Ficha Técnica do LED Infravermelho Cerâmico Série 3535 1W - Dimensões 3.5x3.5x0.9mm - Tensão 1.5V - Potência 1W - Infravermelho 850nm

1. Visão Geral do Produto

A série Cerâmica 3535 é um LED de montagem em superfície de alta potência, projetado para aplicações que exigem iluminação infravermelha robusta e confiável. Este dispositivo de 1W utiliza um substrato cerâmico, oferecendo gerenciamento térmico superior e estabilidade de longo prazo em comparação com embalagens plásticas tradicionais. O comprimento de onda de emissão principal é 850nm, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações de sensoriamento, visão computacional e segurança.

As principais vantagens desta série incluem sua excelente capacidade de dissipação de calor devido à construção cerâmica, um amplo ângulo de visão de 120 graus para cobertura ampla e uma pegada compacta de 3.5mm x 3.5mm que facilita layouts de PCB de alta densidade. Os mercados-alvo são automação industrial, sistemas de vigilância, sensores biométricos e qualquer aplicação que demande luz infravermelha de alta intensidade e consistente.

2. Parâmetros Técnicos e Interpretação Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes parâmetros definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. A operação sob estas condições não é garantida.

• Corrente Direta (IF):500 mA (CC)
• Corrente de Pulso Direta (IFP):700 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (PD):1000 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 no máximo 10 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Típicas @ Ta=25°C)

Estes parâmetros representam o desempenho típico sob condições de teste especificadas.

• Tensão Direta (VF):1.5 V (Típico), 2.0 V (Máximo) em IF=350mA. A baixa tensão direta contribui para uma maior eficiência do sistema.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar falha imediata.
• Comprimento de Onda de Pico (λd):850 nm. Este é o comprimento de onda no qual a intensidade radiante é mais alta.
• Corrente Reversa (IR):50 μA (Máximo) em VR=5V.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus. Este ângulo amplo fornece um padrão de iluminação amplo e uniforme.

2.3 Características Térmicas

A embalagem cerâmica é a principal característica térmica. Os materiais cerâmicos possuem alta condutividade térmica, que transfere eficientemente o calor da junção do chip do LED para a PCB e o ambiente. Isto impacta diretamente a vida útil do dispositivo e a manutenção da luminosidade. Um projeto térmico adequado na PCB da aplicação, incluindo área de cobre suficiente e possível dissipação de calor, é fundamental para manter a temperatura de junção abaixo da classificação máxima de 125°C, especialmente ao operar na corrente de acionamento total de 350mA.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. Os projetistas devem especificar os bins para garantir a correspondência de desempenho em suas aplicações.

3.1 Binning de Tensão Direta

Os LEDs são classificados com base em sua tensão direta (VF) na corrente de teste.

• Código A:VF = 1.4V a 1.6V
• Código B:VF = 1.6V a 1.8V
• Código C:VF = 1.8V a 2.0V

Nota: A tolerância de medição é de ±0.08V.Selecionar um bin de tensão mais restrito pode simplificar o projeto do circuito de regulação de corrente.

3.2 Binning de Comprimento de Onda de Pico

Para este modelo específico (T1901PIA), o comprimento de onda é classificado da seguinte forma:

• Código I2:λd = 845nm a 865nm. Esta faixa restrita de 20nm é adequada para aplicações sensíveis a comprimentos de onda infravermelhos específicos, como certos tipos de visão noturna ou sensores ópticos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece dados gráficos essenciais para o projeto de circuito e térmico.

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

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. O VF típico de 1.5V a 350mA é um ponto chave. Os projetistas usam esta curva para selecionar resistores limitadores de corrente apropriados ou para projetar drivers de corrente constante. A curva se deslocará com a temperatura; a tensão diminui à medida que a temperatura de junção aumenta para uma determinada corrente.

4.2 Potência Radiante Relativa vs. Temperatura de Junção

Este gráfico ilustra a derivação térmica da saída do LED. Os LEDs infravermelhos geralmente apresentam uma queda de eficiência menor com a temperatura em comparação com os LEDs visíveis, mas a saída ainda diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Isto deve ser considerado no gerenciamento térmico para garantir desempenho consistente ao longo da vida útil do produto e em diferentes temperaturas de operação.

4.3 Curva de Distribuição Espectral

A curva confirma o comprimento de onda de pico dominante de 850nm e mostra a largura de banda espectral. A largura de banda estreita é típica para emissores infravermelhos de alta qualidade. Compreender o espectro é vital para emparelhar com fotodetectores correspondentes ou sensores de câmera que tenham responsividade espectral específica.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Desenho de Contorno

O dispositivo possui um corpo cerâmico quadrado medindo 3.5mm x 3.5mm. A altura total é de aproximadamente 0.9mm. Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias (por exemplo, ±0.10mm para dimensões .X, ±0.05mm para dimensões .XX) são fornecidos para um layout de PCB preciso.

5.2 Layout Recomendado de Pads e Design de Estêncil

Um design de padrão de land é sugerido para garantir soldagem confiável e transferência térmica ideal. O layout de pads normalmente inclui dois pads de ânodo/cátodo e um pad térmico central. O design do estêncil (máscara de pasta de solda) também é especificado, frequentemente recomendando uma abertura reduzida para o grande pad térmico para evitar pontes de solda e volume excessivo de pasta. Seguir estas recomendações é crucial para obter uma junta de solda confiável e maximizar a dissipação de calor do pad térmico para a PCB.

5.3 Identificação de Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado no topo da embalagem, frequentemente com uma tonalidade verde ou um entalhe/canto cortado na lente. A pegada da PCB deve incluir um marcador de polaridade correspondente a esta característica para evitar colocação incorreta.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos padrão de refluxo por infravermelho ou convecção. A temperatura de pico máxima é de 260°C, com um tempo acima do líquido (por exemplo, 217°C) não excedendo 10 segundos. Um perfil de refluxo recomendado deve ser seguido para evitar choque térmico. A embalagem cerâmica é geralmente mais resistente à absorção de umidade do que as embalagens plásticas, mas as precauções padrão de manuseio para dispositivos sensíveis à umidade (MSD) ainda podem se aplicar, dependendo dos materiais específicos utilizados.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Armazene os LEDs em um ambiente seco e antiestático. Evite estresse mecânico na lente. Use precauções contra ESD durante o manuseio. Não limpe com limpadores ultrassônicos após a soldagem, pois isso pode danificar a estrutura interna.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Embalagem em Fita e Carretel

O produto é fornecido em fita transportadora relevada enrolada em carretéis, adequada para máquinas de montagem pick-and-place automatizadas. As dimensões da fita (tamanho do bolso, passo) são padronizadas. As quantidades por carretel são tipicamente de vários milhares de peças.

7.2 Sistema de Numeração de Modelos

O número da peça (por exemplo, T1901PIA) codifica atributos-chave:

• T:Identificador da série.
• 19:Código de embalagem para Cerâmica 3535.
• P:Código de contagem de dies para um único die de alta potência.
• I:Código de cor para Infravermelho (IR).
• A:Código interno ou código de bin.
• Sufixos adicionais podem indicar bin de tensão, bin de comprimento de onda, etc.

Outros códigos definidos no sistema incluem cor (R, G, B, Y, W, etc.), contagem de dies (S, P, 2, 3) e tipo de lente (00 para nenhuma, 01 para lente).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Vigilância & Segurança:Iluminação para câmeras de CFTV com filtros de corte IR, fornecendo visão noturna invisível.
• Visão Computacional:Luz estruturada, realce de contraste ou detecção de defeitos em sistemas de inspeção automatizada.
• Sensores Biométricos:Reconhecimento de íris, reconhecimento facial ou scanners de impressão digital.
• Sensoriamento de Proximidade & Gestos:Usado em eletrônicos de consumo e aplicações automotivas.
• Interruptores & Codificadores Ópticos:Fornecendo a fonte de luz para sensoriamento baseado em interrupção.

8.2 Considerações de Projeto

• Circuito Acionador:Use um driver de corrente constante para saída estável. A baixa VF permite operação a partir de fontes de baixa tensão. Considere usar um regulador chaveado para operação de alta eficiência em potência total.
• Gerenciamento Térmico:Isto é primordial. Conecte o pad térmico a uma grande área de cobre na PCB com múltiplos vias térmicas para as camadas internas ou a um dissipador de calor no lado inferior. A simulação térmica é recomendada para aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Projeto Óptico:O feixe de 120 graus pode exigir ópticas secundárias (lentes, difusores) para moldar a luz para aplicações específicas. A superfície da embalagem cerâmica pode não ser ideal para acoplamento óptico direto; uma lente primária é frequentemente incorporada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs 3535 plásticos padrão, esta versão cerâmica oferece vantagens significativas:

• Desempenho Térmico Superior:Menor resistência térmica da junção à placa, levando a uma menor temperatura de junção de operação, maior potencial de corrente de acionamento máxima e vida útil significativamente mais longa em alta potência.
• Confiabilidade Aprimorada:A cerâmica é inerte e não degrada ou amarela sob alta temperatura ou alta exposição a UV, ao contrário de alguns plásticos. Também é mais resistente a trincas mecânicas.
• Saída Óptica Estável:Melhor gerenciamento térmico resulta em comprimento de onda e potência radiante mais estáveis ao longo do tempo e ciclos de temperatura.
• A compensação é tipicamente um custo unitário ligeiramente mais alto em comparação com embalagens plásticas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre corrente direta (IF) e corrente de pulso (IFP)?

IF (500mA)é a máxima corrente contínua CC que o LED pode suportar.IFP (700mA)é a corrente máxima permitida em pulsos curtos (largura ≤10ms, ciclo de trabalho ≤10%). Pulsar permite uma saída radiante instantânea mais alta, útil em aplicações de estroboscópio ou sensoriamento pulsado, mas a potência média não deve exceder o limite de 1W.

10.2 Como seleciono o bin de tensão correto?

Se o seu projeto usa um simples resistor em série para limitar a corrente, um bin de VF mais restrito (por exemplo, todos Código B) garante corrente mais consistente e, portanto, brilho consistente em todos os LEDs de uma matriz. Para projetos que usam drivers ativos de corrente constante, o bin de tensão é menos crítico, pois o driver ajustará a tensão para manter a corrente definida.

10.3 Posso acionar este LED sem um dissipador de calor?

Na classificação total de 350mA/1W, um caminho térmico adequado é obrigatório. A embalagem cerâmica ajuda, mas deve ser conectada ao sistema de gerenciamento térmico da PCB. Para correntes de acionamento mais baixas (por exemplo, 100-200mA) ou operação pulsada, os requisitos são menos rigorosos, mas a análise térmica ainda é recomendada.

11. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Cenário: Leitor de Código de Barras Industrial de Alta Velocidade.Um leitor precisa ler códigos em pacotes em movimento rápido. O sistema usa uma matriz de LED infravermelho de 850nm pulsado para iluminar o alvo. O LED Cerâmico 3535 é escolhido por sua capacidade de lidar com altas correntes de pulso (até 700mA) para flashes brilhantes e de curta duração, capturando imagens claras sem desfoque de movimento. A estabilidade térmica da embalagem cerâmica garante amplitude de pulso e comprimento de onda consistentes durante longos períodos de operação em um ambiente de fábrica quente. O amplo feixe de 120 graus permite que menos LEDs cubram o campo de varredura. A PCB é projetada com camadas de cobre espessas e vias térmicas sob o pad térmico de cada LED para dissipar o calor médio gerado durante a operação pulsada.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um Diodo Emissor de Luz Infravermelha (LED IR) opera no mesmo princípio de eletroluminescência de um LED visível. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado. Para emissão de 850nm, materiais como Arseneto de Gálio e Alumínio (AlGaAs) são comumente usados. A embalagem cerâmica serve principalmente como uma carcaça mecanicamente robusta e termicamente condutora para o die semicondutor, ligações de fio e óptica primária (se presente).

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência em LEDs infravermelhos de alta potência é em direção a uma maior eficiência wall-plug (mais saída de luz por watt elétrico de entrada) e maior densidade de potência. Isto impulsiona a adoção de tecnologias avançadas de chip (flip-chip, filme fino) e materiais de embalagem como cerâmicas e substratos de núcleo metálico para um gerenciamento térmico ideal. Há também um foco em melhorar a confiabilidade e a vida útil em condições adversas (alta temperatura, alta umidade). Além disso, a integração de drivers e sensores com o LED em módulos inteligentes é uma tendência crescente, simplificando o projeto do sistema para os usuários finais. A demanda por bandas de comprimento de onda específicas e estreitas para aplicações de sensoriamento continua a impulsionar avanços no crescimento de materiais epitaxiais e na engenharia de dispositivos.