Ficha Técnica do LED SMD LTST-C194KRKT - Dimensões 1.6x0.8x0.3mm - Tensão 2.4V - Potência 75mW - Cor Vermelha - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C194KRKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) pertencente à categoria de LED chip. A sua característica principal definidora é um perfil excecionalmente baixo, com uma altura de apenas 0,30 milímetros. Isto torna-o adequado para aplicações onde as restrições de espaço, particularmente no eixo Z, são críticas. O dispositivo utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz vermelha, encapsulado num invólucro com lente transparente. Foi concebido para ser compatível com os processos modernos de montagem eletrónica de alto volume.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As vantagens principais deste LED derivam do seu fator de forma e compatibilidade de processo. O design extra-fino permite a integração em eletrónica de consumo fina, como dispositivos móveis, ecrãs ultra-finos e tecnologia vestível. A sua embalagem em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas está alinhada com os padrões dos equipamentos automáticos de pick-and-place, facilitando uma montagem eficiente. Além disso, a compatibilidade com processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR) permite que seja montado juntamente com outros componentes SMD num único ciclo de refluxo, que é o padrão da indústria para montagem de PCB. O dispositivo também é especificado como um produto verde compatível com RoHS, cumprindo regulamentações ambientais. O mercado-alvo inclui fabricantes de eletrónica de consumo, indicadores, retroiluminação para teclados ou ícones, e qualquer aplicação que necessite de um indicador vermelho fiável e de baixo perfil.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para o LED LTST-C194KRKT.

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam a operação normal.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o invólucro do LED pode dissipar como calor em qualquer condição. Exceder este valor pode levar a sobreaquecimento e degradação acelerada da junção semicondutora.
• Corrente Contínua Direta (IF):30 mA. A corrente contínua direta máxima que pode ser aplicada. A condição operacional típica para testar parâmetros ópticos é de 20 mA, fornecendo uma margem de segurança de 10 mA.
• Corrente Direta de Pico:80 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms). A pulsação permite um brilho instantâneo mais elevado sem exceder o limite médio de dissipação de potência.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Os LEDs não são concebidos para suportar altas tensões reversas. Exceder 5V em polarização reversa pode causar a ruptura da junção PN.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-30°C a +85°C / -40°C a +85°C. Estas faixas definem as condições ambientais para operação fiável e armazenamento não operacional, respetivamente.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C e IF=20mA, estes parâmetros definem o desempenho do dispositivo em condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 11,2 mcd a um máximo de 180,0 mcd. A ampla faixa é gerida através de um sistema de binning (detalhado na Secção 3). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica (olho humano) da CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus. Este é um ângulo de visão muito amplo, típico para um LED chip com lente transparente. O ângulo é definido como o ponto onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo (0°).
• Comprimento de Onda de Pico (λP):639 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais elevada. É uma medição física da luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):631 nm. Este é um valor calculado derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa a cor percebida da luz. A diferença entre o comprimento de onda de pico e dominante deve-se à forma do espetro de emissão.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida. Um valor de 20 nm é típico para um LED vermelho AlInGaP, resultando numa cor vermelha saturada.
• Tensão Direta (VF):2,4 V (típico). Esta é a queda de tensão no LED quando alimentado a 20 mA. É um parâmetro crítico para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (IR):10 μA (máx.). A pequena corrente de fuga quando são aplicados 5V em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C194KRKT utiliza um sistema de binning para intensidade luminosa.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os códigos de bin (L, M, N, P, Q, R) categorizam os LEDs com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA. Cada bin tem um valor mínimo e máximo, e uma tolerância de +/-15% é aplicada dentro de cada bin. Por exemplo, o Bin 'L' cobre de 11,2 a 18,0 mcd, enquanto o Bin 'R' cobre de 112,0 a 180,0 mcd. Isto permite aos projetistas selecionar um bin que atenda aos seus requisitos específicos de brilho, garantindo consistência visual dentro de uma montagem. A ficha técnica não indica binning para comprimento de onda dominante ou tensão direta para este número de peça específico, sugerindo que estes parâmetros são rigidamente controlados durante a fabricação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o excerto do PDF fornecido mencione curvas típicas, os gráficos específicos (ex.: curva IV, temperatura vs. intensidade, distribuição espectral) não estão incluídos no texto. Com base no comportamento padrão do LED e nos parâmetros fornecidos, podemos inferir a forma geral destas curvas.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A característica I-V de um LED é exponencial. Para o LTST-C194KRKT, com uma VF típica de 2,4V a 20mA, a curva mostrará uma corrente muito baixa abaixo de aproximadamente 1,8V (a tensão de ligação). A corrente aumentará então abruptamente com um pequeno aumento na tensão. Esta relação não linear é a razão pela qual os LEDs devem ser alimentados por uma fonte de corrente ou através de uma resistência limitadora de corrente, e não por uma fonte de tensão constante.

4.2 Características de Temperatura

O desempenho do LED é dependente da temperatura. Tipicamente, a tensão direta (VF) tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo cerca de 2 mV/°C. A intensidade luminosa (Iv) também diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A temperatura operacional especificada até 85°C ambiente significa que o projetista deve considerar a gestão térmica, especialmente se operar no ou perto da corrente contínua máxima, para manter o desempenho e longevidade.

4.3 Distribuição Espectral

O espetro de emissão para um LED vermelho AlInGaP é uma curva em forma de sino centrada no comprimento de onda de pico de 639 nm, com uma largura a meia altura de 20 nm. Isto resulta numa cor vermelha pura e saturada. O comprimento de onda dominante (631 nm) será ligeiramente mais curto que o de pico devido à forma da curva de sensibilidade do olho CIE, que pondera diferentes comprimentos de onda de forma diferente.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões do Invólucro e Polaridade

O LED está em conformidade com um contorno de invólucro padrão EIA. A dimensão chave é a altura de 0,30 mm. As dimensões da pegada (comprimento e largura) são típicas para um LED chip. A polaridade é indicada no próprio dispositivo (tipicamente uma marca de cátodo, como uma linha verde, um entalhe ou uma almofada de tamanho diferente na parte inferior). O layout do PCB deve corresponder a esta polaridade para garantir a orientação correta durante a montagem automática e operação.

5.2 Design Recomendado da Pasta de Solda

A ficha técnica inclui um padrão de terra sugerido (dimensões da pasta de solda) para o design do PCB. Aderir a este padrão é crucial para obter juntas de solda fiáveis durante o refluxo. Garante uma molhagem, alinhamento e resistência mecânica adequados. A nota recomenda uma espessura máxima de estêncil de 0,10mm para aplicação da pasta de solda, o que controla o volume de pasta depositado e evita pontes de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo Infravermelho

O dispositivo é totalmente compatível com processos de refluxo IR sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil sugerido, que tipicamente segue uma curva de refluxo padrão JEDEC. Os parâmetros-chave incluem: uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), uma rampa controlada até uma temperatura de pico não superior a 260°C, e um tempo acima do líquido (TAL) para garantir a formação adequada da junta de solda. A especificação crítica é que o corpo do LED não deve ser exposto a 260°C por mais de 10 segundos. Este perfil deve ser caracterizado para o PCB específico, forno e outros componentes utilizados na montagem.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs são dispositivos sensíveis à humidade (MSD). Quando selados na sua bolsa original à prova de humidade com dessecante, têm uma vida útil de um ano quando armazenados a ≤30°C e ≤90% RH. Uma vez aberta a bolsa, o tempo de exposição às condições ambientais da fábrica (≤30°C, ≤60% RH) é limitado a 672 horas (28 dias) antes de terem de ser soldados. Se este tempo for excedido, é necessário um cozimento a 60°C durante pelo menos 20 horas para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do invólucro) durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. A ficha técnica recomenda imersão em álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem danificar a lente de plástico ou o invólucro.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com fita de cobertura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. As dimensões da fita e o espaçamento dos bolsos estão em conformidade com as normas ANSI/EIA 481-1-A-1994, garantindo compatibilidade com alimentadores automáticos padrão. A especificação permite um máximo de dois bolsos vazios consecutivos numa bobina.

8. Recomendações de Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. O método mais fiável para acionar vários LEDs é usar uma resistência limitadora de corrente separada em série com cada LED (Circuito A na ficha técnica). Isto compensa a variação natural na tensão direta (VF) de um LED para outro. Não é recomendado ligar vários LEDs diretamente em paralelo com uma única resistência partilhada (Circuito B), pois o LED com a VF mais baixa irá consumir mais corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecarga.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Embora não detalhado no excerto, os LEDs AlInGaP são geralmente sensíveis à descarga eletrostática. Devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem: utilizar estações de trabalho aterradas, pulseiras condutoras e contentores condutores.

8.3 Âmbito e Limitações da Aplicação

O LED foi concebido para equipamento eletrónico de uso geral. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional onde uma falha pode colocar a segurança em risco (ex.: aviação, dispositivos médicos, controlos de transporte), seria necessária uma qualificação de componente mais rigorosa e consulta específica da aplicação. As especificações do dispositivo são validadas para ambientes comerciais padrão.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do LTST-C194KRKT é o seu perfil ultra-baixo de 0,3mm. Comparado com LEDs SMD padrão (ex.: invólucros 0603 ou 0402 que têm frequentemente 0,6-0,8mm de altura), este dispositivo permite designs de produto mais finos. O uso da tecnologia AlInGaP proporciona maior eficiência e melhor estabilidade térmica para luz vermelha em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP. A lente transparente, combinada com o amplo ângulo de visão de 130 graus, oferece um padrão de iluminação amplo e uniforme adequado para aplicações de indicador e retroiluminação onde a visibilidade de múltiplos ângulos é importante.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em 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. Para uma fonte de 3,3V e uma corrente alvo de 20mA, o valor da resistência seria R = (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohms. Uma resistência padrão de 47 Ohm seria adequada.

P: Por que existe uma faixa tão grande na intensidade luminosa (11,2 a 180 mcd)?

R: Esta é a dispersão total da produção. Através do sistema de binning (L a R), pode comprar LEDs de uma faixa de intensidade específica e mais estreita para garantir consistência na sua aplicação.

P: A especificação de corrente contínua de 30mA é um ponto de operação recomendado?

R: Não. A condição de teste típica é 20mA. A especificação de 30mA é o máximo absoluto. Para uma operação de longo prazo fiável, é aconselhável subdimensionar e operar abaixo deste máximo, por exemplo, a 20mA.

P: Como interpreto a cor da lente "Transparente"?

R: Uma lente transparente permite ver a verdadeira cor do chip do LED quando desligado e fornece o ângulo de visão mais amplo possível para a luz emitida quando ligado. É diferente de uma lente difusa ou colorida.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Caso: Projetar um indicador de estado para uma caixa de auscultadores Bluetooth fina.A altura interna da caixa é extremamente limitada. Um LED padrão seria demasiado alto. O LTST-C194KRKT, com a sua altura de 0,3mm, pode ser montado no PCB interno. Um LED do Bin M ou N (18-45 mcd) forneceria brilho adequado para um indicador de carregamento/cheio visível através de uma pequena janela. O projetista implementaria um circuito de acionamento com uma resistência em série ligada ao pino GPIO do microcontrolador. O padrão de terra do PCB seguiria a recomendação da ficha técnica, e a casa de montagem usaria as diretrizes do perfil de refluxo IR fornecido. Os LEDs seriam encomendados em bobinas de 7" para montagem automática, e a fábrica cumpriria o tempo de vida útil de 672 horas após a abertura da bolsa para garantir a qualidade da soldadura.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-C194KRKT é baseado na tecnologia semicondutora de 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 define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, vermelho a ~631-639 nm. A lente de epóxi transparente serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz (ângulo de visão de 130 graus) e fornecer estabilidade mecânica para as ligações por fio que conectam o chip aos terminais do invólucro.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência nos LEDs indicadores e de pequeno sinal continua na direção da miniaturização e maior eficiência. A altura de 0,3mm deste dispositivo representa um esforço contínuo para reduzir o perfil dos componentes para produtos finais cada vez mais finos. Além disso, há uma pressão contínua para maior eficácia luminosa (mais saída de luz por unidade de entrada elétrica) em todas as cores, impulsionada pelas exigências de eficiência energética. A padronização da embalagem (como o padrão EIA e as especificações de fita e bobina aqui utilizadas) e a compatibilidade de processo (refluxo IR) são também tendências-chave, permitindo que os LEDs sejam tratados como componentes SMD padrão em linhas de montagem de alta velocidade. A mudança para materiais sem chumbo e compatíveis com RoHS, como visto neste produto, é agora um requisito universal da indústria.