Ficha Técnica do LED SMD LTW-C191DS5 - Altura 0.55mm - Máx. 3.15V - Potência 72mW - Cor Branca - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C191DS5 é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas com restrições de espaço. A sua característica principal é um perfil excecionalmente baixo, com uma altura de encapsulamento de apenas 0,55 milímetros. Este fator de forma superfino torna-o ideal para integração em eletrónica de consumo fina, unidades de retroiluminação para ecrãs e aplicações de sinalização onde a folga vertical é limitada.

Utilizando um material semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), este LED emite luz branca. O encapsulamento está em conformidade com os contornos padrão da EIA (Electronic Industries Alliance), garantindo compatibilidade com máquinas automáticas de pick-and-place padrão da indústria e sistemas de embalagem em fita e bobina. O produto é especificado como um Produto Verde e está em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), o que significa que é fabricado sem o uso de certos materiais perigosos como chumbo, mercúrio e cádmio.

As principais vantagens deste componente incluem a sua pegada miniaturizada, compatibilidade com processos de montagem automática de alto volume e adequação para soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o método de soldagem padrão utilizado nas linhas de montagem de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada num projeto fiável.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem exceder a sua temperatura máxima de junção.
• Corrente Contínua Direta (IF):20 mA. A corrente contínua direta máxima que pode ser aplicada.
• Corrente de Pico Direta:100 mA, mas apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). Isto permite flashes breves e de alta intensidade.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura imediata. A ficha técnica nota explicitamente que a operação com tensão reversa não pode ser contínua.
• Gama de Temperatura de Operação (Topr):-30°C a +85°C. A gama de temperatura ambiente para a qual o dispositivo foi projetado para funcionar.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-55°C a +105°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:Suporta uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, alinhando-se com perfis típicos de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. O projeto deve basear-se nos limites mínimos e máximos, não apenas nos valores típicos.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 71,0 mcd a um típico de 180,0 mcd a uma corrente direta (IF) de 5 mA. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus. Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano, adequado para iluminação de área em vez de feixes focados.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Os valores típicos são x=0,304, y=0,301 a IF=5mA, colocando o ponto branco dentro de uma região específica do espaço de cor CIE 1931. Aplica-se uma tolerância de ±0,01 a estas coordenadas.
• Tensão Direta (VF):Entre 2,70 V (mín.) e 3,15 V (máx.) a IF=5mA. Esta gama é crítica para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA quando é aplicada uma tensão reversa (VR) de 5V.

Precaução contra Descarga Eletrostática (ESD):O LED é sensível à eletricidade estática e a surtos de tensão. Controlos ESD adequados, como estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas e embalagem antiestática, são obrigatórios durante a manipulação.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Devido a variações inerentes na fabricação de semicondutores, os LEDs são classificados em grupos de desempenho (bins). O LTW-C191DS5 utiliza um sistema de classificação tridimensional:

3.1 Classificação por Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados com base na sua queda de tensão a 5 mA.

- Bin A: 2,70V - 2,85V

- Bin B: 2,85V - 3,00V

- Bin C: 3,00V - 3,15V

Tolerância: ±0,1V por bin.

3.2 Classificação por Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs são classificados pela sua saída de luz a 5 mA.

- Bin Q: 71,0 mcd - 112,0 mcd

- Bin R: 112,0 mcd - 180,0 mcd

Tolerância: ±15% por bin.

3.3 Classificação por Tom (Cor)

Este é o bin mais complexo, definindo as coordenadas de cor no diagrama CIE 1931. Seis bins (S1 a S6) são definidos por quadriláteros que especificam os limites das coordenadas (x,y). O diagrama fornecido mapeia visualmente estes bins. O ponto de cromaticidade típico (x=0,304, y=0,301) situa-se na região S3/S4. A tolerância no tom é de ±0,01 em ambas as coordenadas x e y.

Esta classificação permite aos projetistas selecionar LEDs com propriedades elétricas e ópticas rigidamente controladas para um desempenho consistente na sua aplicação, especialmente importante em matrizes multi-LED onde a uniformidade de cor e brilho é crítica.

4. Informação Mecânica e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

A ficha técnica inclui desenhos dimensionados detalhados do encapsulamento do LED. As características principais incluem a altura máxima de 0,55mm e a pegada padrão EIA para manuseamento automático. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,10mm, salvo indicação em contrário.

4.2 Layout Sugerido para as Pistas de Soldagem

É fornecida uma recomendação para o padrão de pistas (footprint) na PCB. Seguir este projeto é crucial para obter juntas de solda fiáveis, evitar o efeito "tombstoning" (uma extremidade levanta) e garantir o alinhamento adequado durante o refluxo.

4.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada, selada com fita de cobertura e enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 5.000 peças. A embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA 481-1-A-1994. São fornecidas as dimensões principais da fita e da bobina para configuração dos alimentadores nas máquinas de montagem.

5. Diretrizes de Montagem, Manuseamento e Fiabilidade

5.1 Processo de Soldagem

O componente é totalmente compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho. É fornecido um perfil de refluxo sugerido, com os seguintes parâmetros principais:

- Pré-aquecimento:150-200°C

- Tempo de Pré-aquecimento:Máx. 120 segundos

- Temperatura de Pico:Máx. 260°C

- Tempo acima de 260°C:Máx. 10 segundos

- Número de ciclos de refluxo:Máximo duas vezes.

A ficha técnica referencia normas JEDEC para o desenvolvimento do perfil e enfatiza que o perfil final deve ser caracterizado para o projeto específico da PCB, componentes e pasta de soldar utilizados.

Para retrabalho manual com ferro de soldar, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos, apenas uma vez.

5.2 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. O uso de produtos químicos não especificados pode danificar o encapsulamento do LED.

5.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são dispositivos sensíveis à humidade. São delineadas condições de armazenamento rigorosas:

- Saco Selado:Armazenar a ≤30°C e ≤90% HR. Utilizar no prazo de um ano após abertura do saco.

- Após Abertura do Saco:Armazenar a ≤30°C e ≤60% HR. Recomenda-se completar o refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias).

- Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.

- Exposição >672 horas:É necessário um tratamento térmico (bake-out) a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do encapsulamento durante o refluxo).

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicações Típicas

O LTW-C191DS5 destina-se a equipamentos eletrónicos comuns, incluindo:

- Indicadores de estado em eletrónica de consumo (telemóveis, tablets, routers).

- Retroiluminação para ecrãs LCD, teclados ou painéis em dispositivos finos.

- Iluminação decorativa em eletrodomésticos.

- Luzes indicadoras de uso geral.

Limitação Importante de Aplicação:A ficha técnica declara explicitamente que este LED não foi projetado para aplicações onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transportes). Para tais aplicações de alta fiabilidade, é necessária consulta para um produto especializado.

6.2 Projeto do Circuito

1. Limitação de Corrente:Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série ou um circuito de acionamento de corrente constante é essencial para evitar exceder a corrente direta contínua máxima (20 mA), mesmo que a tensão da fonte de alimentação flutue. O projeto deve ter em conta o bin de tensão direta (A, B ou C).

2. Proteção contra Tensão Reversa:Como a tensão reversa máxima é de apenas 5V, deve ter-se cuidado no projeto do circuito para evitar expor o LED a polarização reversa, especialmente em aplicações de sinal AC ou bipolar. Pode ser necessário um díodo de proteção em paralelo (cátodo a cátodo).

3. Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW), garantir uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas sob a almofada térmica do LED (se aplicável) ajuda a manter uma temperatura de junção mais baixa, o que é crítico para a estabilidade da saída luminosa a longo prazo e para a vida útil.

6.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus fornece um padrão de luz amplo e difuso. Para aplicações que requerem um feixe mais direcionado, seriam necessárias óticas secundárias (lentes, guias de luz) projetadas e colocadas sobre o LED. O perfil superfino é vantajoso quando integrado em conjuntos ópticos compactos ou atrás de placas guia de luz (LGPs) finas.

7. Comparação e Posicionamento Técnico

O principal diferenciador do LTW-C191DS5 é a sua altura de 0,55mm. Comparado com LEDs de encapsulamento padrão 0603 ou 0402, que têm tipicamente 0,8-1,0mm de altura, isto representa uma redução significativa na altura Z. Isto permite produtos finais mais finos. A sua tecnologia InGaN fornece uma fonte de luz branca moderna e eficiente em comparação com tecnologias mais antigas. A estrutura abrangente de classificação oferece melhor consistência para aplicações sensíveis à qualidade do que LEDs não classificados ou classificados de forma ampla. A sua compatibilidade com processos SMT padrão torna-o uma substituição direta para LEDs mais espessos em muitos projetos, oferecendo um caminho direto para a miniaturização do produto.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, 20mA é a corrente direta contínua máxima.contínuaPara uma longevidade ótima e para ter em conta efeitos térmicos, é frequentemente recomendado acioná-lo a uma corrente mais baixa (ex.: 10-15 mA).

P: Qual é a diferença entre os bins de intensidade luminosa Q e R?

R: Os LEDs do Bin R têm uma intensidade luminosa mínima mais alta (112 mcd vs. 71 mcd) à mesma corrente de teste de 5mA. Selecionar o Bin R garante uma saída mais brilhante, mas pode ter um custo ligeiramente superior.

P: Porque é que a humidade de armazenamento é tão crítica após abrir o saco?

R: O encapsulamento do LED pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida transforma-se rapidamente em vapor, podendo causar delaminação interna ou fissuração do encapsulamento plástico ("efeito pipoca"). As condições de armazenamento especificadas e os requisitos de tratamento térmico previnem este modo de falha.

P: Como interpreto o diagrama de classificação por Tom?

R: O diagrama CIE 1931 representa a cor. Os seis quadriláteros rotulados (S1-S6) representam as regiões aceitáveis de coordenadas de cor para os LEDs nesse bin de tom. As coordenadas (x,y) medidas de um LED devem cair dentro do polígono do seu bin atribuído. Isto garante que todos os LEDs rotulados com o mesmo bin de tom parecerão da mesma cor ao olho humano em condições padrão.

9. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um indicador de estado para um rastreador Bluetooth ultra-fino.

O design industrial do produto permite apenas 0,6mm de altura interna para o conjunto do LED indicador. Um LED padrão não caberia.

Solução:O LTW-C191DS5, com a sua altura de 0,55mm, é selecionado. O projetista utiliza as dimensões do encapsulamento para criar um recorte na PCB, permitindo que o LED fique nivelado com a placa, poupando décimos de milímetro cruciais. Um circuito integrado de acionamento de corrente constante configurado para 5mA é utilizado para garantir brilho consistente independentemente da queda de tensão da bateria. LEDs do Bin R e do Bin de Tom S3 são especificados na Lista de Materiais para garantir luz branca brilhante e uniforme em todas as unidades de produção. A empresa de montagem segue o perfil de refluxo recomendado e a regra de vida útil de 672 horas, resultando num elevado rendimento de fabrico e desempenho fiável no campo.

10. Introdução Tecnológica e Tendências

Tecnologia InGaN:O Nitreto de Gálio e Índio é o material semicondutor utilizado neste LED branco. Tipicamente, um chip InGaN emissor de azul é combinado com um revestimento de fósforo amarelo dentro do encapsulamento. A luz azul excita o fósforo, que reemite luz amarela; a mistura de azul e amarelo é percebida pelo olho humano como branca. Este é um método altamente eficiente para produzir luz branca a partir de dispositivos de estado sólido.

Tendências da Indústria:A pressão para a miniaturização na eletrónica continua inabalável. Componentes como o LTW-C191DS5 representam a tendência contínua de redução da altura Z (espessura) de componentes passivos e ativos para permitir smartphones, tablets, wearables e dispositivos IoT cada vez mais finos. Além disso, a ênfase na classificação precisa reflete a procura do mercado por maior qualidade e consistência visual em produtos de consumo. A integração da conformidade RoHS e compatibilidade com processos de refluxo sem chumbo e de alta temperatura é agora um requisito básico, impulsionado por regulamentações ambientais globais.