Folha de Dados Técnicos do LED SMD LTST-C281KSKT-5A - Altura 0,35mm - 1,7-2,3V - 75mW - Amarelo AlInGaP - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C281KSKT-5A é um LED para montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas com restrições de espaço. Pertence a uma família de LEDs miniaturizados especificamente desenvolvidos para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Este componente é adequado para integração numa vasta gama de eletrónicos de consumo e industriais onde é necessária uma indicação fiável, compacta e brilhante.

1.1 Vantagens Principais e Mercados-Alvo

Este LED oferece várias vantagens-chave que o tornam uma escolha preferencial para os projetistas. A sua característica principal é um perfil extra-fino com uma altura de apenas 0,35mm, permitindo a sua utilização em dispositivos ultra-finos. Utiliza um chip AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) de Ultra Brilho, que proporciona alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor no espectro amarelo. O dispositivo está em total conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas. A sua embalagem em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas é padronizada (norma EIA STD), garantindo compatibilidade com equipamentos automatizados de pick-and-place de alta velocidade. Além disso, foi concebido para suportar os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), o que é crítico para as linhas de montagem modernas de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

As aplicações-alvo são diversas, abrangendo equipamentos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios e celulares), dispositivos de automação de escritório (ex.: computadores portáteis, sistemas de rede), eletrodomésticos e sinalização interior. Usos funcionais específicos incluem retroiluminação de teclados, indicadores de estado para energia ou conectividade, integração em micro-displays e iluminação geral de sinais ou símbolos.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva Detalhada

O desempenho do LTST-C281KSKT-5A é definido por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos, ópticos e térmicos. Compreender estas especificações é crucial para um projeto de circuito adequado e para garantir a fiabilidade a longo prazo.

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. Para o LTST-C281KSKT-5A a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C: a dissipação de potência contínua máxima é de 75mW; a corrente direta DC máxima é de 30mA; uma corrente direta de pico de 80mA é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para evitar sobreaquecimento; a tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5V; a faixa de temperatura de operação é de -30°C a +85°C; e a faixa de temperatura de armazenamento é de -40°C a +85°C. Notavelmente, o dispositivo pode suportar uma condição de soldagem infravermelha a 260°C por um máximo de 10 segundos, o que se alinha com os perfis de refluxo sem chumbo (Pb-free) comuns.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (Ta=25°C). A intensidade luminosa (Iv) varia de um mínimo de 7,1 milicandelas (mcd) a um máximo de 45,0 mcd quando alimentado com uma corrente direta (IF) de 5mA. O dispositivo apresenta um ângulo de visão (2θ1/2) muito amplo de 130 graus, o que significa que emite luz sobre uma área ampla, sendo adequado para aplicações que requerem visibilidade de grande ângulo. A sua cor óptica é definida por um comprimento de onda dominante (λd) entre 587,0 nm e 594,5 nm, colocando-o firmemente na região amarela do espectro visível. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 591,0 nm. Electricamente, a tensão direta (VF) necessária para conduzir 5mA através do LED está entre 1,7V e 2,3V. A corrente reversa (IR) é muito baixa, com um máximo de 10 microamperes quando é aplicada uma polarização reversa de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em grupos de desempenho ou "bins" com base em parâmetros-chave. O LTST-C281KSKT-5A utiliza um sistema de binning tridimensional para tensão direta (VF), intensidade luminosa (IV) e comprimento de onda dominante (Matiz).

3.1 Classificação da Tensão Direta (VF)

Os LEDs são classificados de acordo com a sua queda de tensão direta a uma corrente de teste de 5mA. Os bins são: E2 (1,70V a 1,90V), E3 (1,90V a 2,10V) e E4 (2,10V a 2,30V). Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Esta informação é vital para projetar drivers de corrente constante ou prever quedas de tensão em configurações em série.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (IV)

Este bin define o brilho de saída. Os bins, medidos em mcd a 5mA, são: K (7,1 a 11,2), L (11,2 a 18,0), M (18,0 a 28,0) e N (28,0 a 45,0). Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada bin. Os projetistas podem selecionar um bin de brilho específico para atender aos requisitos visuais da sua aplicação, garantindo uniformidade em matrizes com múltiplos LEDs.

3.3 Classificação da Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Este bin controla o tom preciso de amarelo. Os bins de comprimento de onda dominante são: J (587,0 nm a 589,5 nm), K (589,5 nm a 592,0 nm) e L (592,0 nm a 594,5 nm). A tolerância para cada bin é de ±1 nm. Selecionar um bin de matiz apertado é crítico para aplicações onde a consistência de cor é importante, como em indicadores de estado ou retroiluminação onde múltiplos LEDs devem parecer idênticos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Representações gráficas das características do LED fornecem uma visão mais profunda do desempenho em condições variáveis, o que é essencial para um projeto robusto.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V ilustra a relação não linear entre a corrente que flui através do LED e a tensão nos seus terminais. Para o material AlInGaP utilizado neste LED, a curva mostrará uma tensão característica de "joelho" em torno de 1,8-2,0V, acima da qual a corrente aumenta rapidamente com um pequeno aumento de tensão. Isto sublinha a importância de usar um mecanismo limitador de corrente (resistor ou driver de corrente constante) em vez de uma fonte de tensão fixa para evitar fuga térmica e destruição do dispositivo.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. Tipicamente, a relação é relativamente linear em correntes mais baixas, mas pode saturar ou tornar-se sub-linear em correntes mais altas devido ao aumento da temperatura da junção e à queda de eficiência. Operar o LED dentro da sua faixa de corrente DC especificada (até 30mA) garante eficiência e longevidade ótimas.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral para um LED amarelo AlInGaP mostra uma banda de emissão relativamente estreita, tipicamente com uma meia-largura espectral (Δλ) de cerca de 15 nm conforme especificado. O pico estará centrado perto de 591 nm. Esta largura de banda estreita resulta numa cor amarela saturada e pura, comparada com fontes de espectro mais amplo, como LEDs brancos convertidos por fósforo.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

A construção física e as dimensões são críticas para o layout e montagem da PCB.

5.1 Dimensões da Embalagem e Identificação de Polaridade

O LED tem uma pegada padrão de chip LED. As dimensões-chave incluem o comprimento total, a largura e a altura criticamente baixa de 0,35mm. O terminal do cátodo (negativo) é tipicamente identificado por uma marcação na embalagem, como um ponto verde, um entalhe ou uma ilha de solda de formato diferente. A folha de dados fornece um desenho dimensional detalhado com todas as medidas críticas em milímetros, incluindo posições das ilhas, contorno do componente e tamanho da lente. Os projetistas devem aderir a estas dimensões para o seu padrão de ilhas na PCB (pegada) para garantir soldagem e alinhamento adequados.

5.2 Projeto Recomendado para as Ilhas de Solda na PCB

É fornecido um padrão de ilhas sugerido (layout das ilhas de solda) para garantir a formação fiável das juntas de solda durante o refluxo. Este padrão leva em conta a formação do filete de solda e evita problemas como o tombamento (onde uma extremidade se levanta da ilha). O projeto tipicamente inclui conexões de alívio térmico se a ilha estiver conectada a um grande plano de cobre, para gerir o calor durante a soldagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e montagem adequados são fundamentais para o rendimento e a fiabilidade.

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

Para processos sem chumbo (Pb-free), é recomendado um perfil de refluxo específico. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 260°C deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. Uma fase de pré-aquecimento (tipicamente 150-200°C) é necessária para aumentar lentamente a temperatura e ativar o flux, com um tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos. O perfil deve ser caracterizado para a PCB específica, pasta de solda e forno para garantir que todos os componentes sejam soldados corretamente sem danos.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são sensíveis à humidade (MSL2a). Quando armazenados na sua bolsa selada à prova de humidade original com dessecante, devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de humidade relativa (HR) e usados dentro de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% HR. Os componentes expostos ao ar ambiente devem ser submetidos a refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias). Se este tempo for excedido, é necessário um cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e evitar danos de "pipocagem" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser usados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem danificar a lente de plástico ou a embalagem.

6.4 Cuidado com a Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos causados por eletricidade estática e sobretensões. Recomenda-se manusear o dispositivo usando uma pulseira de aterramento ou luvas antiestáticas. Todo o equipamento, incluindo estações de trabalho e máquinas, deve estar devidamente aterrado para evitar eventos de ESD.

7. Embalagem e Informações para Pedido

O LTST-C281KSKT-5A é fornecido no formato fita e bobina, adequado para montagem automatizada. A largura da fita é de 8mm, enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. Para quantidades menores, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para remanescentes. As especificações da fita e bobina estão em conformidade com as normas ANSI/EIA 481, garantindo compatibilidade com sistemas alimentadores padrão. A fita tem uma cobertura para proteger os componentes, e há uma especificação de que não mais do que dois compartimentos de componentes consecutivos podem estar vazios.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é um resistor limitador de corrente em série conectado a uma fonte de tensão (Vcc). O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo do bin ou da folha de dados para um projeto conservador) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 5mA, 10mA, até 30mA máx.). Para aplicações que requerem brilho consistente ou operação numa ampla faixa de tensão, recomenda-se um driver de corrente constante (IC).

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (75mW máx.), uma gestão térmica eficaz ainda é importante para manter a vida útil do LED e evitar desvio de cor. A própria PCB atua como dissipador de calor. Conectar a ilha térmica do LED (se presente) a uma área de cobre suficiente na PCB ajuda a dissipar o calor. Evite operar o LED na sua corrente e temperatura máximas absolutas simultaneamente por períodos prolongados.

8.3 Considerações de Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações onde a luz precisa ser vista de vários ângulos sem difusores adicionais. Para luz mais direcionada, podem ser usadas lentes externas ou guias de luz. A lente transparente deste modelo específico permite que a cor nativa do chip (amarelo) seja emitida sem filtragem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-C281KSKT-5A diferencia-se principalmente pelo seu perfil ultra-fino de 0,35mm, que é mais fino do que muitos LEDs chip padrão (ex.: pacotes 0603 ou 0805 que têm frequentemente 0,6-0,8mm de altura). Isto torna-o ideal para a última geração de dispositivos móveis e wearables ultra-finos. O uso da tecnologia AlInGaP proporciona maior eficiência e melhor saturação de cor na gama vermelho-âmarelo-amarelo em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP. A sua compatibilidade com o refluxo IR padrão e a embalagem em fita e bobina alinha-o com processos de fabrico automatizados de alto volume, oferecendo uma solução económica e fiável.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

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

O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda único no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é um valor calculado derivado do diagrama de cromaticidade CIE que representa a cor percebida da luz; é o comprimento de onda único que corresponderia à sensação de cor da saída mista do LED. Para uma fonte monocromática como este LED amarelo AlInGaP, eles são tipicamente muito próximos, mas λd é o parâmetro mais relevante para a especificação de cor.

10.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V sem um resistor?

Não, isto não é recomendado e provavelmente destruirá o LED. A tensão direta é de apenas 1,7-2,3V. Aplicar 3,3V diretamente causaria uma corrente muito grande e descontrolada (excedendo em muito o máximo de 30mA), levando a um sobreaquecimento imediato e falha. É sempre necessário um resistor limitador de corrente ou um regulador.

10.3 Como interpretar os códigos de bin ao fazer um pedido?

Ao fazer um pedido, pode especificar uma combinação dos códigos de bin VF, IV e Matiz para obter LEDs com características rigorosamente correspondentes. Por exemplo, solicitar "E3, M, K" obteria LEDs com uma tensão direta de 1,9-2,1V, uma intensidade luminosa de 18,0-28,0 mcd e um comprimento de onda dominante de 589,5-592,0 nm. Se nenhum bin for especificado, receberá peças dos bins de produção padrão.

11. Princípios de Operação

O LTST-C281KSKT-5A é uma fonte de luz semicondutora baseada no sistema de material AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno do díodo é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do chip semicondutor. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A energia específica da banda proibida da liga AlInGaP determina o comprimento de onda dos fotões emitidos, que neste caso está na região amarela (~590 nm). A lente de epóxi transparente encapsula o chip, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz (ângulo amplo de 130 graus) e aumentando a eficiência de extração de luz.

12. Tendências e Contexto da Indústria

O desenvolvimento de LEDs como o LTST-C281KSKT-5A é impulsionado por várias tendências-chave na eletrónica. Existe uma pressão contínua para a miniaturização, exigindo componentes com pegadas menores e perfis mais baixos para permitir produtos finais mais finos. O aumento da eficiência e do brilho de materiais semicondutores como o AlInGaP permite menor consumo de energia e maior duração da bateria em dispositivos portáteis. Além disso, a adoção generalizada na indústria da soldagem sem chumbo e da conformidade RoHS exige componentes que possam suportar temperaturas de refluxo mais altas e que estejam livres de substâncias restritas. A padronização da embalagem (fita e bobina, normas EIA) suporta a fabricação altamente automatizada e de alto volume que define a produção moderna de eletrónicos de consumo.