Ficha Técnica de LED Azul 1W Série Cerâmica 3535 - Dimensões 3.5x3.5x?mm - Tensão 3.2V - Potência 1W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED azul de alta potência 1W encapsulado num robusto pacote cerâmico 3535. Os pacotes cerâmicos oferecem uma gestão térmica superior em comparação com os pacotes plásticos tradicionais, tornando este LED adequado para aplicações que exigem alta fiabilidade e desempenho estável em condições térmicas exigentes. Os mercados-alvo principais incluem iluminação profissional, módulos de iluminação automotiva e aplicações industriais especializadas onde a consistência da cor e a durabilidade a longo prazo são críticas.

1.1 Vantagens Principais

O substrato cerâmico proporciona uma excelente dissipação de calor, o que contribui diretamente para temperaturas de junção mais baixas, maior manutenção da eficácia luminosa e uma vida operacional prolongada. O design do pacote garante boa estabilidade mecânica e resistência ao stress térmico. O LED apresenta um amplo ângulo de visão de 120 graus, tornando-o versátil para vários designs óticos que requerem iluminação ampla.

2. Parâmetros Técnicos e Interpretação Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos (T_s=25°C)

• Corrente Direta (I_F):500 mA (Contínua)
• Corrente de Pulsos Direta (I_FP):700 mA (Largura do Pulso ≤10ms, Ciclo de Trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (P_D):1700 mW
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +100°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C
• Temperatura de Junção (T_j):125°C
• Temperatura de Soldadura (T_sld):Soldadura por refluxo a 230°C ou 260°C por um máximo de 10 segundos.

Estes valores definem os limites operacionais. Excedê-los pode causar danos permanentes. A classificação de corrente de pulsos permite uma sobrecarga breve em aplicações como estroboscópios ou sensoriamento por pulsos.

2.2 Características Eletro-Óticas Típicas (T_s=25°C)

• Tensão Direta (V_F):Típica 3.2V, Máxima 3.4V a I_F=350mA.
• Tensão Reversa (V_R):5V (Máxima).
• Comprimento de Onda de Pico (λ_d):460 nm (Típico).
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 50 µA.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (Típico).

A tensão direta é um parâmetro chave para o design do driver. O valor típico de 3.2V a 350mA indica o ponto de operação nominal. Os projetistas devem considerar a V_Fmáxima para garantir que a fonte de corrente possa fornecer tensão suficiente.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LED é classificado (binning) de acordo com parâmetros de desempenho chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso (a 350mA)

Os LEDs azuis são classificados pela sua saída de luz. O código de bin, os valores mínimo (Min) e típico (Tipo) de fluxo luminoso são os seguintes:

• Código 1C:Min 14 lm, Tipo 16 lm
• Código 1D:Min 16 lm, Tipo 18 lm
• Código 1E:Min 18 lm, Tipo 20 lm
• Código 1F:Min 20 lm, Tipo 22 lm
• Código 1G:Min 22 lm, Tipo 24 lm

A tolerância do fluxo luminoso é de ±7%. Selecionar um código de bin mais alto garante uma saída de luz mínima maior, o que é crucial para atingir níveis de brilho alvo num design.

3.2 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela sua queda de tensão direta numa corrente de teste para garantir distribuição uniforme de corrente quando múltiplos LEDs são conectados em série. Os bins são:

• Código 1:2.8V a 3.0V
• Código 2:3.0V a 3.2V
• Código 3:3.2V a 3.4V
• Código 4:3.4V a 3.6V

A tolerância de medição de tensão é de ±0.08V. Usar LEDs do mesmo bin de tensão ou de bins adjacentes numa string em série minimiza o desequilíbrio de corrente e a potencial sobrecarga de LEDs com V_F.

mais baixa.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

• Para aplicações críticas em termos de cor, o comprimento de onda dominante é rigorosamente controlado. Os bins disponíveis para azul são:Código B2:
• 450 nm a 455 nmCódigo B3:
• 455 nm a 460 nmCódigo B4:

460 nm a 465 nm

Isto permite uma correspondência de cor precisa, essencial em aplicações como retroiluminação de displays ou sistemas de mistura de cores.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos chave que ilustram o comportamento do LED em diferentes condições._F4.1 Curva Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_F-I

)

Esta curva mostra a relação não linear entre tensão e corrente. É essencial para compreender a resistência dinâmica do LED e para projetar drivers de corrente constante. A curva tipicamente mostra um aumento acentuado na corrente assim que a tensão direta excede o limiar do díodo.

4.2 Curva Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Este gráfico ilustra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. Embora a saída aumente com a corrente, a eficácia (lúmens por watt) frequentemente diminui em correntes mais altas devido ao aumento da geração de calor. Esta curva ajuda a otimizar o equilíbrio entre brilho e eficiência para uma determinada aplicação.

4.3 Curva Potência Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção_jEsta curva demonstra o efeito da temperatura de junção (T_j) na saída espectral do LED. Para LEDs azuis, o comprimento de onda de pico pode deslocar-se ligeiramente com a temperatura (tipicamente 0.1-0.3 nm/°C). Manter uma T

baixa é crucial para a estabilidade da cor em aplicações sensíveis.

4.4 Curva de Distribuição de Potência Espectral

Este gráfico mostra a intensidade da luz emitida ao longo do espectro visível. Um LED azul terá um pico estreito e pronunciado em torno do seu comprimento de onda dominante (ex., 460 nm). A largura total à meia altura (FWHM) deste pico indica a pureza da cor do LED.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Desenho de Contorno e Dimensões

O LED utiliza uma pegada padrão cerâmica 3535, medindo aproximadamente 3.5mm x 3.5mm. A altura exata não é especificada no excerto fornecido. O desenho inclui dimensões críticas como espaçamento dos terminais e tamanho total do pacote com tolerâncias associadas (ex., .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 Padrão de Terminais e Design de Estêncil Recomendados

A ficha técnica fornece designs recomendados de padrão de terminais e estêncil de solda para layout de PCB. Seguir estas recomendações garante a formação adequada da junta de solda, conexão elétrica fiável e transferência térmica ótima do terminal térmico do LED para a PCB. O design do estêncil controla o volume de pasta de solda depositada.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo

O LED é compatível com processos padrão de soldadura por refluxo. A temperatura máxima permitida de soldadura é de 230°C ou 260°C por uma duração não superior a 10 segundos. É crítico seguir um perfil de temperatura que pré-aqueça adequadamente o conjunto para minimizar o choque térmico e garantir que a temperatura de pico não exceda o limite especificado.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Devem ser observadas precauções adequadas de ESD (ex., estações de trabalho aterradas, pulseiras) durante o manuseio. Os dispositivos devem ser armazenados nas suas embalagens originais à prova de humidade num ambiente controlado (temperatura de armazenamento especificada: -40°C a +100°C) para prevenir absorção de humidade e oxidação.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita Transportadora

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para montagem automática pick-and-place. A ficha técnica inclui desenhos detalhados das dimensões dos bolsos da fita, passo e direção de enrolamento para garantir compatibilidade com equipamentos padrão de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

7.2 Embalagem em Bobina

A fita transportadora é enrolada em bobinas padrão. O tipo de bobina, quantidade por bobina e embalagem externa devem ser especificados de acordo com o padrão do fabricante ou requisitos do cliente para facilitar a alimentação eficiente da linha de produção.

7.3 Sistema de Numeração de Peças

O número do modelo segue um formato estruturado que codifica atributos chave: série, tipo de pacote, configuração do chip, cor e bins de desempenho (ex., fluxo luminoso, tensão). Compreender esta nomenclatura é essencial para especificar corretamente a variante de LED desejada. Por exemplo, um código indica um pacote cerâmico 3535, um único chip de alta potência, cor azul e bins específicos de fluxo/tensão/comprimento de onda.

8. Sugestões de Aplicação

• 8.1 Cenários de Aplicação TípicosIluminação Arquitetónica e Comercial:
• Usado como fonte azul primária em sistemas de mistura de cores RGB para iluminação branca ajustável ou colorida.Iluminação Automotiva:
• Adequado para luzes de circulação diurna (DRL), luzes de sinalização ou iluminação interior onde é requerida alta fiabilidade.Iluminação Especializada:
• Aplicações que requerem luz azul de alta potência, como dispositivos médicos, sistemas de cura ou iluminação de entretenimento.Retroiluminação:

Pode ser usado em unidades de retroiluminação LCD de alto brilho, frequentemente combinado com fósforos para criar luz branca.

• 8.2 Considerações de DesignGestão Térmica:_jApesar das vantagens do pacote cerâmico, um dissipador de calor eficaz é obrigatório. A PCB deve ter um terminal térmico conectado a planos de terra internos ou a um dissipador externo para manter T
• abaixo de 125°C.Acionamento de Corrente:
• Sempre use um driver de corrente constante. A corrente de operação recomendada é de 350mA, mas pode ser acionado até 500mA com o devido derating para temperatura.Design Ótico:
• O ângulo de visão de 120 graus pode requerer ópticas secundárias (lentes, refletores) para alcançar o padrão de feixe desejado. A superfície cerâmica pode ter propriedades de refletividade diferentes dos pacotes plásticos.Seleção de Binning:

Para arrays de múltiplos LEDs, especifique bins apertados para fluxo luminoso, tensão e comprimento de onda para garantir aparência e desempenho uniformes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

• Comparado com pacotes plásticos 3535 padrão, este LED cerâmico oferece vantagens distintas:Desempenho Térmico Superior:_{O material cerâmico tem maior condutividade térmica que o plástico, levando a uma menor resistência térmica da junção ao ponto de solda (R}th-Js
• ). Isto resulta numa temperatura de junção operacional mais baixa ao mesmo nível de potência, o que se traduz diretamente numa maior manutenção da saída de luz (vida útil L70, L90) e melhor estabilidade da cor.Fiabilidade Aprimorada:
• A cerâmica é inerte e não degrada ou amarela sob alta temperatura ou exposição a alta radiação UV, ao contrário de alguns plásticos. Isto torna-a ideal para ambientes severos.Robustez Mecânica:
• O substrato cerâmico é mais rígido e menos propenso a rachar sob stress de ciclagem térmica.

A contrapartida é tipicamente um custo unitário ligeiramente mais alto em comparação com pacotes plásticos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre a corrente contínua (500mA) e a corrente de operação típica (350mA)?

A classificação de corrente contínua máxima absoluta (500mA) é a corrente mais alta que o LED pode suportar sem falha imediata. A corrente de operação típica (350mA) é a corrente recomendada para alcançar o desempenho especificado (fluxo luminoso, eficácia) mantendo uma margem de segurança para a temperatura de junção e fiabilidade a longo prazo. Operar a 350mA tipicamente oferece um melhor equilíbrio entre desempenho e vida útil.

10.2 Por que o binning de tensão é importante?_FQuando LEDs são conectados em série, a mesma corrente flui por cada um. Se as tensões diretas variarem significativamente, a tensão total requerida pela string aumenta. Mais importante, LEDs com V_Fmais baixa dissiparão menos potência como calor para a mesma corrente, mas o driver deve fornecer tensão suficiente para o LED com V_Fmais alta. Usar bins de V

próximos garante tensão do sistema previsível e distribuição de potência uniforme.

10.3 Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

Não. LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e pode variar de unidade para unidade. Uma fonte de tensão constante levaria a uma corrente não controlada, potencialmente excedendo a classificação máxima e causando falha rápida. É sempre necessário um driver de corrente constante ou um circuito limitador de corrente.

10.4 Como interpreto o binning de fluxo luminoso?

O código de bin (ex., 1E) define uma saída de luz mínima garantida (18 lm) e um valor típico (20 lm) quando medido a 350mA e 25°C de temperatura do encapsulamento. Ao projetar um luminário, usar o valor \"Min\" para cálculos garante que o produto final atenderá ao alvo de brilho mínimo mesmo com variação entre unidades.

11. Estudo de Caso de Design PráticoCenário:

Projetar uma lanterna de mergulho subaquática de alta fiabilidade que requer um feixe azul puro.

1. Implementação:Seleção do LED:
2. Escolha este LED azul cerâmico 3535 pela sua robustez e desempenho térmico. Selecione um bin de comprimento de onda apertado (ex., B3: 455-460nm) para cor azul consistente e um bin de fluxo luminoso alto (ex., 1G) para saída máxima.Design Térmico:
3. A carcaça da lanterna é usinada em alumínio, atuando como dissipador. A PCB é uma PCB de núcleo metálico (MCPCB) com uma camada dielétrica de alta condutividade térmica. O terminal térmico do LED é soldado diretamente a uma grande área de cobre na MCPCB, que é então montada firmemente à carcaça de alumínio com pasta térmica.Design Elétrico:
4. Um driver buck de corrente constante, eficiente e à prova de água é projetado para fornecer 350mA estáveis a partir de um pack de baterias de iões de lítio. O driver inclui proteção contra sobretensão, polaridade reversa e desligamento térmico.Design Ótico:
5. Uma lente colimadora TIR (Reflexão Interna Total) secundária é usada sobre o LED para estreitar o feixe de 120 graus para um ponto de 10 graus para penetração de longa distância na água.Resultado:

A lanterna final alcança alto brilho, saída de cor estável mesmo após uso prolongado e excelente fiabilidade num ambiente desafiador, aproveitando as vantagens inerentes do LED cerâmico.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Um díodo emissor de luz (LED) é um dispositivo semicondutor que emite luz quando uma corrente elétrica passa por ele. Este fenômeno é chamado de eletroluminescência. Num LED azul, o material semicondutor (tipicamente baseado em nitreto de gálio e índio - InGaN) é projetado com um bandgap específico. Quando os elétrons se recombinam com lacunas de elétrons dentro do dispositivo, a energia é libertada na forma de fotões. O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pelo bandgap do material semicondutor. O pacote cerâmico serve como suporte mecânico, fornece conexões elétricas via fios de ligação ao ânodo e cátodo e, mais importante, atua como um caminho eficiente para conduzir o calor para longe da junção semicondutora, o que é crítico para o desempenho e longevidade.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

• O mercado de LED de alta potência continua a evoluir com várias tendências claras:Aumento da Eficiência (lm/W):
• Melhorias contínuas no crescimento epitaxial, design do chip e técnicas de extração de luz empurram constantemente a eficácia luminosa para cima, reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.Melhoria da Qualidade e Consistência da Cor:
• Tolerâncias de binning mais apertadas e tecnologias de fósforo avançadas permitem LEDs com índice de reprodução de cor (CRI) superior e pontos de cor mais consistentes entre lotes de produção.Embalagem Avançada:
• Pacotes cerâmicos, como o usado aqui, estão a tornar-se mais prevalentes para aplicações de alta gama. Tendências futuras incluem pacotes à escala do chip (CSP) e integração ao nível do pacote (ex., COB - Chip-on-Board) para reduzir custos e melhorar a densidade ótica.Maior Densidade de Potência:
• LEDs capazes de operar a densidades de corrente mais altas estão a ser desenvolvidos, permitindo fontes de luz menores com saída equivalente ou maior, possibilitando designs de luminários mais compactos e inovadores.Iluminação Inteligente e Conectada: