Folha de Dados do LED SMD LTST-C193KGKT-5A - Dimensões 1.6x0.8x0.35mm - Tensão 1.7-2.3V - Verde AlInGaP - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED miniatura de montagem em superfície, projetada para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O dispositivo caracteriza-se pelo seu perfil excepcionalmente baixo, tornando-o adequado para aplicações com restrições de espaço. Utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz verde, oferecendo alto brilho num factor de forma compacto.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Perfil de encapsulamento extremamente fino de 0,35 milímetros.
• Saída de alto brilho utilizando tecnologia de chip AlInGaP.
• Embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para pick-and-place automatizado.
• Contorno de encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatível com níveis de acionamento padrão de circuitos integrados (IC).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação automática.
• Adequado para processos de soldadura por reflow infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED destina-se a uma vasta gama de equipamentos eletrónicos onde são necessários tamanho compacto e indicação fiável. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Dispositivos de telecomunicações, equipamentos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-displays e indicadores de painel.
• Iluminação de sinalização e simbólica.

2. Dimensões do Encapsulamento e Dados Mecânicos

O LED está alojado num encapsulamento padrão de montagem em superfície. A cor da lente é transparente, enquanto a fonte de luz emite cor verde. As dimensões críticas incluem um comprimento do corpo de 1,6mm, uma largura de 0,8mm e uma altura de 0,35mm. Todas as tolerâncias dimensionais são tipicamente ±0,1mm, salvo indicação em contrário. Desenhos mecânicos detalhados devem ser consultados para o layout exato das pastilhas e colocação.

3. Ratings e Características

3.1 Ratings Absolutos Máximos

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes ao dispositivo. Todos os ratings são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd): 50 mW
• Corrente Direta de Pico (IFP): 40 mA (a 1/10 do ciclo de trabalho, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (IF): 20 mA DC
• Tensão Reversa (VR): 5 V
• Gama de Temperatura de Funcionamento (Topr): -30°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg): -40°C a +85°C
• Condição de Soldadura por Reflow IR: Temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflow IR Sugerido

Para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free), recomenda-se um perfil de temperatura específico para garantir juntas de solda fiáveis sem danificar o encapsulamento do LED. O perfil inclui tipicamente uma fase de pré-aquecimento, um aquecimento rápido, uma zona de temperatura de pico não excedendo 260°C e uma fase de arrefecimento controlado. O tempo total acima de 217°C (temperatura de liquidus para solda típica sem chumbo) deve ser gerido de acordo com as especificações da pasta de solda.

3.3 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED em condições normais de funcionamento a Ta=25°C.

• Intensidade Luminosa (Iv): Varia de 4,5 a 28 milicandelas (mcd) a uma corrente direta (IF) de 5 mA. Medida com um sensor filtrado para a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ½): 130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP): Tipicamente 574,0 nanómetros (nm).
• Comprimento de Onda Dominante (λd): Varia de 567,5 nm a 576,5 nm a IF=5mA. Define a cor percebida da luz.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ): Aproximadamente 15 nm, indicando a pureza espectral da emissão verde.
• Tensão Direta (VF): Varia de 1,7V a 2,3V a IF=5mA.
• Corrente Reversa (IR): Máximo de 10 microamperes (µA) a uma tensão reversa (VR) de 5V.

4. Sistema de Binning

Para garantir consistência na aplicação, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que cumpram requisitos específicos de tensão, brilho e cor.

4.1 Binning da Tensão Direta (VF)

Os bins são definidos pela queda de tensão direta a 5mA.
E2: 1,7V - 1,9V
E3: 1,9V - 2,1V
E4: 2,1V - 2,3V
Tolerância por bin: ±0,1V

4.2 Binning da Intensidade Luminosa (Iv)

Os bins são definidos pela intensidade luminosa a 5mA.
J: 4,5 mcd - 7,1 mcd
K: 7,1 mcd - 11,2 mcd
L: 11,2 mcd - 18,0 mcd
M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
Tolerância por bin: ±15%

4.3 Binning da Matiz (Comprimento de Onda Dominante, λd)

Os bins são definidos pelo comprimento de onda dominante a 5mA, determinando o tom preciso de verde.
C: 567,5 nm - 570,5 nm
D: 570,5 nm - 573,5 nm
E: 573,5 nm - 576,5 nm
Tolerância por bin: ±1 nm

5. Curvas de Desempenho Típicas

Dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo em condições variáveis. As curvas típicas incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Mostra a relação exponencial, crítica para o cálculo da resistência limitadora de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta: Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até ao rating máximo.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Mostra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, importante para a gestão térmica.
• Distribuição Espectral: Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, centrado no comprimento de onda de pico de 574nm.

6. Guia do Utilizador e Informação de Montagem

6.1 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, utilize apenas solventes especificados. Mergulhe o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Evite usar produtos de limpeza químicos agressivos ou não especificados que possam danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.2 Layout Recomendado das Pastilhas de PCB

É fornecido um padrão de land pattern (footprint) sugerido para a PCB, para garantir a formação adequada do filete de solda e estabilidade mecânica. Este padrão tem em conta as dimensões do encapsulamento e a folga recomendada para a máscara de solda.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora. As especificações-chave incluem largura de fita de 8mm, espaçamento dos bolsos e dimensões da bobina (diâmetro de 7 polegadas). A quantidade padrão por bobina é de 5000 peças. A embalagem segue as normas ANSI/EIA-481.

6.4 Armazenamento e Manuseamento

• Precauções ESD:O dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas (ESD). Utilize pulseiras antiestáticas, tapetes antiestáticos e equipamento devidamente aterrado durante o manuseamento.
• Sensibilidade à Humidade:O encapsulamento tem classificação MSL 2a. Uma vez aberta a bolsa de barreira à humidade original, os componentes devem ser submetidos a reflow IR dentro de 672 horas (28 dias) sob humidade controlada (<60% RH). Para armazenamento além deste período ou em ambientes não controlados, recomenda-se um bake-out a aproximadamente 60°C durante 20 horas antes da soldadura.
• Embalagens Não Abertas:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 90% de humidade relativa. Utilize dentro de um ano a partir da data de código.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Limitação de Corrente

Uma resistência limitadora de corrente externa é obrigatória para um funcionamento fiável. O valor da resistência (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do bin ou valor típico, e IF é a corrente de acionamento desejada (não excedendo 20mA DC). Considere sempre a tolerância da fonte de alimentação e a variação de VF do LED no cálculo.

7.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, manter uma baixa temperatura de junção é crucial para a fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável. Garanta uma área de cobre adequada na PCB em torno das pastilhas do LED para atuar como dissipador de calor, especialmente quando acionado a correntes mais altas dentro da gama nominal.

7.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade a partir de múltiplos ângulos. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A lente transparente proporciona absorção mínima de luz.

7.4 Controlo do Processo de Soldadura

A adesão ao perfil de reflow recomendado é crítica. Tempo excessivo acima da temperatura de liquidus ou temperaturas de pico superiores a 260°C podem causar falha da ligação interna do fio ou fissuração do encapsulamento. A soldadura manual com ferro deve ser limitada a 300°C por um máximo de 3 segundos, aplicada apenas uma vez.

8. Comparação Técnica e Vantagens

O principal diferenciador deste componente é o seu perfil de 0,35mm, que é significativamente mais fino do que muitos LEDs SMD padrão. Isto permite a integração em eletrónica de consumo ultra-fina. A utilização da tecnologia AlInGaP proporciona maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com algumas tecnologias de LED verde mais antigas, resultando em brilho e cor mais consistentes ao longo da gama de temperatura de funcionamento. O sistema abrangente de binning oferece aos designers controlo preciso sobre as características visuais e elétricas do seu produto final.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 3,3V ou 5V?
R: Não. Deve sempre usar uma resistência limitadora de corrente em série. O cálculo na secção 7.1 aplica-se. Acioná-lo diretamente provavelmente excederá a corrente máxima e destruirá o LED.

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 o espectro de emissão tem a sua intensidade mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único que produziria a mesma perceção de cor que a luz do LED. λd é mais relevante para a especificação de cor.

P: Como interpreto o código de bin no número de peça?
R: O número de peça LTST-C193KGKT-5A inclui códigos incorporados. O 'K' tipicamente corresponde a um bin específico de intensidade luminosa (por exemplo, o bin K de 7,1-11,2 mcd), e o 'G' indica a cor verde. O mapeamento exato deve ser confirmado com a lista detalhada de códigos de bin do fabricante.

P: Este LED é adequado para uso exterior?
R: A gama de temperatura de funcionamento é de -30°C a +85°C, o que cobre muitos ambientes. No entanto, a folha de dados especifica aplicações principalmente interiores (por exemplo, placas de sinalização). Para uso exterior, considere proteção adicional contra radiação UV e entrada de humidade, que não são cobertas neste documento.

10. Princípio de Funcionamento

Este LED funciona com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do díodo (VF) é aplicada, os eletrões do material AlInGaP do tipo n recombinam-se com as lacunas do material do tipo p na região ativa. Este evento de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, verde. A lente de epóxi serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz e melhorar a extração de luz do material.