Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Identificação do Produto e Convenção de Nomenclatura
- 2. Especificações Mecânicas e Ópticas
- 2.1 Dimensões Físicas e Layout
- 2.2 Características Ópticas
- 3. Parâmetros Elétricos e Térmicos
- 3.1 Valores Máximos Absolutos
- 3.2 Características Elétricas Típicas
- 4. Sistema de Binning e Classificação
- 4.1 Binning de Fluxo Luminoso
- 4.2 Binning de Tensão Direta
- 4.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante
- 5. Características de Desempenho e Curvas
- 5.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)
- 5.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta
- 5.3 Potência Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção
- 5.4 Distribuição de Potência Espectral
- 6. Diretrizes de Montagem e Manuseio
- 6.1 Recomendações de Soldagem
- 6.2 Gestão Térmica
- 6.3 Sensibilidade a ESD
- 7. Embalagem e Informações de Encomenda
- 7.1 Especificação de Fita e Bobina
- 7.2 Estrutura do Código de Encomenda
- 8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
- 8.1 Aplicações Típicas
- 8.2 Seleção do *Driver*
- 8.3 Projeto Óptico
- 9. Confiabilidade e Vida Útil
- 10. Comparação Técnica e Vantagens
- 10.1 Pacote Cerâmico vs. Plástico
- 10.2 Projeto de *Chip* Único de Alta Potência
1. Visão Geral do Produto
Este documento fornece as especificações técnicas completas para um Diodo Emissor de Luz (LED) Verde de alta potência da série Cerâmica 3535 de 1W. O substrato cerâmico oferece uma gestão térmica superior em comparação com os pacotes plásticos tradicionais, permitindo correntes de acionamento mais elevadas e uma confiabilidade a longo prazo melhorada. Este LED foi projetado para aplicações que exigem alto brilho e desempenho estável em ambientes exigentes.
1.1 Identificação do Produto e Convenção de Nomenclatura
O modelo do produto é identificado como T1901PGA. A convenção de nomenclatura segue um código estruturado:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Este código decompõe-se em vários parâmetros-chave:
- Código do Pacote (19):Indica um pacote Cerâmico 3535.
- Código de Contagem de *Chips* (P):Denota um único *chip* de LED de alta potência.
- Código de Cor (G):Especifica emissão Verde.
- Código Óptico (A):Detalha a lente ou o projeto óptico (especificações implícitas pelo código).
- Código do *Bin* de Fluxo:Um código de vários dígitos que define o *bin* de saída de fluxo luminoso.
- Código do *Bin* de Temperatura de Cor / Comprimento de Onda:Um código que especifica a faixa de comprimento de onda dominante.
Outros códigos de cor definidos no sistema incluem Vermelho (R), Amarelo (Y), Azul (B), Púrpura (U), Laranja (A), IR (I), Branco Quente L (<3700K), Branco Neutro C (3700-5000K) e Branco Frio W (>5000K).
2. Especificações Mecânicas e Ópticas
2.1 Dimensões Físicas e Layout
O LED utiliza um pacote de montagem em superfície Cerâmico 3535. O desenho dimensional exato mostra a vista superior e o perfil lateral com as medidas críticas. As dimensões-chave incluem o tamanho total do pacote de 3.5mm x 3.5mm. O padrão de solda (*footprint*) recomendado e o projeto de estêncil para montagem em PCB são fornecidos para garantir uma soldagem adequada e um desempenho térmico ótimo. As tolerâncias são especificadas como ±0.10mm para dimensões .X e ±0.05mm para dimensões .XX.
2.2 Características Ópticas
Os parâmetros ópticos primários são medidos a uma corrente de teste padrão de 350mA e a uma temperatura do ponto de solda (Ts) de 25°C.
- Comprimento de Onda Dominante (λd):525 nm (Típico).
- Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano, adequado para iluminação de área.
- Fluxo Luminoso:O valor depende do *bin* de fluxo específico atribuído à unidade (ver Secção 3.3).
3. Parâmetros Elétricos e Térmicos
3.1 Valores Máximos Absolutos
Tensões além destes limites podem causar danos permanentes. Todos os valores são especificados a Ts=25°C.
- Corrente Direta Contínua (IF):500 mA
- Corrente de Pico Direta de Pulso (IFP):700 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10)
- Dissipação de Potência (PD):1800 mW
- Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +100°C
- Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C
- Temperatura de Junção (Tj):125°C
- Temperatura de Soldagem (Tsld):Soldagem por refluxo a 230°C ou 260°C por um máximo de 10 segundos.
3.2 Características Elétricas Típicas
Medidas a Ts=25°C, IF=350mA.
- Tensão Direta (VF):3.5 V (Típico), 3.6 V (Máximo)
- Tensão Reversa (VR):5 V
- Corrente Reversa (IR):50 μA (Máximo)
4. Sistema de Binning e Classificação
Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em *bins* com base em parâmetros-chave.
4.1 Binning de Fluxo Luminoso
O fluxo luminoso é medido a 350mA. Os *bins*, definidos por um código de letra, especificam um valor mínimo (Min) e típico (Tipo). A tolerância para medição de fluxo é de ±7%.
- Código 1R:Min 55 lm, Tipo 60 lm
- Código 1S:Min 60 lm, Tipo 65 lm
- Código 1T:Min 65 lm, Tipo 70 lm
- Código 1W:Min 70 lm, Tipo 75 lm
- Código 1X:Min 75 lm, Tipo 80 lm
- Código 1Y:Min 80 lm, Tipo 87 lm
4.2 Binning de Tensão Direta
A tensão direta é medida a 350mA. Os *bins* garantem compatibilidade elétrica em cadeias série/paralelo. A tolerância é de ±0.08V.
- 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
4.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante
Para LEDs verdes, o comprimento de onda dominante é classificado em *bins* para controlar o tom preciso do verde.
- Código G5:519 nm a 522.5 nm
- Código G6:522.5 nm a 526 nm
- Código G7:526 nm a 530 nm
5. Características de Desempenho e Curvas
Os dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do LED sob várias condições.
5.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)
A curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. É crucial para projetar o *driver* limitador de corrente correto. O VF típico de 3.5V a 350mA é confirmado neste gráfico.
5.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta
Este gráfico ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. Normalmente mostra um aumento sublinear em correntes mais elevadas devido à queda de eficiência e efeitos térmicos, destacando a importância da gestão térmica para manter o brilho.
5.3 Potência Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção
A saída espectral de um LED muda com a temperatura de junção. Para LEDs verdes, o comprimento de onda de pico geralmente diminui ligeiramente (desvio para o azul) à medida que a temperatura aumenta. Este gráfico quantifica esse desvio, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.
5.4 Distribuição de Potência Espectral
A curva exibe a intensidade da luz emitida ao longo do espectro visível para este LED verde, centrada em torno de 525nm. Mostra uma largura de banda espectral relativamente estreita, típica dos LEDs monocromáticos.
6. Diretrizes de Montagem e Manuseio
6.1 Recomendações de Soldagem
O pacote cerâmico é compatível com os processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelhos ou convecção. O perfil de soldagem máximo recomendado é de 230°C ou 260°C de temperatura de pico por até 10 segundos. O projeto de estêncil fornecido garante o volume correto de pasta de solda para juntas confiáveis e transferência de calor ótima do *pad* térmico para a PCB.
6.2 Gestão Térmica
Uma gestão térmica eficaz é crítica para o desempenho e a vida útil. O pacote cerâmico tem uma baixa resistência térmica, mas deve ser montado numa PCB com *vias* térmicas adequadas e, se necessário, um dissipador de calor externo para manter a temperatura de junção abaixo de 125°C, especialmente quando operado perto da corrente máxima de 500mA.
6.3 Sensibilidade a ESD
Como todos os dispositivos semicondutores, os LEDs são sensíveis à Descarga Eletrostática (ESD). As precauções padrão contra ESD (uso de pulseiras aterradas, tapetes condutores e ionizadores) devem ser observadas durante o manuseio e montagem.
7. Embalagem e Informações de Encomenda
7.1 Especificação de Fita e Bobina
O produto é fornecido em fita transportadora relevada para montagem automática *pick-and-place*. Desenhos detalhados especificam as dimensões do bolso, largura da fita, diâmetro da bobina e orientação do componente. O pacote cerâmico 3535 utiliza um formato de fita padrão compatível com equipamentos de colocação de alta velocidade.
7.2 Estrutura do Código de Encomenda
O código de encomenda completo é construído a partir da convenção de nomenclatura descrita na Secção 1.1. Para encomendar, especifique o código completo, incluindo o pacote (19), contagem de *chips* (P), cor (G), óptica (A) e os códigos de *bin* de fluxo e comprimento de onda desejados com base nos requisitos da aplicação.
8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
8.1 Aplicações Típicas
- Iluminação Arquitetónica:Iluminação de fachadas, iluminação de sancas e iluminação de destaque onde são necessários alto brilho e estabilidade de cor.
- Iluminação Automotiva:Iluminação interior, luzes de sinalização (onde a especificação de cor é atendida).
- Iluminação Portátil:Lanternas de alta gama e luzes de trabalho.
- Iluminação Especializada:Visão por computador, iluminação cénica e sinalização.
8.2 Seleção do *Driver*
Um *driver* de corrente constante é obrigatório para uma operação confiável. O *driver* deve ser selecionado com base na corrente direta necessária (por exemplo, 350mA para uso típico, até 500mA para saída máxima) e no *bin* de tensão direta dos LEDs, especialmente ao conectar vários dispositivos em série. O *driver* deve ter proteção adequada contra sobretemperatura e sobrecorrente.
8.3 Projeto Óptico
O ângulo de visão de 120 graus é ideal para uma iluminação ampla e uniforme. Para feixes focados, a óptica secundária (reflectores ou lentes) deve ser projetada considerando a lente primária do LED e o seu padrão de emissão. Os desenhos mecânicos fornecem os pontos de referência necessários para o alinhamento óptico.
9. Confiabilidade e Vida Útil
Embora dados específicos de vida útil L70 ou L50 (tempo até 70% ou 50% da saída de lúmens inicial) não sejam fornecidos neste excerto, o pacote cerâmico suporta inerentemente uma vida útil mais longa ao manter uma temperatura de junção mais baixa para uma dada dissipação de potência. A vida útil é principalmente uma função da temperatura de junção e da corrente de acionamento; operar dentro das especificações recomendadas maximiza a longevidade.
10. Comparação Técnica e Vantagens
10.1 Pacote Cerâmico vs. Plástico
O pacote cerâmico 3535 oferece vantagens distintas em relação aos pacotes SMD plásticos padrão (por exemplo, PLCC, 5050):
- Condutividade Térmica Superior:Os substratos cerâmicos dissipam o calor de forma mais eficiente, permitindo correntes de acionamento mais elevadas e uma melhor manutenção do desempenho.
- Confiabilidade Aprimorada:A cerâmica é resistente à humidade e à degradação por UV, levando a um desempenho mais estável em ambientes agressivos.
- Melhor Estabilidade de Cor:Uma temperatura de junção de operação mais baixa minimiza o desvio do comprimento de onda e a depreciação dos lúmens ao longo do tempo.
10.2 Projeto de *Chip* Único de Alta Potência
Usar um único *chip* grande (denotado por 'P') em vez de vários *chips* pequenos melhora a uniformidade da densidade de corrente e pode oferecer uma eficácia global e confiabilidade melhores em comparação com projetos multi-*chip* em níveis de potência semelhantes.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |