Ficha Técnica do LED SMD LTW-C191TLA - Altura 0,55mm - Tensão Direta 3,4V - Cor Branca - Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C191TLA é um LED de montagem superficial (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem fatores de forma compactos e alto brilho. Este produto pertence à categoria de LEDs chip ultra-finos, apresentando um perfil notavelmente baixo de 0,55mm. Utiliza tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz branca, oferecendo um equilíbrio entre desempenho e miniaturização adequado para projetos com espaço limitado.

As principais vantagens deste LED incluem a sua conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o um "Produto Verde" amigo do ambiente. O seu perfil superfino permite a integração em eletrónicos de consumo cada vez mais finos, retroiluminação de displays e aplicações de indicadores. O pacote é fornecido em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade, comuns na fabricação em volume. Além disso, é projetado para suportar processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), facilitando a fixação confiável na PCB.

O mercado-alvo abrange uma ampla gama de indústrias, incluindo eletrónicos de consumo (ex.: smartphones, tablets, wearables), iluminação interior automotiva, sinalização geral e indicadores de painéis de controlo, onde fontes de luz confiáveis, brilhantes e compactas são essenciais.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. Os valores-chave são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):70 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o LED pode dissipar como calor sem degradação.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta é a corrente instantânea máxima permitida, tipicamente em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). É significativamente superior à classificação de corrente contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável a longo prazo.
• Fator de Derating:0,25 mA/°C. Para temperaturas ambientes acima de 25°C, a corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida linearmente por este fator para evitar sobreaquecimento.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode danificar a junção do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. A faixa de temperatura ambiente dentro da qual o LED é projetado para funcionar corretamente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C. A faixa de temperatura para armazenamento não operacional.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:260°C por 10 segundos. A temperatura de pico e o tempo máximos recomendados para o perfil de refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho do LED em condições operacionais típicas (Ta=25°C, I_F=10mA).

• Intensidade Luminosa (I_V):112,0 - 300,0 mcd (milicandela). Esta é uma medida do brilho percebido do LED pelo olho humano. A ampla faixa indica que é utilizado um sistema de classificação (ver Secção 3). A medição segue a curva de resposta do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor máximo (no eixo). Um ângulo de 130 graus indica um padrão de emissão de luz amplo e difuso.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):x=0,31, y=0,32. Estas coordenadas no diagrama de cromaticidade CIE 1931 definem o ponto branco (cor) da luz emitida. Aplica-se uma tolerância de ±0,01.
• Tensão Direta (V_F):2,80 - 3,40 V. A queda de tensão no LED quando alimentado a 10mA. Esta faixa também está sujeita a classificação.
• Corrente Reversa (I_R):10 µA (máx.). A pequena corrente de fuga que flui quando a tensão reversa máxima (5V) é aplicada.

Cuidado com Descarga Eletrostática (ESD):O LED é sensível à eletricidade estática e a surtos de tensão. Procedimentos adequados de manuseio ESD, incluindo o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e aterramento de equipamentos, são obrigatórios durante o manuseio e montagem para evitar falhas latentes ou catastróficas.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir desempenho consistente na produção, os LEDs são classificados em "bins" com base em parâmetros-chave. O LTW-C191TLA utiliza um sistema de classificação tridimensional.

3.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Os LEDs são categorizados pela sua queda de tensão direta a 10mA. Isto ajuda a projetar circuitos de acionamento de corrente consistentes, especialmente quando vários LEDs são usados em série.

• Bin 2: V_F= 2,8V a 3,0V
• Bin 3: V_F= 3,0V a 3,2V
• Bin 4: V_F= 3,2V a 3,4V

A tolerância em cada bin é de ±0,1V.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Os LEDs são classificados pelo seu brilho de saída. O código do bin está marcado na embalagem.

• Bin R1:112 mcd a 146 mcd
• Bin R2:146 mcd a 180 mcd
• Bin S1:180 mcd a 240 mcd
• Bin S2:240 mcd a 300 mcd

A tolerância em cada bin é de ±15%.

3.3 Classificação da Matiz (Cor)

Os LEDs brancos podem ter ligeiras variações na temperatura de cor (branco quente, branco frio, etc.). Isto é definido pelas coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931. A ficha técnica define vários bins de matiz (A0, B3, B4, B5, B6, C0) com limites de coordenadas específicos. Uma representação gráfica no diagrama de cromaticidade mostra as áreas cobertas por estes bins. A tolerância para a matiz é de ±0,01 em ambas as coordenadas x e y. Esta classificação é crucial para aplicações que requerem aparência de cor uniforme em vários LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.6 para ângulo de visão, Fig.1 para cromaticidade), tendências típicas de desempenho podem ser inferidas a partir dos parâmetros.

• Corrente vs. Intensidade Luminosa (Curva I-V):Para LEDs InGaN, a intensidade luminosa geralmente aumenta com a corrente direta, mas não linearmente. Operar acima da corrente contínua recomendada (20mA) pode levar a um aumento da queda de eficiência, maior temperatura de junção e redução da vida útil.
• Dependência da Temperatura:A saída luminosa e a tensão direta dos LEDs são sensíveis à temperatura. À medida que a temperatura de junção aumenta, a intensidade luminosa tipicamente diminui, e a tensão direta pode cair ligeiramente. O fator de derating de 0,25 mA/°C é uma medida direta para gerir este efeito térmico.
• Características Espectrais:Como um LED branco baseado em InGaN, provavelmente utiliza um chip emissor de azul combinado com um revestimento de fósforo para produzir luz branca. As coordenadas de cromaticidade (x=0,31, y=0,32) sugerem um ponto branco que provavelmente está na região do "branco frio" ou "branco neutro".

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta uma pegada de pacote padrão EIA (Electronic Industries Alliance). A característica mecânica principal é a sua altura ultra-fina de 0,55mm. Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos na ficha técnica, com todas as unidades em milímetros (polegadas indicadas entre parênteses). Aplica-se uma tolerância padrão de ±0,10mm (.004") salvo indicação em contrário. Estas dimensões precisas são críticas para o layout da PCB e para garantir a colocação adequada por maquinaria automática.

5.2 Layout dos Terminais e Polaridade

A ficha técnica inclui um layout sugerido dos terminais de soldagem (pad pattern) para o projeto da PCB. Seguir este padrão garante a formação confiável das juntas de solda e o alinhamento adequado durante o refluxo. O pacote do LED terá marcações de ânodo e cátodo; a polaridade correta deve ser observada durante a montagem para garantir o funcionamento do dispositivo. O design dos terminais também auxilia na dissipação de calor do chip do LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos de refluxo por infravermelhos (IR). A condição máxima recomendada é uma temperatura de pico de 260°C por uma duração não superior a 10 segundos. Um perfil sugerido inclui uma fase de pré-aquecimento a 150-200°C por até 120 segundos no máximo. É crítico notar que o LED não deve ser submetido a mais de dois ciclos de refluxo nestas condições. Para soldagem manual com ferro, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos, apenas uma vez.

6.2 Armazenamento e Manuseio

Sensibilidade à Humidade:Os LEDs são embalados num saco de barreira à humidade com dessecante. Enquanto selados, devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 90% de HR e usados dentro de um ano. Uma vez aberto o saco, o ambiente de armazenamento deve ser ≤ 30°C e ≤ 60% de HR. Componentes expostos a condições ambientes por mais de 672 horas (28 dias) devem ser aquecidos (baked) a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser usados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar o pacote ou a lente do LED.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O formato de embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 unidades do LED LTW-C191TLA. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 unidades. As especificações da fita e bobina cumprem a norma ANSI/EIA 481-1-A-1994. A fita usa uma cobertura superior para selar os bolsos vazios. A hierarquia de embalagem envolve tipicamente sacos de barreira à humidade dentro de caixas internas, que são depois embaladas numa caixa mestra.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para retroiluminação lateral ou direta em displays ultra-finos, teclados e painéis de controlo.
• Indicadores de Estado:Indicadores de energia, conectividade e estado em eletrónicos de consumo, equipamentos de rede e controlos industriais.
• Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque em eletrodomésticos, interiores automóveis e elementos arquitetónicos onde um perfil baixo é crítico.
• Iluminação Geral:Pode ser usado em matrizes para iluminação ambiente ou de tarefa de baixo nível.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a 20mA CC ou menos. O circuito deve ter em conta o bin de tensão direta dos LEDs utilizados.
• Gestão Térmica:Apesar da sua baixa potência, garanta que a PCB fornece alívio térmico adequado, especialmente se vários LEDs estiverem agrupados ou operarem a altas temperaturas ambientes. Siga as diretrizes de derating de corrente.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus proporciona uma dispersão ampla. Para luz focada, serão necessárias óticas secundárias (lentes, guias de luz).
• Proteção ESD:Incorpore diodos de proteção ESD em linhas sensíveis se o LED estiver numa área acessível ao utilizador, além do manuseio adequado durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do LTW-C191TLA é a suaaltura de 0,55mm. Comparado com LEDs de pacote padrão 0603 ou 0402 que têm frequentemente 0,8-1,0mm de altura, isto representa uma redução significativa na altura Z, permitindo produtos finais mais finos. A combinação deste perfil ultra-fino com uma intensidade luminosa relativamente alta (até 300 mcd) é uma vantagem chave. Além disso, a sua compatibilidade com o refluxo IR padrão e a embalagem em fita e bobina torna-o tão fácil de montar como os equivalentes mais espessos, sem exigir processos especiais de baixa temperatura que possam comprometer outros componentes na placa.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso alimentar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Não. O Valor Máximo Absoluto para a corrente direta contínua é 20mA. Exceder este valor aumenta a temperatura de junção, acelera a depreciação do lúmen e pode levar a falhas prematuras. Para maior brilho, selecione um LED de um bin de intensidade luminosa mais alto (ex.: S2) ou use vários LEDs.

P2: Qual é a diferença entre Corrente Direta de Pico e Corrente Direta Contínua?

R: Corrente Direta Contínua (20mA) é para operação contínua. Corrente Direta de Pico (100mA) é uma classificação de curta duração, pulsada (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms) usada para multiplexagem ou flashes de sinal breves. A corrente média ao longo do tempo ainda deve respeitar os limites de dissipação de potência e térmicos.

P3: Por que a classificação (binning) é importante e qual bin devo especificar?

R: A classificação garante uniformidade de cor e brilho na sua aplicação. Para um único indicador, qualquer bin pode ser suficiente. Para uma matriz multi-LED (ex.: uma retroiluminação), deve especificar os mesmos bins de V_F, I_V e Matiz para evitar diferenças visíveis no brilho ou cor entre LEDs adjacentes. Consulte as tabelas de códigos de bin para selecionar a janela de desempenho apropriada.

P4: A ficha técnica menciona um refluxo a 260°C. Isto é sem chumbo?

R: Sim, uma temperatura de pico de 260°C é típica para perfis de refluxo de solda sem chumbo (conformes com RoHS). A compatibilidade do LED com este processo confirma a sua adequação para linhas de montagem modernas sem chumbo.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetar uma Barra de Indicadores de Estado Ultra-Fina para Tablet

Um designer precisa de três LEDs brancos (energia, wifi, bateria) ao longo da borda da moldura de um tablet. O projeto mecânico permite apenas 0,6mm de espaço acima da PCB. O LTW-C191TLA, com a sua altura de 0,55mm, é uma escolha perfeita. O designer cria uma pegada de PCB que corresponde ao layout sugerido dos terminais. Especifica o Bin 3 para V_F(3,0-3,2V), o Bin S1 para brilho (180-240 mcd) e o Bin de Matiz B5 para uma cor branca neutra consistente. Um único resistor limitador de corrente é calculado para uma alimentação de 3,3V e uma corrente de acionamento de 15mA (conservadoramente abaixo do máximo de 20mA) para garantir longevidade e gerir o calor no espaço confinado. Os LEDs são colocados usando equipamento automático a partir da bobina de fita de 8mm. A montagem passa por um perfil de refluxo sem chumbo padrão com um pico de 250°C, bem dentro da classificação do dispositivo. O resultado é um conjunto de indicadores brilhante, uniforme e confiável que atende ao rigoroso requisito de espessura.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTW-C191TLA é baseado na tecnologia de semicondutorInGaN (Nitretos de Gálio e Índio). Os LEDs InGaN são conhecidos pela sua capacidade de emitir luz de alta eficiência nas regiões azul e verde do espectro. Para produzir luz branca, é utilizado um método comum: um chip de LED InGaN azul é revestido com uma camada de fósforo amarelo (frequentemente YAG:Ce). Parte da luz azul do chip é absorvida pelo fósforo e reemitida como luz amarela. A combinação da luz azul restante e da luz amarela convertida aparece branca ao olho humano. Ao ajustar a composição e espessura do fósforo, podem ser alcançados diferentes tons de branco (temperaturas de cor correlacionadas), o que se reflete no sistema de classificação de matiz. Esta tecnologia de LED branco convertido por fósforo oferece um bom equilíbrio entre eficácia, qualidade de cor e capacidade de fabrico.

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A tendência nos LEDs SMD para eletrónicos de consumo é inequivocamente em direção àminiaturização e aumento da eficiência. A altura de 0,55mm deste produto é uma resposta direta à procura por dispositivos mais finos. Desenvolvimentos futuros podem levar isto ainda mais longe. Simultaneamente, há um impulso para aumentar a eficácia luminosa (lúmens por watt) para fornecer mais luz com a mesma ou menos energia elétrica, melhorando a vida útil da bateria em dispositivos portáteis. Outra tendência é a melhoria da reprodução de cor e consistência, levando a especificações de classificação mais apertadas. Além disso, a integração é uma tendência chave, com LEDs a incorporar drivers, controladores ou mesmo sensores integrados no pacote. Embora esta ficha técnica descreva um componente discreto, as tecnologias subjacentes de InGaN e fósforo continuam a avançar, permitindo estas melhorias no desempenho e integração.