Ficha Técnica do LED SMD Azul LTST-C191TBKT - Dimensões 3.2x1.6x0.55mm - Tensão 2.8-3.8V - Potência 76mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C191TBKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas com restrições de espaço. Pertence a uma categoria de LEDs de chip ultra-finos, apresentando um perfil notavelmente baixo de apenas 0,55 mm. Isto torna-o uma escolha ideal para retroiluminação em eletrónicos de consumo finos, luzes indicadoras em dispositivos portáteis e mostradores de estado onde o espaço vertical é limitado. O dispositivo utiliza um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), que é o padrão da indústria para produzir luz azul de alta eficiência. É embalado em fita de 8mm e fornecido em bobinas padrão de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place de alta velocidade utilizados na fabricação em volume.

1.1 Características e Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED derivam do seu design físico e elétrico. A característica mais notável é a sua altura ultra-fina de 0,55 mm, que atende diretamente à tendência de produtos finais mais delgados. É classificado como um produto verde e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), garantindo que cumpre os padrões ambientais internacionais. A tecnologia de chip InGaN proporciona alta intensidade luminosa a partir de uma fonte pequena. A sua pegada de embalagem padrão EIA (Electronic Industries Alliance) garante compatibilidade com uma vasta gama de layouts de PCB (Placa de Circuito Impresso) e bibliotecas de design existentes. Além disso, foi concebido para ser compatível com os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o método dominante para fixar componentes SMD, simplificando o fluxo de trabalho de fabricação.

2. Especificações Técnicas: Análise Aprofundada

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites absolutos e características operacionais do dispositivo, que são críticos para um design de circuito fiável.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal. A corrente contínua direta máxima (I_F) é de 20 mA. Em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms, é permitida uma corrente direta de pico mais elevada de 100 mA. A dissipação total de potência não deve exceder 76 mW, um limite ditado pela capacidade da embalagem transferir calor para a PCB. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C e pode ser armazenado em ambientes de -30°C a +100°C. Para montagem, pode suportar uma temperatura de pico de soldagem por refluxo infravermelho de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente padrão (T_a) de 25°C e a uma corrente direta de 20 mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 28,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd. O valor real para uma unidade específica depende do seu código de bin (ver Secção 3). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica (do olho humano).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um amplo ângulo de 130 graus, definido como o ponto fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo (0°). Isto indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase-Lambertiano, adequado para aplicações que requerem iluminação de área ampla em vez de um feixe focalizado.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):Tipicamente 468 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 465,0 nm a 475,0 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para corresponder à cor do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. É o parâmetro chave para a consistência de cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 25 nm. Isto mede a largura de banda da luz emitida, indicando a pureza espectral. Um valor típico para um LED azul de InGaN.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,80 V a 3,80 V a 20 mA. O valor exato é classificado por bin (ver Secção 3). Este parâmetro é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. É fundamental notar que este LEDnão foi projetado para operação reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização. Aplicar polarização reversa no circuito pode danificar o dispositivo.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C191TBKT utiliza um sistema de binning tridimensional para parâmetros-chave.

3.1 Binning de Tensão Direta

As unidades são classificadas nos bins D7 a D11 com base na sua tensão direta (V_F) a 20 mA. Por exemplo, o bin D7 contém LEDs com V_Fentre 2,80V e 3,00V, enquanto o bin D11 contém aqueles de 3,60V a 3,80V. A tolerância dentro de cada bin é de ±0,1V. Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão ajuda a manter uniformidade de brilho e consumo de energia numa matriz.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade é classificada nos códigos N, P, Q e R. O bin N cobre 28,0-45,0 mcd, e o bin R cobre a faixa mais alta de 112,0-180,0 mcd. A tolerância para cada bin de intensidade é de ±15%. Isto permite aos designers escolher um nível de brilho apropriado para a sua aplicação, equilibrando visibilidade com eficiência energética.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor (comprimento de onda dominante) é classificada em dois códigos: AC (465,0-470,0 nm) e AD (470,0-475,0 nm), com uma tolerância de ±1 nm por bin. Este controlo apertado garante variação de cor mínima, o que é essencial para aplicações como retroiluminação multi-LED ou indicadores de estado onde a correspondência de cor é importante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Figura 1 para distribuição espectral, Figura 6 para ângulo de visão), as suas implicações são padrão para LEDs de InGaN. A curva de corrente direta vs. tensão direta (I-V) mostraria a relação exponencial típica, com a tensão de joelho por volta de 2,8-3,0V. A curva de intensidade luminosa vs. corrente direta é geralmente linear até à corrente nominal, após o que a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento. O comprimento de onda dominante tem tipicamente um coeficiente de temperatura ligeiramente negativo, o que significa que pode deslocar-se para comprimentos de onda mais longos (ligeiramente mais verde) à medida que a temperatura da junção aumenta. A ampla curva de ângulo de visão de 130 graus confirma um perfil de emissão quase-Lambertiano.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas

A embalagem segue uma pegada padrão EIA. As dimensões-chave incluem um comprimento típico de 3,2 mm, uma largura de 1,6 mm e a altura definidora de 0,55 mm. Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos na ficha técnica para o design do padrão de solda da PCB. Todas as dimensões têm uma tolerância padrão de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação de Polaridade e Design dos Pads

O LED tem um ânodo e um cátodo. A polaridade é tipicamente indicada por uma marcação na embalagem ou por uma característica assimétrica na pegada. A ficha técnica inclui dimensões sugeridas para os pads de solda para garantir a formação de um filete de solda fiável durante o refluxo, o que é crítico tanto para a conexão elétrica como para a resistência mecânica. Um design adequado dos pads também auxilia na dissipação de calor.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é qualificado para processos de solda sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil de refluxo infravermelho sugerido, em conformidade com os padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (tipicamente 150-200°C), uma rampa controlada até uma temperatura de pico não excedendo 260°C, e um tempo acima do líquido (TAL) apropriado para a pasta de solda. A temperatura de pico de 260°C não deve ser excedida por mais de 10 segundos. É enfatizado que o perfil exato deve ser caracterizado para o design específico da PCB, componentes e pasta de solda utilizados.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual com ferro, a recomendação é usar uma temperatura da ponta não superior a 300°C e limitar o tempo de contacto a um máximo de 3 segundos para uma única operação apenas. O calor excessivo de um ferro de soldar pode facilmente danificar a pequena embalagem.

6.3 Condições de Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs são sensíveis à humidade. Quando armazenados na sua bolsa selada à prova de humidade original com dessecante, devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de HR e usados dentro de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Componentes expostos à humidade ambiente por mais de 672 horas (28 dias) devem ser cozidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem por refluxo para evitar o efeito "popcorn" (fissuração da embalagem devido à pressão de vapor). Para armazenamento prolongado fora da bolsa original, use um recipiente selado com dessecante.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser usados solventes especificados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos de limpeza não especificados podem danificar o material da embalagem plástica.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm de largura em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 unidades do LED LTST-C191TBKT. A fita usa uma cobertura superior para selar os bolsos vazios. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para remanescentes de produção, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O perfil ultra-fino torna este LED ideal para: retroiluminação de teclas em teclados finos ou comandos remotos, indicadores de estado em smartphones, tablets e laptops ultra-finos, iluminação de painéis em tabliers automóveis ou eletrodomésticos, e como indicador azul de uso geral em PCBs densamente povoadas.

8.2 Considerações e Notas de Design

• Acionamento por Corrente:Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Use sempre um resistor limitador de corrente em série ou um circuito driver de corrente constante. O valor do resistor é calculado usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo do bin ou da ficha técnica para garantir que a corrente não excede 20 mA nas piores condições.
• Proteção contra ESD:O chip de InGaN é sensível à descarga eletrostática (ESD). Controlos adequados de ESD (pulseiras, bancadas aterradas, pavimento condutivo) devem ser usados durante o manuseamento e montagem.
• Gestão Térmica:Embora a potência seja baixa, garantir um bom caminho térmico dos pads do LED para o cobre da PCB ajuda a manter o desempenho e longevidade, especialmente quando acionado na corrente máxima ou perto dela.
• Proteção contra Tensão Reversa:Como o dispositivo não foi projetado para polarização reversa, considere adicionar um díodo de proteção em paralelo (cátodo para ânodo) se o LED puder ser exposto a tensão reversa no circuito.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTST-C191TBKT é a sua altura de 0,55 mm, que é mais fina do que muitos LEDs SMD padrão (ex.: embalagens 0603 ou 0402 que têm frequentemente >0,8 mm de altura). Comparado com LEDs de visão lateral, oferece um formato de emissão superior com um amplo ângulo de visão. A sua tecnologia InGaN proporciona maior eficiência e melhor saturação de cor do que as tecnologias mais antigas de LED azul. O sistema abrangente de binning oferece melhor consistência de cor e brilho em comparação com alternativas não classificadas ou com binning pouco rigoroso, o que é crítico para aplicações multi-LED.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Que resistor preciso para uma fonte de 5V?

R: Usando o V_Fmáximo de 3,8V e I_Falvo de 20mA: R = (5V - 3,8V) / 0,02A = 60 Ω. Um resistor padrão de 62 Ω ou 68 Ω seria adequado. Verifique sempre com o bin V_Freal dos seus LEDs.

P: Posso acioná-lo com uma fonte de 3,3V?

R: Possivelmente, mas com cuidado. Se o V_Fdo LED estiver no extremo superior da sua faixa (ex.: 3,8V), uma fonte de 3,3V pode não o ligar totalmente ou de todo. Precisaria verificar o V_Fmínimo (2,8V) e provavelmente usar um driver de corrente constante em vez de um simples resistor para operação fiável.

P: Como interpreto o valor de intensidade luminosa?

R: A intensidade luminosa (mcd) mede o brilho numa direção específica (no eixo). O amplo ângulo de visão significa que este brilho é distribuído por uma grande área, portanto o brilho percebido numa superfície depende da distância e do ângulo. Para comparação, um LED típico de 5mm de furo passante pode ter 1000-5000 mcd mas com um feixe muito mais estreito.

P: É adequado para uso exterior?

R: A faixa de temperatura de operação (-20°C a +80°C) cobre muitas condições exteriores. No entanto, a exposição prolongada à luz solar direta (UV) e às intempéries pode degradar a embalagem plástica. Para ambientes severos, confirme a adequação com o fabricante e considere revestimentos protetores.

11. Exemplos Práticos de Design e Utilização

Exemplo 1: Barra de Estado Multi-LED:Projetando um gráfico de barras com 10 LEDs azuis. Para garantir aparência uniforme, especifique LEDs do mesmo bin de Comprimento de Onda Dominante (ex.: todos do bin AD) e do mesmo bin de Intensidade Luminosa (ex.: todos do bin P). Acione-os com uma única fonte de corrente constante partilhada via transistores ou um IC driver de LED para garantir corrente idêntica e, portanto, brilho e cor idênticos.

Exemplo 2: Retroiluminação de um Interruptor de Membrana Fino:A altura de 0,55mm permite que o LED se encaixe atrás de uma camada de membrana e de um difusor numa montagem com menos de 2mm de espessura. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante iluminação uniforme do ícone do interruptor. Uma corrente de 10-15 mA (em vez de 20 mA) pode ser suficiente, reduzindo o consumo de energia e o calor.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-C191TBKT é baseado na tecnologia semicondutora de InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de Nitreto de Gálio e Índio na estrutura de poço quântico determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para luz azul, é necessária uma banda proibida correspondente a aproximadamente 2,6-2,7 eletrões-volt (eV). A embalagem plástica serve para proteger o frágil die semicondutor, fornecer uma estrutura mecânica e incorporar uma lente que molda a saída de luz, resultando no amplo ângulo de visão.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo continua em direção à miniaturização (pegadas menores e perfis mais baixos) e maior eficiência (mais saída de luz por watt de entrada elétrica). Há também uma pressão para melhor consistência de cor e binning mais apertado por parte dos fabricantes. A adoção de materiais sem chumbo e sem halogéneos para conformidade ambiental é padrão. Em termos de aplicação, a integração é fundamental, com os LEDs a serem cada vez mais co-embalados com drivers ou sensores, ou embutidos diretamente nas PCBs. A tecnologia subjacente de InGaN é madura, mas continua a ver melhorias incrementais na eficiência quântica interna e longevidade.