Ficha Técnica do LED LTW-010DCG-TR - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - Luz Branca - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-010DCG-TR é um díodo emissor de luz (LED) branco de montagem em superfície, projetado como uma fonte de luz compacta e energeticamente eficiente. Ele combina a longa vida operacional e a confiabilidade inerentes à tecnologia LED com um alto nível de brilho adequado para substituir a iluminação convencional em diversas aplicações. O dispositivo é embalado para processos de montagem automatizados, oferecendo flexibilidade aos projetistas para integrar a iluminação de estado sólido em seus produtos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste componente incluem sua alta intensidade luminosa, amplo ângulo de visão e compatibilidade com processos padrão de soldagem por reflow infravermelho (IR) e por fase de vapor. Sua embalagem padrão EIA garante fácil integração em linhas de fabricação existentes. O produto é classificado como verde e livre de chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS. As aplicações-alvo são diversas, variando desde iluminação automotiva e portátil (por exemplo, luzes de leitura, lanternas) até usos arquitetônicos, decorativos e de sinalização (por exemplo, placas com iluminação lateral, balizas de tráfego, downlights).

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Eles não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência (Pd):120 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem exceder seus limites térmicos.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para evitar superaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. Esta é a máxima corrente direta contínua recomendada para operação confiável de longo prazo.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar falha imediata.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +85°C. O dispositivo tem seu funcionamento garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Condição de Soldagem por Reflow:Suporta temperatura de pico de 260°C por 10 segundos, compatível com perfis de soldagem sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos na condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta (I_F) de 20 mA, que serve como um ponto de referência comum.

• Intensidade Luminosa (I_V):2200 mcd (Mín.), 3000 mcd (Típ.). Esta é uma medida do brilho percebido do LED em uma direção específica. O teste utiliza um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):115 graus (Típ.). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0 graus (no eixo). Um ângulo de visão amplo indica um padrão de luz mais difuso.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):x=0,295, y=0,282 (Típ.). Estas coordenadas definem o ponto de branco do LED no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a estes valores.
• Tensão Direta (V_F):2,7 V (Mín.), 3,4 V (Máx.) em I_F=20mA. Esta é a queda de tensão no LED quando conduz a corrente especificada. É um parâmetro chave para o projeto do circuito de acionamento.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para uniformidade de cor e brilho.

3.1 Classificação por Tensão Direta (V_F) Binning

O código do bin de VF (V1 a V7) categoriza os LEDs com base em sua tensão direta a 20mA. Cada bin tem uma faixa de 0,1V (por exemplo, V1: 2,7-2,8V, V7: 3,3-3,4V), com uma tolerância de ±0,1V em cada bin. Isto auxilia no projeto de drivers de corrente constante estáveis.

3.2 Classificação por Intensidade Luminosa (I_V) Binning

O código do bin de IV (S3 a S10) categoriza os LEDs com base em sua intensidade luminosa a 20mA. Os bins variam de S3 (2200-2300 mcd) a S10 (2900-3000 mcd). Uma tolerância de ±10% é aplicada à intensidade luminosa e ao fluxo luminoso dentro de cada bin. O valor mcd é para referência.

3.3 Classificação por Cor (Cromaticidade) Binning

A tabela de classificação de cor (por exemplo, A1, C1, D4) define quadriláteros específicos no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Cada classificação tem coordenadas de canto definidas para x e y, garantindo que o ponto de branco do LED caia dentro de uma região controlada. Uma tolerância de ±0,01 é aplicada a cada bin de matiz (x, y). Isto é crítico para aplicações que requerem aparência de cor branca consistente entre múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para entender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto, suas implicações são padrão.

• Curva I-V:Mostra a relação entre a corrente direta e a tensão direta. É não linear, com uma tensão de ligação aproximadamente igual à V_Fem baixa corrente. A curva auxilia na gestão térmica e no projeto do driver.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Normalmente mostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode saturar ou tornar-se menos eficiente em correntes muito altas devido a efeitos térmicos.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra que a saída de luz geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta derating é crucial para projetar aplicações que operam em ambientes de alta temperatura.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar ilustrando a distribuição espacial da intensidade luminosa.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

As dimensões do encapsulamento são 3,0mm de comprimento, 1,6mm de largura e 1,6mm de altura, com uma tolerância de ±0,1mm salvo indicação em contrário. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação ou um entalhe no encapsulamento. Desenhos dimensionais detalhados devem ser consultados para posicionamento preciso e projeto do footprint.

5.2 Pad de Montagem Recomendado para PCB

Um projeto de padrão de solda (land pattern) é fornecido para soldagem por reflow infravermelho ou por fase de vapor. Este layout de pad é otimizado para a formação confiável da junta de solda, boa dissipação térmica e estabilidade mecânica. Seguir esta recomendação é importante para o rendimento de fabricação e a confiabilidade de longo prazo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Reflow

O componente é compatível com soldagem por reflow infravermelho. Um perfil de reflow sem chumbo recomendado é referenciado (conforme J-STD-020D), com uma temperatura de pico de 260°C mantida por 10 segundos. Seguir as taxas de rampa de temperatura recomendadas, pré-aquecimento e estágios de resfriamento é crítico para evitar choque térmico e danos ao encapsulamento do LED ou ao fósforo.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas produtos químicos especificados devem ser usados. O LED pode ser imerso em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Líquidos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.3 Armazenamento e Manuseio

O produto é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3 conforme JEDEC J-STD-020. Precauções são necessárias para evitar danos induzidos por umidade durante o reflow ("efeito pipoca").

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. A vida útil na prateleira é de um ano quando armazenado na bolsa à prova de umidade original com dessecante.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Os componentes devem ser submetidos ao reflow de solda dentro de 168 horas (7 dias) após exposição às condições ambientais da fábrica. Um Cartão Indicador de Umidade deve ser monitorado.
• Precauções contra ESD:LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Recomenda-se manuseio com pulseira antiestática aterrada ou luvas antiestáticas. Todo o equipamento e maquinário devem estar devidamente aterrados.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada de 12mm de largura em carretéis de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada carretel pode conter no máximo 2000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações EIA-481-1-B. A fita possui fita de cobertura para selar bolsos vazios, e há um limite de dois componentes ausentes consecutivos por carretel.

7.2 Número da Peça e Marcação

O número da peça é LTW-010DCG-TR. O código de classificação de fluxo luminoso está marcado em cada saco de embalagem para rastreabilidade e identificação do bin.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED requer uma fonte de corrente constante para operação ideal e longevidade. Um simples resistor em série pode ser usado com uma fonte de tensão estável, calculado como R = (V_supply- V_F) / I_F. Para melhor eficiência e estabilidade com a temperatura, recomenda-se um CI driver de LED dedicado, especialmente ao acionar múltiplos LEDs em série ou paralelo. A corrente contínua máxima não deve exceder 30mA.

8.2 Considerações de Projeto para Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (120mW máx.), um projeto térmico adequado é essencial para manter a saída de luz e a vida útil. O pad de PCB recomendado auxilia na transferência de calor. Para aplicações de alta corrente ou alta temperatura ambiente, garanta área de cobre adequada na PCB para dissipação de calor. Operar o LED em correntes menores que a máxima pode melhorar significativamente a eficácia e a longevidade.

8.3 Considerações de Projeto Óptico

O ângulo de visão de 115 graus produz um feixe amplo e difuso. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, ópticas secundárias, como lentes ou refletores, devem ser usadas. A classificação por cromaticidade deve ser considerada quando múltiplos LEDs são usados lado a lado para evitar diferenças de cor visíveis.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTW-010DCG-TR se diferencia pela combinação de alta intensidade luminosa típica (3000mcd) e um ângulo de visão muito amplo (115°). Muitos LEDs concorrentes oferecem alta intensidade com um feixe estreito ou um feixe amplo com menor intensidade. Isto o torna adequado para aplicações que requerem tanto boa saída total de lúmens quanto ampla cobertura de iluminação sem ópticas secundárias. Sua compatibilidade com processos padrão de montagem SMD e reflow é uma vantagem chave para fabricação em alto volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre intensidade luminosa (mcd) e fluxo luminoso (lm)?

A intensidade luminosa mede o brilho em uma direção específica (candelas), enquanto o fluxo luminoso mede a saída total de luz visível em todas as direções (lúmens). Esta ficha técnica especifica principalmente a intensidade. O amplo ângulo de visão sugere que o fluxo total é efetivamente utilizado em uma área ampla.

10.2 Posso alimentar este LED continuamente com 30mA?

Sim, 30mA é a máxima corrente direta contínua recomendada. No entanto, para maior confiabilidade e vida útil mais longa, é aconselhável alimentá-lo com uma corrente menor, como 20mA (a condição de teste). Sempre considere a temperatura ambiente e o projeto térmico.

10.3 Como interpretar a tabela de classificação por cor?

A tabela define regiões no gráfico de cores CIE. Para garantir a correspondência de cores, especifique a classificação de cor desejada (por exemplo, C1) ao fazer o pedido. LEDs da mesma classificação terão coordenadas de cromaticidade dentro do quadrilátero definido, garantindo consistência visual.

10.4 O que acontece se eu exceder a tensão reversa de 5V?

Aplicar uma tensão reversa maior que 5V pode causar falha imediata e catastrófica da junção do LED. É crucial garantir que o projeto do circuito evite condições de polarização reversa, possivelmente usando um diodo de proteção em paralelo se o LED estiver conectado a uma fonte CA ou a um circuito onde a tensão reversa seja possível.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando uma Luz de Tarefa Portátil

Para uma luz de tarefa alimentada por bateria que requer iluminação uniforme e de ampla área, o LTW-010DCG-TR é uma excelente escolha. Um projetista selecionaria LEDs de um bin de intensidade luminosa restrito (por exemplo, S8-S10) e uma única classificação de cor (por exemplo, C2) para garantir brilho e cor uniformes. Eles projetariam um driver de corrente constante usando um conversor boost para acionar eficientemente 3-4 LEDs em série a partir de uma bateria de Li-ion de 3,7V, definindo a corrente para 20-25mA para equilibrar saída e vida útil da bateria. O amplo ângulo de 115 graus elimina a necessidade de um difusor, simplificando o projeto mecânico. A classificação MSL-3 exige planejar o processo de montagem para soldar os LEDs dentro de uma semana após abrir a bolsa de barreira de umidade.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco como o LTW-010DCG-TR normalmente opera no princípio da conversão por fósforo. O núcleo do dispositivo é um chip semicondutor (geralmente baseado em nitreto de gálio e índio - InGaN) que emite luz no espectro azul ou ultravioleta quando polarizado diretamente. Esta luz primária é então direcionada para uma camada de fósforo depositada dentro do encapsulamento. O fósforo absorve uma parte da luz primária e a reemite como luz de comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul não convertida e da luz emitida pelo fósforo é percebida pelo olho humano como branca. As proporções exatas determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) e as coordenadas de cromaticidade.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de iluminação de estado sólido continua a evoluir com tendências focadas em aumentar a eficácia (lúmens por watt), melhorar o índice de reprodução de cor (IRC) para uma luz mais natural e alcançar maior confiabilidade e vida útil mais longa. Há também uma tendência em direção à miniaturização e maior densidade de potência. Além disso, a integração de iluminação inteligente, com luz branca ajustável (CCT ajustável) e conectividade, está se tornando mais prevalente. Componentes como o LTW-010DCG-TR representam o segmento maduro e econômico do mercado, fornecendo desempenho confiável para aplicações padrão de iluminação enquanto essas tendências avançadas se desenvolvem em produtos de alta gama.