Ficha Técnica do LED SMD Azul LTST-C170TBKT-5A - Dimensões 3.2x1.6x1.1mm - Tensão 2.8V - Potência 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C170TBKT-5A é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Pertence a uma família de LEDs de chip extra finos, apresentando uma altura de apenas 1,10 mm, o que o torna adequado para aplicações com restrições rigorosas de espaço. O dispositivo utiliza um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), conhecido por produzir luz azul de alta luminosidade de forma eficiente. É embalado em fita padrão da indústria de 8 mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place e montagem de alta velocidade, comumente utilizados na fabricação eletrónica.

Este LED é classificado como um produto verde, o que significa que está em conformidade com a diretiva Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). Também foi projetado para ser compatível com processos de soldagem por reflow infravermelho (IR), que é o padrão para montar componentes de montagem em superfície em placas de circuito impresso (PCBs). As suas características elétricas são compatíveis com níveis lógicos de circuitos integrados (ICs), simplificando o projeto do circuito de acionamento.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. São especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que a embalagem do LED pode dissipar com segurança na forma de calor durante operação contínua.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para evitar superaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável a longo prazo.
• Faixa de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. O funcionamento do dispositivo é garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem degradação dentro destes limites.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:260°C por 10 segundos. Isto define a temperatura de pico e a tolerância de tempo para processos de soldagem por reflow.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente de teste padrão (I_F) de 5 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):11,2 - 45,0 mcd (milicandela). Esta é uma medida do brilho percebido do LED pelo olho humano. A ampla gama indica que o dispositivo está disponível em diferentes bins de brilho (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo central (0°). Um ângulo de 130° indica um padrão de visão muito amplo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):468 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica de saída está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):470,0 - 475,0 nm. Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida da luz, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. Esta gama corresponde à cor azul.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):25 nm. Esta é a largura do espectro emitido à metade da sua potência máxima, indicando a pureza espectral da luz azul.
• Tensão Direta (V_F):2,65 - 3,05 V (Típico 2,80V). Esta é a queda de tensão no LED quando alimentado com a corrente de teste especificada. É um parâmetro chave para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R=5V. Os LEDs não são projetados para operação em polarização reversa. Este parâmetro é testado apenas para garantia de qualidade.

Notas Importantes:A intensidade luminosa é medida com um filtro que simula a resposta do olho humano (curva CIE). O dispositivo é sensível à Descarga Eletrostática (ESD); precauções adequadas contra ESD (pulseiras aterradas, equipamento aterrado) são obrigatórias durante o manuseio.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C170TBKT-5A utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta

As unidades estão em Volts (V) medidos a I_F= 5 mA. A tolerância em cada bin é de ±0,1V.

• Código Bin 1: 2,65V (Mín.) a 2,75V (Máx.)
• Código Bin 2: 2,75V a 2,85V
• Código Bin 3: 2,85V a 2,95V
• Código Bin 4: 2,95V a 3,05V

Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com V_Fpróximas para aplicações que requerem brilho uniforme quando alimentados em paralelo.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

As unidades estão em milicandelas (mcd) medidos a I_F= 5 mA. A tolerância em cada bin é de ±15%.

• L1: 11,2 a 14,0 mcd
• L2: 14,0 a 18,0 mcd
• M1: 18,0 a 22,4 mcd
• M2: 22,4 a 28,0 mcd
• N1: 28,0 a 35,5 mcd
• N2: 35,5 a 45,0 mcd

Esta ampla gama de bins permite a seleção com base nos requisitos de brilho da aplicação, desde luzes indicadoras até retroiluminação.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

As unidades estão em nanómetros (nm) medidos a I_F= 5 mA. A tolerância é de ±1 nm.

• Código Bin AD: 470,0 nm a 475,0 nm

Isto garante um tom de azul consistente em todos os dispositivos desta referência.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto, as suas implicações são analisadas abaixo.

4.1 Curva Corrente vs. Tensão (I-V)

A curva I-V para um LED InGaN como este mostra uma subida exponencial característica. A tensão direta (V_F) é relativamente constante para uma dada corrente, mas tem um coeficiente de temperatura negativo—diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto deve ser considerado em esquemas de acionamento a tensão constante para evitar fuga térmica.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta na faixa de operação típica (até 20mA). No entanto, a eficiência (lúmens por watt) tipicamente atinge o pico a uma corrente inferior à classificação máxima e diminui a correntes mais altas devido ao aumento da geração de calor e efeitos de "droop" no semicondutor.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral mostraria um único pico centrado em torno de 468-470 nm com uma largura a meia altura típica de 25 nm. O comprimento de onda dominante (cor percebida) é derivado deste espectro. O espectro é amplamente estável com a corrente, mas o comprimento de onda de pico pode deslocar-se ligeiramente (tipicamente 0,1-0,2 nm/°C) com mudanças na temperatura da junção.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED apresenta um contorno de embalagem padrão da indústria EIA. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3,2mm (comprimento) x 1,6mm (largura) e o perfil ultra fino definidor de 1,10mm (altura). Todas as tolerâncias dimensionais são tipicamente ±0,10mm, salvo especificação em contrário no desenho mecânico detalhado. A lente é transparente, o que é ideal para LEDs azuis, pois não altera a cor.

5.2 Identificação de Polaridade e Design dos Terminais

O componente tem um ânodo e um cátodo. A polaridade é tipicamente indicada por uma marcação na embalagem, como um entalhe, um ponto ou um canto cortado. A ficha técnica inclui dimensões sugeridas para os terminais de soldagem no layout da PCB. Seguir estas recomendações é crucial para obter uma junta de solda confiável, um alinhamento adequado durante o reflow e gerir o stress térmico. O design dos terminais também ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (uma extremidade levantar durante a soldagem).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O dispositivo é compatível com soldagem por reflow infravermelho para pasta de solda sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil sugerido, que geralmente segue os padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C por até 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):O tempo dentro de 5°C da temperatura de pico deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. O reflow não deve ser realizado mais do que duas vezes.

O perfil exato deve ser caracterizado para o projeto específico da PCB, componentes e forno utilizados.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado:

• A temperatura do ferro de soldar não deve exceder 300°C.
• O tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos por terminal.
• A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez para evitar danos térmicos na embalagem plástica e no chip semicondutor.

6.3 Armazenamento e Manuseio

Armazenamento (Saco Selado):Os LEDs são sensíveis à humidade (MSL). Quando armazenados na bolsa à prova de humidade original com dessecante, devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de HR e utilizados dentro de um ano a partir da data de selagem da bolsa.Armazenamento (Após Abertura do Saco):Uma vez aberto, o ambiente não deve exceder 30°C / 60% de HR. Recomenda-se completar o reflow IR dentro de 672 horas (28 dias) de exposição. Para exposição mais longa, é necessário um cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração da embalagem durante o reflow).

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, devem ser utilizados apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool isopropílico (IPA) ou álcool etílico. O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar o material da embalagem plástica ou a lente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada, selada com uma fita de cobertura e enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro.

• Quantidade por Bobina:3000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Qualidade:O número máximo de componentes consecutivos em falta ("lâmpadas em falta") na fita é de dois.

Esta embalagem é otimizada para linhas de montagem SMT automatizadas.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Devido ao seu perfil ultra fino, ângulo de visão amplo e cor azul, este LED é bem adequado para:

• Indicadores de Estado:Indicadores de energia, conectividade ou atividade em eletrónica de consumo, equipamentos de rede e eletrodomésticos.
• Retroiluminação:Iluminação lateral para pequenos ecrãs LCD, iluminação de teclado ou iluminação decorativa em dispositivos finos.
• Eletrónica de Consumo:Iluminação decorativa em smartphones, tablets, periféricos de jogos e wearables onde a altura é crítica.
• Iluminação Interior Automóvel:Para indicadores no painel de instrumentos ou iluminação ambiente, considerando a faixa de temperatura de operação.

8.2 Considerações de Projeto

Acionamento de Corrente:Utilize sempre um resistor limitador de corrente em série ou um circuito de acionamento de corrente constante. Alimentar o LED diretamente de uma fonte de tensão resultará em corrente excessiva e falha rápida. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno dos terminais térmicos (se existirem) ou um arrefecimento geral da placa ajudará a manter a eficiência e longevidade do LED, especialmente quando operado próximo da corrente máxima ou a altas temperaturas ambientes.Projeto Óptico:A lente transparente e o amplo ângulo de visão proporcionam um padrão de luz amplo e difuso. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A saída de luz azul está numa gama que pode ser usada com fósforos para criar luz branca em algumas aplicações.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais fatores diferenciadores do LTST-C170TBKT-5A são a suaaltura ultra fina de 1,10mme o uso de umchip InGaN de alta luminosidade. Comparado com tecnologia mais antiga, como LEDs azuis de GaP (Fosfeto de Gálio), o InGaN oferece uma eficiência luminosa significativamente maior e uma cor azul mais saturada. O perfil fino é uma vantagem chave sobre os LEDs SMD padrão (que frequentemente têm 1,5-2,0mm de altura) em eletrónica moderna com restrições de espaço. O amplo ângulo de visão de 130 graus também é notável em comparação com LEDs de ângulo mais estreito usados para iluminação focada.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda específico onde a potência óptica de saída está literalmente no seu máximo. É uma medição física.
Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Um valor calculado a partir do gráfico de cores CIE que representa o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor que a saída do LED para o olho humano. Define a cor percebida. Para um LED azul, eles estão frequentemente próximos, como neste caso (468nm vs. 470-475nm).

10.2 Posso alimentar este LED continuamente com 20mA?

Sim, 20mA é aCorrente Direta Contínuamáxima recomendada. Para uma vida útil e eficiência ideais, alimentá-lo a uma corrente mais baixa, como 5mA (a condição de teste) ou 10mA, é frequentemente suficiente para fins de indicação e reduz a geração de calor.

10.3 Por que a proteção contra ESD é tão importante para LEDs?

A junção semicondutora num LED, especialmente os tipos de InGaN de alta luminosidade, é muito sensível a descargas eletrostáticas de alta tensão. Um choque estático imperceptível para um ser humano pode degradar instantaneamente ou destruir a capacidade de saída de luz do LED, danificando as camadas semicondutoras microscópicas. Sempre manuseie num ambiente seguro contra ESD.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um indicador de estado de baixa potência para uma coluna Bluetooth portátil. O indicador deve ser visível à luz do dia, ter um amplo ângulo de visão e caber dentro de um invólucro com 1,5mm de altura.
Racional de Seleção:O LTST-C170TBKT-5A foi escolhido pela sua altura de 1,10mm e ângulo de visão de 130°. A cor azul proporciona um bom contraste e é comumente associada à tecnologia Bluetooth.
Projeto do Circuito:A placa principal da coluna tem uma linha de 3,3V. Visando uma corrente direta de 10mA para bom brilho e eficiência. Usando a V_Ftípica de 2,8V: R = (3,3V - 2,8V) / 0,01A = 50 Ohms. Um resistor padrão de 51 ohms é selecionado. A dissipação de potência no LED é P = V_F* I_F= 2,8V * 0,01A = 28mW, bem abaixo do máximo de 76mW.
Layout:O layout sugerido para os terminais da ficha técnica é utilizado na PCB. É mantida uma pequena área de exclusão sob o LED para evitar a ascensão da solda por capilaridade.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os diodos emissores de luz são dispositivos semicondutores que convertem energia elétrica diretamente em luz através de um processo chamado eletroluminescência. O LTST-C170TBKT-5A utiliza uma heteroestrutura baseada em InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa (o poço quântico). Quando um eletrão se recombina com uma lacuna nesta região, a energia é libertada na forma de um fotão (partícula de luz). A banda proibida de energia específica do material InGaN determina o comprimento de onda (cor) do fotão emitido, que neste caso está no espectro azul (~470 nm). A embalagem epóxi transparente atua como uma lente, moldando a saída de luz e fornecendo proteção ambiental.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento dos LEDs azuis de InGaN foi um avanço fundamental na iluminação de estado sólido, permitindo a criação de LEDs brancos (via conversão de fósforo) e ecrãs a cores completos. As tendências atuais em LEDs SMD como este continuam a focar-se em:

• Aumento da Eficiência (lm/W):Reduzir o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Miniaturização:Redução adicional do tamanho da embalagem (pegada e altura) para dispositivos ultra compactos de próxima geração.
• Melhoria da Consistência de Cor:Tolerâncias de binning mais apertadas para aplicações que requerem cor uniforme, como retroiluminação de grande área ou paredes de vídeo.
• Maior Confiabilidade e Vida Útil:Melhorias nos materiais da embalagem e no design do chip para suportar temperaturas de operação mais altas e ambientes mais severos, expandindo para aplicações automóveis e industriais.

A mudança para materiais sem chumbo e sem halogéneos em conformidade com as regulamentações ambientais também é uma prática padrão da indústria.