Ficha Técnica LED Cerâmico 3535 Série T19 - 3.5x3.5x1.6mm - Tensão 1.8-3.6V - Potência até 3.6W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A Série T19 representa um encapsulamento LED de alto desempenho e base cerâmica, projetado para aplicações de iluminação exigentes. O fator de forma 3535 (3.5mm x 3.5mm) fornece uma plataforma robusta para uma gestão térmica eficiente e uma elevada saída luminosa. Esta série é projetada para operar de forma confiável sob condições de alta corrente, tornando-a adequada para soluções de iluminação profissional e industrial, onde a longevidade e o desempenho consistente são críticos.

2. Características Principais e Aplicações

2.1 Características Principais

• Alto Fluxo Luminoso e Eficácia:Oferece uma saída de luz superior por unidade de potência elétrica, melhorando a eficiência energética.
• Operação com Alta Corrente:Projetado especificamente para lidar com correntes diretas elevadas, suportando uma iluminação mais brilhante.
• Baixa Resistência Térmica:O substrato cerâmico e o design do encapsulamento facilitam uma excelente dissipação de calor da junção do LED, o que é crucial para manter o desempenho e a vida útil.
• Compatível com Soldagem por Refluxo sem Chumbo:Adequado para processos de montagem modernos e ambientalmente corretos.

2.2 Aplicações Alvo

• Luminárias para iluminação exterior e arquitetónica.
• Sistemas especializados de iluminação para horticultura.
• Iluminação para palco e entretenimento.
• Lâmpadas de sinalização e luzes traseiras automotivas.

3. Sistema de Numeração de Peças

O número da peça segue a estrutura:T □□ □□ □ □ □ □ - □ □□ □□ □. Os elementos-chave incluem:

• Código de Tipo (X1):'19' identifica este como o encapsulamento Cerâmico 3535.
• Código de CCT/Cor (X2):Códigos como AZ (Azul), VD (Verde), AM (Amarelo), VM (Vermelho), ÂM (Âmbar PC), RBG (RGB), RBGA (RGBW).
• Contagem de Chips em Série/Paralelo (X4, X5):Indica a configuração interna (1-Z).
• Código de Cor (X7):Especifica padrões de desempenho como ANSI (M), ERP (F), ou variantes de alta temperatura (R, T).

Este sistema permite a identificação precisa das características elétricas, ópticas e térmicas do LED.

4. Especificações Máximas Absolutas e Características Elétricas/Ópticas

4.1 Especificações Máximas Absolutas (Ta=25°C)

Estes são os limites de stress que não devem ser excedidos, nem mesmo momentaneamente, para evitar danos permanentes.

• Corrente Direta (IF):Vermelho: 700 mA; Verde/Azul: 1000 mA.
• Corrente Direta de Pulso (IFP):Vermelho: 800 mA; Verde/Azul: 1500 mA (Largura do Pulso ≤100μs, Ciclo de Trabalho ≤10%).
• Dissipação de Potência (PD):Vermelho: 1820 mW; Verde/Azul: 3600 mW.
• Tensão Reversa (VR):5 V.
• Temperatura de Operação/Armazenamento:-40°C a +105°C.
• Temperatura da Junção (Tj):Vermelho: 105°C; Verde/Azul: 125°C.
• Temperatura de Soldagem:Pico de 230°C ou 260°C por no máximo 10 segundos durante o refluxo.

4.2 Características Elétricas e Ópticas (Ta=25°C)

Desempenho típico sob condições padrão de teste (IF=350mA).

• Tensão Direta (VF):Vermelho: 1.8-2.6 V; Verde/Azul: 2.8-3.6 V. (Tolerância: ±0.1V)
• Comprimento de Onda Dominante (λD):Vermelho: 615-630 nm; Verde: 520-535 nm; Azul: 450-460 nm. (Tolerância: ±2.0nm)
• Corrente Reversa (IR):Máx. 10 μA a VR=5V.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Típico 120 graus.
• Resistência Térmica (Rth j-sp):Junção ao ponto de solda: Típico 5 °C/W.
• Descarga Eletrostática (ESD):Suporta 2000 V (Modelo do Corpo Humano).
• Fluxo Luminoso:Varia conforme a cor e o bin (ver Secção 5). (Tolerância: ±7%)

5. Estrutura de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho, os LEDs são classificados em bins.

5.1 Bins de Comprimento de Onda Dominante (IF=350mA)

• Vermelho:R6 (615-620nm), R1 (620-625nm), R2 (625-630nm).
• Verde:GF (520-525nm), GG (525-530nm), G8 (530-535nm).
• Azul:B2 (450-455nm), B3 (455-460nm).

5.2 Bins de Fluxo Luminoso (IF=350mA)

• Vermelho:AP (51-58 lm) a AT (80-88 lm).
• Verde:AZ (112-120 lm) a BD (150-160 lm).
• Azul:AH (18-22 lm) a AL (30-37 lm).

5.3 Bins de Tensão Direta (IF=350mA)

Códigos de C3 (1.8-2.0V) a L3 (3.4-3.6V), permitindo a seleção para requisitos específicos do driver.

6. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos-chave (referenciados como Fig 1-10) que ilustram o desempenho sob condições variáveis. Estes são essenciais para o projeto.

6.1 Características Espectrais e Angulares

• Espectro de Cores (Fig 1):Mostra a distribuição espectral de potência, crítica para aplicações sensíveis à cor.
• Ângulo de Visão (Fig 7):Confirma o padrão de emissão Lambertiano típico de 120°.

6.2 Dependências de Corrente, Tensão e Temperatura

• Intensidade Relativa vs. Corrente Direta (Fig 3):Mostra como a saída de luz escala com a corrente, importante para seleção de corrente de acionamento e dimerização.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Fig 4):A curva IV é vital para o projeto térmico e elétrico do circuito do driver.
• Comprimento de Onda vs. Temperatura Ambiente (Fig 2):Indica a mudança de cor com a temperatura, relevante para a gestão térmica.
• Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura Ambiente (Fig 5):Demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura aumenta, destacando a necessidade de arrefecimento eficaz.
• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura Ambiente (Fig 6):Mostra o coeficiente de temperatura negativo do Vf.
• Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente (Fig 8, 9, 10):Estas curvas de derating para LEDs Vermelhos, Verdes e Azuis sãocríticas. Elas definem a corrente operacional segura máxima para qualquer temperatura ambiente dada, para evitar exceder o limite de temperatura da junção.

7. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

7.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento cerâmico 3535 tem um tamanho de corpo de 3.5mm x 3.5mm com uma altura típica de aproximadamente 1.6mm. Os desenhos dimensionais fornecem medidas exatas para o planeamento da pegada na PCB. As tolerâncias são tipicamente ±0.2mm, salvo indicação em contrário.

7.2 Identificação de Polaridade

Importante:A polaridade difere conforme o tipo de chip.

• LEDs Verdes e Azuis: O Pad 1 é o Ânodo (+), o Pad 2 é o Cátodo (-).
• LEDs Vermelhos: O Pad 2 é o Ânodo (+), o Pad 1 é o Cátodo (-).

Uma ligação de polaridade incorreta impedirá o LED de acender.

7.3 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda

É fornecido um design de padrão de ilhas para garantir uma soldagem confiável e uma transferência térmica ótima para a PCB. Seguir este layout recomendado minimiza defeitos de soldagem e maximiza a eficiência da dissipação de calor.

8. Diretrizes de Soldagem e Montagem

8.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos padrão de refluxo sem chumbo. Os parâmetros-chave do perfil incluem:

• Temperatura de Pico do Corpo do Encapsulamento (Tp):Máximo 260°C.
• Tempo Acima do Líquido (TL=217°C):60 a 150 segundos.
• Tempo Dentro de 5°C do Pico (Tp):Máximo 30 segundos.
• Taxa de Aquecimento (TL para Tp):Máximo 3°C/segundo.
• Taxa de Arrefecimento (Tp para TL):Máximo 6°C/segundo.
• Tempo Total do Ciclo (25°C ao Pico):Máximo 8 minutos.

Seguir este perfil evita choque térmico e garante a integridade da junta de solda.

9. Embalagem e Manuseio

9.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida para montagem automatizada pick-and-place.

• Quantidade por Bobina:Máximo 1000 peças.
• Tolerância Cumulativa:±0.25mm por 10 passos.

A bobina é etiquetada com o número da peça, código de data de fabrico e quantidade.

9.2 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs devem ser armazenados na sua embalagem original, à prova de humidade, num ambiente controlado (recomendado: <30°C / 60% HR). Utilize precauções padrão contra ESD durante o manuseio. Após abrir a embalagem sensível à humidade, siga as diretrizes de vida útil no chão de fábrica ou faça o "bake" de acordo com os procedimentos padrão IPC/JEDEC antes do refluxo, se excedido.

10. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

10.1 Gestão Térmica

Este é o fator mais crítico para a fiabilidade e desempenho a longo prazo. Apesar da baixa resistência térmica (5°C/W típ.), um dissipador de calor devidamente projetado é obrigatório, especialmente a altas correntes.

• Utilize uma PCB multicamada com vias térmicas sob a ilha do LED conectadas a grandes planos de cobre.
• Para aplicações de alta potência, considere uma PCB com núcleo de alumínio (MCPCB) ou uma solução de arrefecimento ativo.
• Consulte sempre as curvas de derating de Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente (Fig 8-10) para selecionar uma corrente operacional segura para a pior temperatura do seu projeto.

10.2 Acionamento Elétrico

• Acione o LED com uma fonte de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para uma saída de luz estável e longevidade.
• Leve em conta o bin de tensão direta e a sua tolerância ao projetar a tensão de conformidade do driver.
• Considere implementar soft-start ou limitação de corrente de entrada no circuito do driver.
• Para operação em pulso (IFP), cumpra estritamente os limites especificados de largura de pulso (≤100μs) e ciclo de trabalho (≤10%).

10.3 Projeto Óptico

• O ângulo de visão de 120° é adequado para iluminação geral. Para feixes mais estreitos, são necessárias óticas secundárias (lentes).
• Selecione os bins apropriados de comprimento de onda e fluxo na fase de projeto para garantir consistência de cor e uniformidade de brilho numa luminária com múltiplos LEDs.

11. Comparação Técnica e Vantagens

O encapsulamento cerâmico 3535 oferece vantagens distintas sobre os LEDs SMD plásticos tradicionais (como 2835 ou 5050) em cenários de alta potência:

• Desempenho Térmico Superior:O material cerâmico tem uma condutividade térmica muito maior do que o plástico, levando a uma temperatura de junção mais baixa ao mesmo nível de potência, o que se traduz diretamente numa vida útil mais longa e numa saída de luz mantida mais elevada (L70/L90).
• Capacidade de Potência Mais Elevada:Capaz de suportar correntes de acionamento mais altas (até 1000mA/1500mA em pulso) devido a uma melhor dissipação de calor.
• Fiabilidade Reforçada:A cerâmica é mais resistente ao stress de ciclagem térmica e à humidade, tornando-a ideal para ambientes agressivos como a iluminação exterior.
• Ponto de Cor Estável:Uma melhor estabilidade térmica minimiza a mudança de cor ao longo do tempo e das condições operacionais.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é o principal benefício do encapsulamento cerâmico?

R: O benefício principal é a excelente gestão térmica, permitindo correntes de acionamento mais altas, melhor fiabilidade e menos degradação de desempenho ao longo do tempo em comparação com encapsulamentos plásticos.

P: Por que a polaridade e as correntes máximas são diferentes para LEDs Vermelhos vs. Verdes/Azuis?

R: Isto deve-se aos diferentes materiais semicondutores utilizados (ex.: AlInGaP para Vermelho, InGaN para Verde/Azul), que têm características elétricas e eficiências diferentes.

P: Como escolho a corrente direta correta para o meu projeto?

R: Comece com a corrente de teste típica (350mA). Para maior brilho, aumente a corrente, masdeveconsultar as curvas de derating (Fig 8-10) com base na temperatura ambiente máxima estimada do seu sistema e na resistência térmica para garantir que Tj não é excedida. Nunca exceda a Especificação Máxima Absoluta para corrente contínua.

P: O que significa o 'Código de Cor' (ex.: M, F, R) no número da peça?

R: Refere-se ao padrão de desempenho ou classificação de temperatura contra o qual o LED é classificado em bins. Por exemplo, 'M' é para bins ANSI padrão, enquanto 'R' e 'T' indicam bins classificados para operação a temperaturas de junção mais altas (padrões ANSI de 85°C e 105°C, respetivamente).

13. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Projetor de Alta Potência para Exterior.

1. Requisito:Alta saída de lúmens, robusto para uso exterior, vida útil longa (>50.000 horas L70).
2. Seleção do LED:O encapsulamento cerâmico 3535 é escolhido pela sua robustez térmica. LEDs Verdes do bin de fluxo 'BD' (150-160 lm @350mA) são selecionados para alta eficácia.
3. Projeto Térmico:É utilizada uma MCPCB de alumínio com uma base de 3mm de espessura. É realizada uma simulação térmica para garantir que a temperatura da junção do LED permanece abaixo de 110°C a uma temperatura ambiente de 40°C.
4. Projeto Elétrico:O driver é configurado para uma corrente constante de 700mA. Consultando a Fig 9, a 40°C ambiente, a corrente máxima permitida está bem acima de 700mA, fornecendo uma margem de segurança. A gama de tensão de saída do driver acomoda o bin Vf (ex.: H3: 2.8-3.0V).
5. Projeto Óptico:É adicionada uma ótica secundária (lente) para alcançar o ângulo de feixe desejado para iluminação de projetor.
6. Resultado:Uma luminária confiável e de alta saída que mantém o brilho e a cor ao longo da sua vida útil, graças à gestão térmica eficaz possibilitada pelo encapsulamento cerâmico do LED.

14. Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores utilizados (ex.: AlInGaP para vermelho/laranja, InGaN para azul/verde). O encapsulamento cerâmico serve principalmente como suporte mecânico, interligação elétrica e, mais importante, como um caminho térmico altamente eficiente para conduzir o calor para longe do chip semicondutor (die) para a placa de circuito impresso e para o dissipador de calor.

15. Tendências Tecnológicas

A indústria LED continua a evoluir para maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência e fiabilidade melhorada. Encapsulamentos cerâmicos como o 3535 fazem parte desta tendência, permitindo estes avanços ao resolver desafios térmicos. Desenvolvimentos futuros podem incluir:

• Eficácia Aumentada:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design do chip empurram os limites teóricos da saída de luz.
• Encapsulamento Avançado:Integração de múltiplos chips de cor (RGB, RGBW) dentro de um único encapsulamento cerâmico para luminárias com cor ajustável, ou encapsulamento à escala do chip (CSP) para um desempenho térmico ainda melhor.
• Integração Inteligente:Incorporação de ICs de controlo ou sensores diretamente no encapsulamento LED para sistemas de iluminação inteligentes.
• Espectros Especializados:Otimização adicional de espectros para iluminação centrada no ser humano (HCL) e horticultura (ex.: vermelho-distante, UV).

O impulso fundamental é fornecer fontes de luz mais controláveis, eficientes e duráveis para uma gama crescente de aplicações.