Ficha Técnica do LED SMD LTST-C191KRKT - Dimensões 1.6x0.8x0.55mm - Tensão 2.4V - Potência 75mW - Cor Vermelha - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C191KRKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e com restrições de espaço. Pertence a uma categoria de LEDs chip ultra finos, oferecendo uma vantagem significativa em aplicações onde o perfil vertical é um fator de projeto crítico.

Vantagens Principais:A principal vantagem deste componente é o seu perfil excecionalmente baixo de 0,55 mm, tornando-o adequado para eletrónicos de consumo ultra finos, dispositivos vestíveis e aplicações de indicador atrás de painéis finos. Utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido por produzir luz vermelha de alta eficiência com boa luminosidade e pureza de cor. O dispositivo está totalmente em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), qualificando-o como um produto ecológico para os mercados globais.

Mercado-Alvo:Este LED destina-se a aplicações que requerem indicadores brilhantes e confiáveis numa pegada mínima. Casos de uso típicos incluem indicadores de estado em smartphones, tablets, laptops, painéis de instrumentos automóveis, painéis de controlo industrial e eletrodomésticos. A sua compatibilidade com equipamentos de colocação automática e processos de soldagem por refluxo infravermelho torna-o ideal para linhas de produção automatizadas de alto volume.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que a embalagem do LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este limite arrisca o sobreaquecimento da junção semicondutora, levando à degradação acelerada ou falha catastrófica.
• Corrente Contínua Direta (IF):30 mA. A corrente direta contínua máxima que pode ser aplicada. Para uma operação de longo prazo confiável, é prática padrão acionar o LED abaixo deste máximo, frequentemente na condição de teste típica de 20mA.
• Corrente de Pico Direta:80 mA (a 1/10 do ciclo de trabalho, largura de pulso de 0,1ms). Esta classificação permite pulsos curtos de alta corrente, o que pode ser útil em esquemas de multiplexagem ou para alcançar brilho momentâneo elevado, mas a corrente média ainda deve respeitar a classificação DC.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode causar a ruptura imediata e destruição da junção PN do LED.
• Gama de Temperatura de Operação e Armazenamento:-55°C a +85°C. Esta ampla gama garante a funcionalidade do componente e a integridade do armazenamento em condições ambientais adversas, desde congeladores industriais até interiores automóveis quentes.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros, medidos a Ta=25°C e IF=20mA (salvo indicação em contrário), definem o desempenho do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (Iv):54,0 mcd (Típico), com uma gama de 18,0 mcd (Mín.) a 180,0 mcd (Máx.). Esta ampla gama é gerida através de um sistema de binning (ver Secção 3). A intensidade luminosa é medida usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo (0°). Um ângulo de 130° indica um padrão de visão muito amplo, adequado para indicadores que precisam de ser vistos a partir de posições fora do eixo.
• Comprimento de Onda de Pico (λP):639 nm (Típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é máxima. Define a tonalidade percebida da luz vermelha.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):631 nm (Típico a IF=20mA). Esta é uma quantidade colorimétrica derivada do diagrama de cromaticidade CIE. Representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática que corresponderia à cor do LED. É frequentemente um parâmetro mais relevante para a especificação de cor do que o comprimento de onda de pico.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (Típico). Esta é a largura de banda espectral medida a metade da intensidade máxima (Largura Total a Meia Altura - FWHM). Um valor de 20nm indica uma emissão espectral relativamente estreita, característica da tecnologia AlInGaP, resultando numa cor vermelha saturada.
• Tensão Direta (VF):2,4 V (Típico), com um máximo de 2,4V e um mínimo de 2,0V a 20mA. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação. É crucial para projetar o circuito limitador de corrente. A ficha técnica observa uma redução da corrente direta acima de 50°C a 0,4 mA/°C, o que significa que a corrente DC máxima permitida diminui à medida que a temperatura aumenta para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Reversa (IR):10 μA (Máx.) a VR=5V. Esta é a pequena corrente de fuga que flui quando o dispositivo está polarizado inversamente dentro da sua classificação máxima.
• Capacitância (C):40 pF (Típico) a VF=0V, f=1MHz. Esta capacitância parasita pode ser relevante em aplicações de comutação de alta velocidade ou multiplexagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações naturais no processo de fabrico de semicondutores, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C191KRKT utiliza um sistema de binning principalmente para intensidade luminosa.

Binning de Intensidade Luminosa:Os LEDs são categorizados em cinco bins (M, N, P, Q, R) com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. Cada bin tem um valor mínimo e máximo definido (por exemplo, Bin M: 18,0-28,0 mcd, Bin R: 112,0-180,0 mcd). A ficha técnica especifica uma tolerância de +/-15% em cada bin de intensidade. Este sistema permite aos projetistas selecionar LEDs com brilho consistente para a sua aplicação. Por exemplo, um produto que requer iluminação uniforme do painel especificaria LEDs de um único bin apertado (por exemplo, Bin P ou Q), enquanto uma aplicação sensível ao custo com correspondência de brilho menos crítica pode usar uma mistura mais ampla.

A ficha técnica não indica binning separado para comprimento de onda dominante ou tensão direta no conteúdo fornecido, sugerindo que estes parâmetros são controlados para ficar dentro das gamas mín./típ./máx. publicadas sem códigos de classificação adicionais para este número de peça específico.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam renderizados no texto, a ficha técnica referencia curvas características típicas. Com base no comportamento padrão do LED e nos parâmetros fornecidos, podemos analisar as tendências esperadas:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):A tensão direta (VF) tem um valor típico de 2,4V a 20mA. A curva mostraria uma relação exponencial, com muito pouca corrente a fluir abaixo da tensão de "ligação" (~1,8-2,0V para AlInGaP), após o que a corrente aumenta rapidamente com um pequeno aumento de tensão. Isto sublinha porque os LEDs devem ser acionados com uma fonte de corrente ou uma fonte de tensão com uma resistência limitadora de corrente em série.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Iv-IF):A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama normal de operação. Acionar o LED a uma corrente inferior a 20mA reduzirá o brilho proporcionalmente, enquanto acioná-lo a uma corrente mais alta (até ao máximo absoluto) aumentará o brilho, mas também gerará mais calor e potencialmente reduzirá a vida útil.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta):A saída luminosa dos LEDs AlInGaP tipicamente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Isto deve-se à redução da eficiência quântica interna a temperaturas mais elevadas. A especificação de redução (0,4 mA/°C acima de 50°C) é uma medida direta para contrariar este efeito térmico no desempenho e confiabilidade.
• Distribuição Espectral:O espetro mostraria um único pico centrado em torno de 639 nm (λP) com uma largura estreita de 20 nm (Δλ), confirmando a emissão de cor vermelha pura.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED é embalado numa embalagem de montagem em superfície padrão compatível com a EIA (Electronic Industries Alliance). A característica mecânica principal é a sua altura de 0,55 mm (H), qualificando-o como "Super Fino". As outras dimensões primárias (comprimento e largura) são típicas para um LED chip desta classe, provavelmente cerca de 1,6mm x 0,8mm, embora o desenho exato seja referenciado na ficha técnica. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação de Polaridade e Design dos Pads

A ficha técnica inclui uma sugestão para as dimensões dos pads de soldagem. O layout adequado dos pads é crítico para uma soldagem confiável e para prevenir o efeito "tombstoning". O cátodo (lado negativo) é tipicamente marcado, frequentemente por um tom verde no corpo da embalagem ou por um entalhe/chanfro. O design recomendado dos pads incluirá padrões de alívio térmico para garantir um aquecimento uniforme durante o refluxo e uma conexão mecânica estável.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A adesão a estas diretrizes é essencial para manter a confiabilidade do dispositivo e prevenir danos durante o processo de montagem.

• Soldagem por Refluxo:O LED é compatível com processos de refluxo infravermelho. A condição especificada é uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos. Recomenda-se uma fase de pré-aquecimento de 150-200°C por até 120 segundos para minimizar o choque térmico. O dispositivo não deve ser submetido a mais de dois ciclos de refluxo.
• Soldagem Manual:Se necessário, pode ser usado um ferro de soldar com uma temperatura máxima da ponta de 300°C e um tempo de soldagem não superior a 3 segundos por terminal. Esta deve ser uma operação única.
• Limpeza:Apenas devem ser usados agentes de limpeza especificados. A ficha técnica recomenda imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto, se a limpeza for necessária. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de plástico ou a embalagem de epóxi.
• Armazenamento:Os LEDs devem ser armazenados num ambiente não superior a 30°C e 60% de humidade relativa. Uma vez removidos da sua embalagem original de barreira à humidade, devem ser submetidos a refluxo por IR dentro de 672 horas (28 dias, MSL 2a). Para armazenamento mais longo fora do saco original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Se armazenados além de 672 horas, é necessário um cozimento a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

O LTST-C191KRKT é fornecido em embalagem padrão da indústria para montagem automatizada.

• Fita e Bobina:Os dispositivos são embalados em fita transportadora relevada de 8 mm de largura em bobinas de 13 polegadas (330 mm) de diâmetro.
• Quantidade de Embalagem:As bobinas padrão contêm 5000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para restos.
• Normas de Embalagem:A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. A fita usa uma tampa superior para selar os bolsos de componentes vazios. O número máximo permitido de componentes em falta consecutivos ("lâmpadas em falta") na fita é de dois.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Um LED é um dispositivo operado por corrente. O seu brilho é controlado pela corrente direta, não pela tensão. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs, especialmente em paralelo, éfortemente recomendadousar uma resistência limitadora de corrente dedicada em série com cada LED (Modelo de Circuito A).

Modelo de Circuito A (Recomendado):[Vcc] -- [Resistor] -- [LED] -- [GND]. Esta configuração compensa a variação natural na tensão direta (VF) entre LEDs individuais. Mesmo com a mesma tensão aplicada, LEDs com um VF ligeiramente mais baixo consumiriam mais corrente e pareceriam mais brilhantes se conectados em paralelo sem resistências individuais.

Modelo de Circuito B (Não Recomendado para Paralelo):Desaconselha-se conectar múltiplos LEDs diretamente em paralelo a uma única resistência limitadora de corrente. As diferenças nas características I-V causarão "monopólio de corrente", onde um LED consome a maior parte da corrente, levando a brilho não uniforme e potencial sobrecarga de um dispositivo.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. O dano por ESD pode não causar falha imediata, mas pode degradar o desempenho, levando a alta corrente de fuga reversa, baixa tensão direta ou falha em iluminar a baixas correntes.

Medidas de Prevenção:

• Utilize pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas ao manusear LEDs.
• Certifique-se de que todas as estações de trabalho, equipamentos e prateleiras de armazenamento estão devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico durante o manuseamento.

Teste para Dano por ESD:LEDs suspeitos podem ser testados verificando a iluminação e medindo a tensão direta (Vf) a uma corrente muito baixa (por exemplo, 0,1mA). Para este produto AlInGaP, um LED "bom" deve ter um Vf > 1,4V a 0,1mA. Um Vf significativamente mais baixo ou nenhuma emissão de luz indica potencial dano por ESD.

8.3 Âmbito de Aplicação e Confiabilidade

A ficha técnica especifica que este LED se destina a equipamentos eletrónicos comuns (equipamento de escritório, comunicações, eletrodomésticos). Para aplicações que requerem confiabilidade excecional onde a falha pode comprometer a vida ou a saúde (aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança), é necessária consulta com o fabricante antes da integração no projeto. O documento referencia testes de confiabilidade padrão (testes de resistência) realizados de acordo com normas da indústria para garantir a robustez do produto em condições típicas de operação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A diferenciação primária do LTST-C191KRKT reside na sua combinação de atributos:

• vs. LEDs de Espessura Padrão:A sua altura de 0,55 mm é uma vantagem chave, permitindo projetos impossíveis com LEDs tradicionais de altura de 1,0 mm ou mais.
• vs. Outras Tecnologias de LED Vermelho:O uso de AlInGaP, comparado com as tecnologias mais antigas de GaAsP ou GaP, proporciona maior eficiência luminosa (mais saída de luz por mA), melhor saturação de cor (espetro mais estreito) e desempenho superior a temperaturas elevadas.
• vs. LEDs Não Embalados em Bobina:A embalagem em fita e bobina de 8 mm garante compatibilidade com máquinas pick-and-place de alta velocidade, um fator crítico para a eficiência da produção em massa em comparação com embalagem a granel ou em stick.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

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

R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 3,3V e uma corrente alvo de 20mA (VF típico=2,4V), o valor da resistência seria R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ohms. Uma resistência padrão de 47 Ohm seria adequada.

P: Por que existe uma gama tão ampla na intensidade luminosa (18-180 mcd)?

R: Isto reflete a variação natural do processo. O sistema de binning (M a R) permite-lhe comprar LEDs garantidos para estarem dentro de uma gama de brilho específica e mais estreita para as necessidades de consistência da sua aplicação.

P: A temperatura de refluxo de 260°C é um requisito ou um máximo?

R: É a temperatura de pico máxima que a embalagem pode suportar durante 5 segundos. Um perfil de refluxo típico aumentará até um pico ligeiramente abaixo deste (por exemplo, 245-250°C) para fornecer uma margem de segurança.

P: Como posso garantir brilho uniforme numa matriz de múltiplos LEDs?

R: Use o Modelo de Circuito A: uma resistência limitadora de corrente individual para cada LED. Além disso, especifique LEDs do mesmo bin de intensidade ao seu fornecedor.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: LED de Notificação de Smartphone:O perfil ultra fino de 0,55 mm permite que este LED seja colocado atrás dos ecrãs de vidro e OLED cada vez mais finos dos smartphones modernos. O seu amplo ângulo de visão de 130° garante que o brilho da notificação seja visível mesmo quando o telefone está deitado numa mesa. O projetista selecionaria um bin de intensidade específico (por exemplo, Bin P ou Q) para alcançar o nível de brilho desejado e emparelhá-lo com uma resistência limitadora de corrente adequada acionada pelo PMIC (Circuito Integrado de Gestão de Energia) do telefone.

Exemplo 2: Iluminação de Fundo do Painel de Controlo Climático Automóvel:Múltiplos LEDs LTST-C191KRKT poderiam ser usados para iluminar botões ou ícones por trás. A sua compatibilidade com refluxo por IR permite que sejam soldados na mesma PCB que outros componentes. A ampla gama de temperatura de operação (-55°C a +85°C) garante operação confiável no interior do veículo em todas as condições climáticas. O projetista deve ter em conta a redução da corrente direta a altas temperaturas ambiente perto das saídas do aquecedor.

12. Introdução ao Princípio Técnico

O LTST-C191KRKT é baseado na tecnologia de semicondutor AlInGaP. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção PN, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto no cristal semicondutor determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho a aproximadamente 639 nm. O material da lente "Water Clear" é tipicamente uma epóxi ou silicone incolor que não altera a cor inerente do chip, permitindo que a luz vermelha pura passe eficientemente. A embalagem fina é alcançada através de técnicas avançadas de moldagem e fixação do chip que minimizam a distância entre o chip emissor de luz e o topo da lente.

13. Tendências e Desenvolvimento da Indústria

A tendência nos LEDs indicadores e de iluminação de fundo continua em direção a maior eficiência, pegadas menores e perfis mais baixos. A altura de 0,55 mm deste dispositivo representa um passo na tendência de miniaturização impulsionada pela eletrónica de consumo. Há também um impulso contínuo para maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt) mesmo para pequenos LEDs de sinal, reduzindo o consumo de energia em dispositivos alimentados por bateria. Além disso, a integração é uma tendência, com algumas aplicações a moverem-se para drivers de LED com regulação de corrente e diagnósticos incorporados. No entanto, componentes discretos como o LTST-C191KRKT permanecem essenciais para a flexibilidade de projeto, custo-eficácia em aplicações de alto volume e a sua confiabilidade comprovada em embalagens padronizadas compatíveis com a infraestrutura global de montagem.