potência seja baixa (70mW), garanta que a PCB forneça alívio térmico adequado, especialmente se múltiplos LEDs forem usados ou se as temperaturas ambientes forem altas. Terminais de cobre e vias térmicas podem ajudar.Proteção contra ESD:
• Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas de sinal conectadas ao LED, ou garanta que o circuito de acionamento tenha proteção inerente. Siga protocolos rigorosos de ESD durante o manuseio e montagem.Projeto Óptico:

Considere o ângulo de visão de 130 graus. Para luz focada, uma óptica secundária (lente) pode ser necessária. A lente amarela do pacote ajuda a difundir a luz e alcançar as coordenadas de cor especificadas.

9. Comparação e Diferenciação TécnicaComparado aos LEDs SMD padrão (ex.: pacotes 0603, 0805), o principal diferencial deste dispositivo é suaespessura de 0.35mm. Isto é significativamente mais fino do que os pacotes convencionais, permitindo projetos em produtos ultra finos. O uso datecnologia InGaNpara luz branca oferece vantagens em eficiência e estabilidade de cor em relação a tecnologias mais antigas, como LEDs azuis convertidos por fósforo com estruturas diferentes. Sua compatibilidade comprocessos padrão de refluxo IReembalagem automatizada em fita e bobina

alinha-o com as modernas linhas de montagem SMT de alto volume, reduzindo a complexidade de fabricação em comparação com componentes de orifício passante ou colocados manualmente.

1. 10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)
   
   P: Posso acionar este LED diretamente de uma fonte de 5V?_FR: Não. Com um V_Ftípico de ~3V, conectá-lo diretamente a 5V causaria corrente excessiva e falha imediata. Você deve usar um resistor limitador de corrente. Por exemplo, visando I
2. =5mA: R = (5V - 3.15V) / 0.005A = 370Ω. Use o próximo valor padrão, ex.: 390Ω.
   
   P: Qual é a diferença entre Corrente Direta de Pico e Corrente Direta Contínua?
3. R: Corrente Direta Contínua (20mA) é para operação contínua. Corrente Direta de Pico (100mA) é uma classificação de curta duração e pulsada usada para multiplexação ou teste. Operar continuamente a 100mA destruirá o LED.
   
   P: Por que a condição de armazenamento para pacotes abertos é tão rigorosa (672 horas)?
4. R: Os pacotes SMD podem absorver umidade do ar. Durante o alto calor da soldagem por refluxo, esta umidade pode vaporizar rapidamente, causando delaminação interna ou rachaduras ("efeito pipoca"). O limite de 672 horas e o procedimento de pré-aquecimento mitigam este risco.
   
   P: Como interpreto os códigos de Matiz (S1-S6)?

R: Estes códigos definem uma pequena área no gráfico de cores CIE. Para cor consistente em um painel, especifique e use LEDs do mesmo bin de Matiz. Misturar bins pode resultar em tons de branco visivelmente diferentes.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um painel de indicador de status para um dispositivo vestível.

O dispositivo requer quatro LEDs brancos para indicar o nível da bateria. O espaço é extremamente limitado, com uma altura máxima de componente de 0.5mm.Solução:

O LTW-C193DS5 com 0.35mm de espessura é selecionado. Para garantir brilho uniforme, todos os quatro LEDs são especificados do mesmo bin de Intensidade Luminosa (ex.: Bin Q). Para garantir cor branca idêntica, eles também são especificados do mesmo bin de Matiz (ex.: S3). O circuito de acionamento usa um pino GPIO de microcontrolador com um resistor de 390Ω em série por LED (calculado para uma fonte de 3.3V). O layout da PCB inclui terminais de alívio térmico conectados a um pequeno plano de terra para dissipação de calor. Os LEDs são colocados após todos os outros passos de refluxo para minimizar a exposição térmica, aderindo à regra das 672 horas após a abertura da bolsa.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED gera luz branca usando um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Os materiais InGaN são capazes de emitir luz no espectro do azul ao ultravioleta. Para produzir luz branca, o método principal envolve combinar um chip InGaN emissor de azul com um revestimento de fósforo amarelo (granada de ítrio e alumínio dopada com cério, ou YAG:Ce). A luz azul do chip excita o fósforo, que então emite luz amarela. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela gerada é percebida pelo olho humano como branca. Isto é conhecido como LED branco convertido por fósforo. A mistura específica de fósforo determina a temperatura de cor correlacionada (CCT) e as coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE.

13. Tendências e Desenvolvimentos da IndústriaA tendência em LEDs de iluminação indicadora e miniatura continua em direção amaior eficiência(mais lúmens por watt),fatores de forma menores(pegada e espessura reduzidas), ereprodução de cor melhorada(maior CRI - Índice de Reprodução de Cor, embora não especificado para este LED do tipo indicador). Há também um forte impulso paramaior confiabilidadeevida útil mais longa