Folha de Dados do LED Azul LTST-C190TBKT-10A - Dimensões 3.2x1.6x0.8mm - Tensão 2.75-3.35V - Potência 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED azul de alto desempenho para montagem superficial, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem fatores de forma compactos e operação confiável. O dispositivo caracteriza-se pelo seu perfil excecionalmente baixo, tornando-o adequado para projetos com restrições de espaço, como displays ultra-finos, unidades de retroiluminação e eletrónica de consumo portátil.

As principais vantagens deste componente incluem a sua conformidade com as normas RoHS e de produto ecológico, garantindo amizade ambiental. Utiliza um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), conhecido por produzir luz azul de alta eficiência. O pacote é totalmente compatível com equipamentos padrão de montagem pick-and-place automatizada e está qualificado para uso com processos de soldagem por refluxo infravermelho sem chumbo (Pb-free), alinhando-se com os requisitos de fabrico contemporâneos.

O mercado-alvo abrange uma ampla gama de indústrias, incluindo, mas não se limitando a, eletrónica de consumo (smartphones, tablets, laptops), iluminação interior automotiva, indicadores de estado, iluminação de painéis e iluminação decorativa geral onde é necessária uma fonte pontual azul brilhante e confiável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação de potência contínua máxima é de 76 miliwatts (mW). A corrente direta contínua não deve exceder 20 mA para uma operação de longo prazo confiável. Para aplicações pulsadas, é permitida uma corrente direta de pico de 100 mA sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 milissegundos. O componente 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. Crucialmente, pode suportar soldagem por refluxo infravermelho a uma temperatura de pico de 260°C por uma duração de 10 segundos, o que é padrão para montagem sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a Ta=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 10 mA.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 18,0 milicandelas (mcd) a um valor típico de 90,0 mcd. Isto é medido usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva padrão de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):É especificado um amplo ângulo de visão de 130 graus. Isto é definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo).
• Comprimento de Onda de Pico (λP):O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte é tipicamente 468 nanómetros (nm).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Este parâmetro, derivado do diagrama de cromaticidade CIE, define a cor percebida do LED. Varia de 465,0 nm a 475,0 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):A meia-largura da linha espectral é de 25 nm, indicando a dispersão dos comprimentos de onda emitidos em torno do pico.
• Tensão Direta (VF):A 10 mA, a queda de tensão no LED varia de 2,75 Volts (mín.) a 3,35 Volts (máx.).
• Corrente Reversa (IR):Com uma tensão reversa (VR) de 5V aplicada, a corrente de fuga é no máximo de 10 microamperes (μA). É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

Cuidado com Descarga Eletrostática (ESD):O LED é sensível à eletricidade estática e a surtos de tensão. Procedimentos adequados de manuseio ESD, incluindo o uso de pulseiras aterradas, luvas antiestáticas e equipamentos aterrados, são obrigatórios durante o manuseio e montagem para evitar danos.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção e aplicação, os LEDs são classificados em bins de desempenho com base em parâmetros chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de circuito e ópticos.

3.1 Binning de Tensão Direta

As unidades são categorizadas em bins (J8, J9, J10, J11) com base na sua tensão direta a 10 mA. Cada bin tem uma tolerância de ±0,1V.

• J8: 2,75V - 2,90V
• J9: 2,90V - 3,05V
• J10: 3,05V - 3,20V
• J11: 3,20V - 3,35V

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados (M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1) de acordo com a sua saída de intensidade luminosa a 10 mA, com uma tolerância de ±15% por bin. Esta faixa abrange desde 18,0 mcd (M1 mín.) até 90,0 mcd (Q1 máx.).

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A consistência da cor é controlada através dos bins de comprimento de onda AC e AD, cada um com uma tolerância de ±1 nm.

• AC: 465,0 nm - 470,0 nm
• AD: 470,0 nm - 475,0 nm

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na folha de dados (ex.: Figura 1 para emissão espectral, Figura 6 para ângulo de visão), os dados fornecidos permitem uma análise crítica. A relação entre a corrente direta (IF) e a intensidade luminosa (Iv) é tipicamente super-linear em correntes mais baixas, tornando-se mais linear e depois saturando em correntes mais altas. Os projetistas devem operar dentro do limite de corrente contínua especificado para evitar degradação acelerada. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. As características espectrais (comprimento de onda de pico e dominante) também dependem da temperatura, geralmente deslocando-se para comprimentos de onda mais longos (desvio para o vermelho) com o aumento da temperatura, o que é uma propriedade fundamental das fontes de luz semicondutoras.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo apresenta um pacote padrão EIA com geometria ultra-fina. A dimensão chave é a sua altura de 0,80 mm (máximo). Outras dimensões críticas incluem o comprimento e a largura, que são padrão para este tipo de pacote, garantindo compatibilidade com montagem automatizada. Todas as tolerâncias dimensionais são tipicamente ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. Desenhos dimensionados detalhados são essenciais para o projeto do padrão de trilhas na PCB.

5.2 Identificação de Polaridade e Design das Trilhas

O componente tem terminais de ânodo e cátodo. A polaridade é tipicamente indicada por uma marcação no pacote, como um entalhe, um ponto ou um canto cortado. A folha de dados inclui dimensões sugeridas para as trilhas de soldagem para garantir uma junta de solda confiável, alinhamento adequado e alívio térmico suficiente durante o processo de refluxo. Aderir a estas recomendações é crucial para o rendimento de fabrico e a fiabilidade a longo prazo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho (IR) sugerido para processos de montagem sem chumbo. Este perfil baseia-se em normas JEDEC para garantir montagem confiável. Os parâmetros chave incluem:

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos para permitir aquecimento uniforme e evaporação de solventes.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:O componente deve ser exposto à temperatura de pico por um máximo de 10 segundos. O refluxo deve ser realizado no máximo duas vezes.

É enfatizado que o perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e das características do forno, sendo recomendada a caracterização ao nível da placa.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto com o terminal do LED deve ser limitado a um máximo de 3 segundos para uma única operação apenas. Calor excessivo pode danificar irreversivelmente o chip do LED ou o pacote de plástico.

6.3 Limpeza

Não devem ser usados produtos químicos de limpeza não especificados, pois podem danificar o pacote do LED. Se for necessária limpeza após a soldagem (ex.: para remover resíduos de fluxo), o método recomendado é imergir a placa montada em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente normal por menos de um minuto.

7. Armazenamento e Manuseio

O armazenamento adequado é vital para manter a soldabilidade e prevenir danos induzidos por humidade ("efeito pipoca") durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Os LEDs na sua bolsa de barreira à humidade original com dessecante devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil nestas condições é de um ano.
• Embalagem Aberta:Uma vez que a bolsa de barreira é aberta, os componentes ficam expostos à humidade ambiente. Devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% HR. É fortemente recomendado completar o processo de refluxo IR dentro de uma semana após a abertura.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Para armazenamento além de uma semana, os componentes devem ser colocados num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com nitrogénio.
• Secagem (Baking):Componentes armazenados fora da sua embalagem original por mais de uma semana devem ser secos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida.

8. Embalagem e Informações de Pedido

O produto é fornecido no formato fita e carretel, compatível com máquinas de montagem automatizada.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro do Carretel:7 polegadas.
• Quantidade por Carretel:4000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme com as especificações ANSI/EIA-481-1-A-1994. Os bolsos vazios na fita transportadora são selados com fita de cobertura.

O número de peça LTST-C190TBKT-10A codifica atributos específicos: provavelmente série (LTST-C190), cor (Azul/B), variante de pacote (KT) e código de bin (10A).

9. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

9.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é projetado para uso em equipamentos eletrónicos comuns, incluindo:

• Luzes de estado e indicadores em dispositivos de consumo (routers, carregadores, eletrodomésticos).
• Retroiluminação para teclas, símbolos ou pequenos painéis LCD.
• Iluminação decorativa em interiores automóveis.
• Iluminação de uso geral onde é necessária uma fonte de luz azul compacta.

Aviso Importante:O dispositivo não se destina a aplicações onde uma falha possa colocar diretamente em risco a vida ou a saúde (ex.: controlo de aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança críticos). É necessária consulta com o fabricante para tais aplicações de alta fiabilidade.

9.2 Considerações de Projeto de Circuito

1. Limitação de Corrente:Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório quando alimentado por uma fonte de tensão para definir a corrente de operação e prevenir fuga térmica. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da folha de dados para um projeto conservador.
2. Dissipação de Potência:Certifique-se de que o produto de I_Fe V_Fnão excede a classificação de potência máxima absoluta de 76 mW, considerando a pior condição de temperatura de operação.
3. Proteção contra Tensão Reversa:Como o LED tem uma baixa tensão de ruptura reversa, os projetos de circuito devem impedir a aplicação de polarização reversa. Em aplicações de CA ou sinal bidirecional, pode ser necessário um diodo de proteção em paralelo.
4. Gestão Térmica:Embora a potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno das trilhas de solda ajuda a dissipar calor, mantendo o desempenho e longevidade do LED, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente.
5. Proteção ESD:Incorpore dispositivos de proteção ESD (ex.: diodos TVS) nas linhas de entrada se o LED estiver numa localização exposta, como um indicador de painel.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador deste componente é o seu perfil ultra-baixo de 0,80 mm. Comparado com LEDs SMD padrão que frequentemente têm 1,0 mm ou mais, isto permite integração em produtos finais cada vez mais finos. O uso de um chip InGaN proporciona maior eficiência e saída mais brilhante em comparação com tecnologias mais antigas para emissão azul. A sua qualificação para refluxo IR sem chumbo padrão torna-o uma substituição direta para muitos projetos existentes que procuram reduzir a altura do componente sem alterar o processo de montagem. O sistema abrangente de binning oferece aos projetistas flexibilidade para selecionar graus otimizados em custo ou desempenho para a sua aplicação específica.

11. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R1: O Comprimento de Onda de Pico (λP) é o comprimento de onda físico onde a potência espectral de saída é mais alta. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é um valor calculado a partir da colorimetria que representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que corresponderia à cor percebida do LED. O λd é mais relevante para aplicações baseadas em cor.

P2: Posso alimentar este LED a 20 mA continuamente?

R2: Sim, 20 mA é a corrente direta contínua máxima classificada. No entanto, para máxima longevidade e considerando condições térmicas do mundo real, alimentá-lo a uma corrente mais baixa (ex.: 10-15 mA) é frequentemente uma boa prática, pois a eficiência luminosa é frequentemente ainda alta nestes níveis.

P3: Por que é necessária secagem (baking) antes da soldagem?

R3: Os pacotes SMD de plástico podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo de alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o pacote ou delaminar interfaces internas—um fenómeno conhecido como "efeito pipoca". A secagem remove esta humidade.

P4: Como interpreto o código de bin "10A" no número de peça?

R4: O sufixo "10A" tipicamente especifica uma combinação de bins de desempenho para tensão direta, intensidade luminosa e comprimento de onda dominante. Deve-se cruzar a lista de códigos de bin na folha de dados ou com o fabricante para conhecer as faixas exatas garantidas para V_F, I_v, e λ_dpara esse código de encomenda específico.

12. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projetar um indicador de estado de energia azul para um dispositivo alimentado por USB (fonte de 5V).

Passo 1 - Escolher Ponto de Operação:Selecionar uma corrente intermédia de 12 mA para um bom equilíbrio entre brilho e vida útil.

Passo 2 - Determinar Tensão Direta:Usar o V_Fmáximo do bin J11 para um projeto conservador: 3,35V.

Passo 3 - Calcular Resistor em Série:R = (5,0V - 3,35V) / 0,012A = 137,5 Ω. O valor padrão E24 mais próximo é 150 Ω.

Passo 4 - Recalcular Corrente Real:Usando um V_Ftípico de 3,0V (do bin J10), I_F= (5,0V - 3,0V) / 150Ω ≈ 13,3 mA, o que é seguro e dentro dos limites.

Passo 5 - Verificar Potência:Pior caso de potência no LED: P = 3,35V * 13,3mA ≈ 44,6 mW, que está bem abaixo do máximo de 76 mW.

Passo 6 - Layout da PCB:Colocar o resistor de 150Ω em série com o ânodo do LED. Fornecer uma pequena área de cobre ligada à trilha do cátodo do LED para ligeira dissipação de calor. Garantir que a marcação de polaridade no silk-screen da PCB corresponde à marcação do LED.

13. Introdução Tecnológica

Este LED baseia-se na tecnologia semicondutora de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) cultivada num substrato, tipicamente safira ou carbeto de silício. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do poço quântico do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida e, assim, o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, azul. A resina epóxi da lente transparente é formulada para ser transparente a este comprimento de onda e fornece proteção ambiental e estabilidade mecânica. O perfil ultra-fino é alcançado através de técnicas avançadas de moldagem de pacote e fixação do chip.

14. Tendências da Indústria

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo continua em direção à miniaturização e maior eficiência. A altura de 0,8mm deste dispositivo representa um passo nesta direção, permitindo produtos finais mais finos. Há também um impulso contínuo para maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico de entrada) dos chips InGaN. Além disso, tolerâncias de binning mais apertadas e capacidades de mistura de cores mais sofisticadas são exigidas para aplicações que requerem reprodução de cor precisa e uniforme, como displays RGB de cor completa e iluminação automotiva avançada. A integração de circuitos de acionamento e múltiplos chips LED em pacotes únicos (ex.: COB - Chip-on-Board) é outra tendência significativa, embora LEDs discretos como este permaneçam essenciais para indicadores de fonte pontual e layouts de projeto flexíveis.