Ficha Técnica do LED SMD LTST-C194TGKT - Altura 0,30mm - 3,2V - 76mW - Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C194TGKT é um LED chip de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e com restrições de espaço. É um componente extra-fino com uma altura de perfil de apenas 0,30 mm, tornando-o adequado para dispositivos finos como smartphones, tablets, ecrãs ultra-finos e tecnologia vestível. O dispositivo emite luz verde utilizando um material semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) alojado num encapsulamento com lente transparente. É compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) e é classificado como um produto verde. O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade e processos de soldadura por reflow infravermelho (IR), facilitando a produção em massa eficiente.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestas condições não é garantida. Os limites principais incluem uma dissipação de potência máxima de 76 mW, uma corrente direta DC de 20 mA e uma corrente direta de pico de 100 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de 5V, mas a operação contínua sob polarização reversa é proibida. A faixa de temperatura de operação é de -20°C a +80°C, com uma faixa de armazenamento mais ampla de -30°C a +100°C. O componente é classificado para soldadura por reflow infravermelho a uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 20 mA, fornecendo os dados de desempenho de base. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 450 milicandelas (mcd) com um mínimo de 71 mcd, indicando uma saída brilhante. Apresenta um ângulo de visão amplo (2θ1/2) de 130 graus, proporcionando uma iluminação ampla e uniforme. O comprimento de onda dominante (λd) é de 525 nm, definindo a sua perceção de cor verde, enquanto o comprimento de onda de emissão de pico (λp) é de 530 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de 35 nm. A tensão direta (VF) mede tipicamente 3,2V, com uma faixa de 2,8V a 3,6V. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 μA à tensão reversa total de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C194TGKT utiliza um sistema de binagem tridimensional que abrange a tensão direta (Vf), a intensidade luminosa (Iv) e o comprimento de onda dominante (λd). Isto permite aos designers selecionar componentes que correspondam aos seus requisitos específicos de circuito e brilho/cor.

3.1 Binagem da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0,2V. Estão disponíveis os códigos de bin D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V) e D10 (3,40-3,60V). Uma tolerância de ±0,1V é aplicada dentro de cada bin. Selecionar LEDs do mesmo bin Vf ajuda a manter uma distribuição de corrente uniforme quando vários LEDs estão conectados em paralelo.

3.2 Binagem da Intensidade Luminosa

Os bins de intensidade luminosa fornecem uma gama de níveis de brilho. Os bins são Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) e T (280,0-450,0 mcd). Aplica-se uma tolerância de ±15% a cada bin. Isto permite uma seleção económica onde o brilho máximo não é crítico, ou para funcionalidades de produto escalonadas.

3.3 Binagem do Comprimento de Onda Dominante

Os bins de comprimento de onda dominante garantem consistência de cor. Os bins disponíveis são AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) e AR (530,0-535,0 nm), com uma tolerância apertada de ±1 nm por bin. Isto é crucial para aplicações onde é necessário um casamento de cor preciso, como em indicadores multicolor ou retroiluminação de ecrãs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (por exemplo, Figura 1 para distribuição espectral, Figura 6 para ângulo de visão), os dados fornecidos permitem analisar relações-chave. A tensão direta é especificada a uma única corrente (20mA). Na prática, Vf tem uma relação logarítmica com a corrente direta (If) e um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que Vf diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A intensidade luminosa também é dependente da temperatura, tipicamente diminuindo à medida que a temperatura sobe. O amplo ângulo de visão de 130 graus sugere um padrão de radiação Lambertiano ou quase-Lambertiano, onde a intensidade da luz é aproximadamente proporcional ao cosseno do ângulo de visão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com os contornos padrão de encapsulamento da EIA (Electronic Industries Alliance). A característica definidora é a sua altura de perfil ultra-baixa de 0,30 mm. Desenhos dimensionais detalhados especificam o comprimento, largura, espaçamento dos terminais e outras tolerâncias mecânicas críticas, tipicamente com uma tolerância padrão de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. Estas dimensões são essenciais para o design da pegada na PCB (Placa de Circuito Impresso) e para garantir a colocação adequada pela maquinaria automática.

5.2 Design das Pastilhas de Soldadura

A ficha técnica inclui as dimensões sugeridas para o padrão das pastilhas de soldadura. Seguir estas recomendações é vital para obter juntas de soldadura fiáveis durante o reflow. Uma nota importante é a recomendação de uma espessura máxima de estêncil de 0,10mm para controlar o volume da pasta de soldar e evitar pontes ou o efeito "tombstoning" do pequeno componente.

5.3 Identificação da Polaridade

Como a maioria dos LEDs, este dispositivo é sensível à polaridade. O cátodo é tipicamente marcado, muitas vezes por um entalhe, um ponto verde ou uma forma de terminal diferente. A orientação correta deve ser verificada contra o desenho do encapsulamento para garantir o funcionamento adequado do circuito e prevenir danos por polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

É fornecido um perfil de reflow infravermelho (IR) sugerido para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free). Este perfil está em conformidade com os padrões JEDEC. Inclui parâmetros críticos: uma fase de pré-aquecimento (tipicamente 150-200°C por até 120 segundos), uma rampa de aquecimento, uma zona de temperatura de pico (máximo 260°C) e um tempo acima do líquido (temperatura onde a solda derrete). O componente não deve ser exposto à temperatura de pico por mais de 10 segundos. Este perfil garante a formação de juntas de soldadura fiáveis sem submeter o encapsulamento do LED a stress térmico excessivo.

6.2 Manuseio e Armazenamento

O LED é sensível à descarga eletrostática (ESD). Precauções de manuseio, como o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e recipientes condutores, são obrigatórias. Para armazenamento, as embalagens de barreira de humidade não abertas (com dessecante) devem ser mantidas a ≤30°C e ≤90% de HR, com uma vida útil de prateleira de um ano. Uma vez abertas, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de HR. Se expostos a condições ambientes por mais de 672 horas (28 dias), recomenda-se um bake-out a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o reflow.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldadura for necessária, apenas os solventes especificados devem ser utilizados. A ficha técnica recomenda imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar a lente de plástico ou o material do encapsulamento.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

A embalagem padrão é uma fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. Os bolsos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para continuidade da produção, o número máximo permitido de componentes em falta consecutivos na fita é de dois. As quantidades mínimas de encomenda para bobinas remanescentes são de 500 peças. O número de peça LTST-C194TGKT segue um sistema de codificação específico onde os elementos provavelmente indicam a série, o encapsulamento, a cor e os códigos de bin.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED verde ultra-fino é ideal para indicadores de estado, retroiluminação de teclas ou símbolos e iluminação decorativa em eletrónica de consumo onde a altura é uma restrição crítica. Exemplos incluem luzes indicadoras em smartphones, tablets, laptops, ultrabooks, dispositivos vestíveis (smartwatches, pulseiras de fitness) e painéis de controlo finos. A sua compatibilidade com colocação automática e soldadura por reflow torna-o perfeito para fabricação em grande volume.

8.2 Considerações de Design

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é sempre necessário ao alimentar o LED a partir de uma fonte de tensão superior à sua tensão direta. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, onde Vf é a tensão direta (use o valor máximo para design no pior caso), If é a corrente direta desejada (≤20 mA DC) e Vcc é a tensão de alimentação.
Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas pode ajudar a dissipar calor, especialmente quando operando a altas temperaturas ambientes ou na corrente máxima, mantendo assim a saída luminosa e a longevidade.
Proteção contra ESD:Em ambientes propensos a ESD, considere adicionar diodos de supressão de tensão transitória (TVS) ou outros circuitos de proteção nas linhas do LED.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do LTST-C194TGKT é a sua altura de 0,30mm, que é significativamente mais fina do que muitos LEDs SMD padrão (por exemplo, encapsulamentos 0603 ou 0805 que têm frequentemente 0,6-0,8mm de altura). Isto permite o design em aplicações onde a altura (eixo Z) é severamente limitada. Comparado com LEDs antigos de orifício passante, oferece uma enorme economia de espaço e permite montagem automática. O uso da tecnologia InGaN proporciona alta eficiência e saída de luz verde brilhante. A sua conformidade com perfis de reflow sem chumbo alinha-o com os regulamentos ambientais modernos e processos de fabrico.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso alimentar este LED a 30 mA para maior brilho?
R: Não. A corrente direta DC máxima absoluta é de 20 mA. Exceder este valor pode causar danos irreversíveis devido a sobreaquecimento e degradação acelerada da junção semicondutora.
P: Qual é a diferença entre comprimento de onda dominante e comprimento de onda de pico?
R: O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda real no qual a potência ótica emitida é mais alta. Eles geralmente diferem ligeiramente.
P: Posso usar soldadura manual?
R: A soldadura manual com ferro é possível, mas requer extremo cuidado. A recomendação é uma temperatura máxima da ponta do ferro de 300°C e um tempo de soldadura não superior a 3 segundos por terminal, apenas uma vez. A soldadura por reflow é o método preferido e mais fiável.
P: Como interpreto o código de bin no número da peça?
R: O sufixo "TGKT" provavelmente contém informação codificada para os bins específicos de tensão direta (T?), intensidade luminosa (G?) e comprimento de onda dominante (K?). Deve-se cruzar a lista completa de bins com a informação de encomenda para selecionar o grau de desempenho exato necessário.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um indicador de estado para um smartwatch.
O design requer um indicador verde de carregamento. A altura interna do smartwatch é extremamente limitada. O LTST-C194TGKT é selecionado pelo seu perfil de 0,30mm. O designer escolhe o bin D8 para Vf (3,0-3,2V) e o bin T para intensidade luminosa (280-450 mcd) para garantir visibilidade. O LED é alimentado a partir da linha de 3,3V do relógio. Usando o Vf máximo de 3,6V para um design conservador, o resistor limitador de corrente é calculado: R = (3,3V - 3,6V) / 0,02A = -15 Ohms. Este valor negativo indica que, com um Vf no pior caso superior à alimentação, o LED pode não acender. Portanto, o designer usa o Vf típico de 3,2V: R = (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohms. Um resistor padrão de 5,1Ω é selecionado, resultando numa corrente de ~19,6 mA. O layout da PCB utiliza as dimensões recomendadas das pastilhas de soldadura e inclui uma pequena conexão de alívio térmico a um plano de terra.

12. Introdução Tecnológica

O LTST-C194TGKT é baseado na tecnologia semicondutora de InGaN (Nitretro de Gálio e Índio). O InGaN é um semicondutor composto cuja energia da banda proibida pode ser ajustada variando a proporção de índio para gálio. Para LEDs verdes, um conteúdo específico de índio é usado para criar uma banda proibida que corresponde à emissão de fotões na faixa de comprimento de onda verde (cerca de 525 nm). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de luz - um processo chamado eletroluminescência. A resina epóxi da lente transparente é formulada para extrair eficientemente esta luz do chip semicondutor com absorção mínima, fornecendo também proteção mecânica e ambiental.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo continua em direção à miniaturização, maior eficiência e maior integração. As alturas dos encapsulamentos estão a diminuir ainda mais para permitir produtos finais cada vez mais finos. As melhorias de eficiência (mais lúmens por watt) reduzem o consumo de energia, o que é crítico para dispositivos alimentados por bateria. Há também uma tendência para um controlo de cor mais preciso e binagem mais apertada para atender às exigências de ecrãs de alta qualidade e matrizes multi-LED consistentes. Além disso, a integração de eletrónica de controlo (como drivers de corrente constante) diretamente no encapsulamento do LED está a tornar-se mais comum, simplificando o design do circuito para o utilizador final. A ciência dos materiais subjacente continua a avançar, com investigação contínua para melhorar a eficiência dos LEDs verdes de InGaN, que historicamente tem sido inferior à dos LEDs azuis.