Ficha Técnica do LED SMD LTST-C171TGKT - Dimensões 3.2x1.6x0.8mm - Tensão 3.2V - Cor Verde - Potência 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C171TGKT é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) de alto desempenho, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem formatos compactos e operação confiável. Este componente utiliza tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz verde. O seu principal objetivo de design é fornecer uma fonte de luz robusta e eficiente, compatível com os processos de montagem automatizada comuns na fabricação em grande volume.

As principais vantagens deste LED incluem o seu perfil excecionalmente baixo, com uma altura de apenas 0,8 mm, tornando-o adequado para aplicações com severas restrições de espaço. É classificado como um produto verde e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). O encapsulamento é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas, facilitando a montagem eficiente por pick-and-place. O dispositivo é totalmente compatível com processos de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR) e fase de vapor, garantindo juntas de solda confiáveis na produção em massa.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para o LTST-C171TGKT, estes são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente contínua direta máxima é de 20 mA. Em operação pulsada com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms, é permitida uma corrente direta de pico de 100 mA. A dissipação de potência máxima é de 76 mW. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5 V. A faixa de temperatura de operação é de -20°C a +80°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento estende-se de -30°C a +100°C. A derating para a corrente direta é linear acima de 50°C a uma taxa de 0,25 mA por °C, o que é crítico para a gestão térmica no design da aplicação.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

O desempenho típico é medido a Ta=25°C. A intensidade luminosa (Iv) varia de um mínimo de 71,0 mcd a um máximo de 450,0 mcd a uma corrente direta (IF) de 20 mA. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade é metade do valor no eixo, é de 130 graus, indicando um padrão de visão amplo. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 530 nm. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, é de 525 nm a IF=20mA. A meia-largura espectral (Δλ) é de 35 nm, descrevendo a pureza espectral. A tensão direta (VF) varia de 2,80 V a 3,60 V, com um valor típico de 3,20 V a IF=20mA. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V.

3. Explicação do Sistema de Códigos de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência na aplicação. Isto permite aos designers selecionar LEDs com características agrupadas de forma apertada para uma aparência e desempenho uniformes.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0,2V. Os códigos de bin são D7 (2,80V - 3,00V), D8 (3,00V - 3,20V), D9 (3,20V - 3,40V) e D10 (3,40V - 3,60V). Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em quatro categorias: Q (71,0 - 112,0 mcd), R (112,0 - 180,0 mcd), S (180,0 - 280,0 mcd) e T (280,0 - 450,0 mcd). Uma tolerância de ±15% aplica-se a cada bin de intensidade.

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é classificado para controlar a consistência da cor. Os bins são AP (520,0 - 525,0 nm), AQ (525,0 - 530,0 nm) e AR (530,0 - 535,0 nm). A tolerância para cada bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.1, Fig.6), o seu comportamento típico pode ser descrito. A relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) é exponencial, característica de um díodo. A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação especificada. A curva de distribuição espectral mostra um único pico em torno de 530 nm com uma meia-largura definida. O padrão do ângulo de visão é tipicamente Lambertiano ou quase-Lambertiano para este dispositivo de ângulo amplo, o que significa que a intensidade diminui com o cosseno do ângulo em relação ao eixo.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O LED está em conformidade com as dimensões padrão do encapsulamento EIA. O encapsulamento possui uma lente transparente. Desenhos dimensionais detalhados especificam o comprimento, largura, altura e posições dos terminais. O perfil ultra-fino de 0,8 mm é uma característica mecânica fundamental. A polaridade é indicada pela marca do cátodo, que é tipicamente um entalhe ou um ponto verde no encapsulamento. São fornecidas as dimensões recomendadas para as pastilhas de solda para garantir a formação adequada da junta de solda e a estabilidade mecânica durante e após o processo de refluxo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Soldagem por Refluxo

São fornecidos dois perfis de refluxo por infravermelhos (IR) sugeridos: um para o processo normal (estanho-chumbo) e outro para o processo sem chumbo. Para o processo sem chumbo, que utiliza pasta de solda Sn-Ag-Cu, o perfil deve ser cuidadosamente controlado. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima da temperatura de liquidus da solda deve ser gerido para evitar danos térmicos ao encapsulamento do LED, garantindo ao mesmo tempo o refluxo adequado da solda.

6.2 Soldagem por Onda e Manual

Para soldagem por onda, é especificada uma temperatura máxima de 260°C durante 5 segundos. Para soldagem manual com ferro, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta, apenas uma vez.

6.3 Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs devem ser armazenados num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Os componentes removidos da sua embalagem original de barreira à humidade (MSL 2a) devem ser submetidos a refluxo dentro de 672 horas (28 dias). Se o armazenamento exceder este período, recomenda-se um bake-out a 60°C durante pelo menos 24 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida e prevenir o efeito "popcorn" durante o refluxo.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. A imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm de largura em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. A fita possui bolsas seladas com uma fita de cobertura superior. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para quantidades de encomenda que não sejam múltiplos de uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para as partes restantes.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para retroiluminação em eletrónica de consumo (ex.: dispositivos móveis, painéis LCD), indicadores de estado, iluminação decorativa e iluminação interior automóvel onde um perfil fino é crítico. O seu amplo ângulo de visão torna-o bom para aplicações que requerem iluminação de área ampla ou visibilidade a partir de múltiplos ângulos.

8.2 Considerações de Design

Circuito de Acionamento:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir um brilho uniforme quando vários LEDs estão conectados em paralelo, é fortemente recomendado utilizar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED. Desaconselha-se a ligação de LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Modelo de Circuito B), pois pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) entre os LEDs podem causar um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecarga do LED com o Vf mais baixo.

Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, um layout adequado da PCB para dissipar calor é importante, especialmente quando se opera perto dos valores máximos absolutos ou em altas temperaturas ambientes. A curva de derating deve ser seguida.

Proteção contra ESD:O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Devem ser implementados controlos adequados de ESD durante o manuseamento e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e garantir que todo o equipamento está devidamente aterrado. Um ionizador pode ser utilizado para neutralizar cargas estáticas na área de trabalho.

9. Comparação Técnica

A principal vantagem diferenciadora do LTST-C171TGKT é a sua altura ultra-fina de 0,8 mm, que é significativamente menor do que muitos LEDs SMD padrão (ex.: encapsulamentos 0805 ou 1206 que frequentemente têm mais de 1,0 mm de altura). Isto permite o design em produtos eletrónicos cada vez mais finos. O amplo ângulo de visão de 130 graus fornece uma luz mais difusa em comparação com LEDs de ângulo mais estreito, reduzindo a necessidade de ópticas secundárias em algumas aplicações. A estrutura de binning definida para intensidade, tensão e comprimento de onda oferece aos designers desempenho previsível e consistência de cor entre lotes de produção.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente com uma fonte de 5V?

R: Não. A tensão direta típica é de 3,2V. Ligá-lo diretamente a uma fonte de 5V sem um resistor limitador de corrente faria com que uma corrente excessiva fluísse, potencialmente destruindo o LED instantaneamente. Utilize sempre um resistor em série para definir a corrente apropriada (ex.: 20 mA).

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é máxima (530 nm). O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que produziria a mesma cor percebida (525 nm). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.

P: Como interpreto o código de bin de intensidade luminosa (ex.: "T")?

R: O código de bin indica a intensidade mínima e máxima garantida para os LEDs nesse grupo. Um LED do bin "T" terá uma intensidade entre 280,0 e 450,0 mcd quando acionado a 20 mA. Selecionar um código de bin mais alto geralmente significa um LED mais brilhante.

P: Este LED é adequado para uso exterior?

R: A faixa de temperatura de operação é de -20°C a +80°C. Embora possa funcionar em alguns ambientes exteriores, não é recomendada a exposição prolongada à luz solar direta, humidade ou temperaturas fora da faixa especificada sem o encapsulamento e proteção ambiental adequados. A ficha técnica especifica o seu uso pretendido para equipamento eletrónico comum.

11. Caso Prático de Design

Cenário:Projetar um painel de indicadores de estado para um dispositivo médico portátil. O painel requer 10 indicadores verdes uniformemente brilhantes numa caixa muito fina.

Implementação:Dez LEDs LTST-C171TGKT são colocados na PCB. Para garantir brilho uniforme, cada LED é acionado a partir de uma linha comum de 5V através do seu próprio resistor em série. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - Vf_LED) / If. Usando um Vf típico de 3,2V e um If alvo de 20 mA: R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohms. É selecionado um resistor padrão de 91 ohms. Todos os LEDs são especificados a partir do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: bin "S") para garantir variação mínima de brilho. A altura de 0,8mm permite que todo o conjunto se encaixe num invólucro com 1,2mm de espessura.

12. Introdução ao Princípio

A emissão de luz neste LED baseia-se na eletroluminescência num semicondutor InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, a energia é libertada na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de Nitreto de Gálio e Índio determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde. A lente de epóxi transparente encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica e molda o padrão de saída de luz.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), pegadas menores e perfis mais finos. Há também uma procura por melhor consistência de cor e tolerâncias de binning mais apertadas para atender às exigências de ecrãs de alta resolução e iluminação uniforme. Além disso, a compatibilidade com processos de refluxo sem chumbo (Pb-free) e de alta temperatura permanece essencial devido a regulamentações ambientais globais e à adoção de materiais de PCB avançados. A integração de características de regulação de corrente ou proteção a bordo dentro do próprio encapsulamento do LED é uma área de desenvolvimento contínuo para simplificar o design do circuito de acionamento.