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Ficha Técnica do LED Full Color EMC3030 - Dimensões 3.0x3.0mm - Tensão 1.6-3.4V - Potência 0.468-0.648W - Documento Técnico em Português

Especificações técnicas do LED full-color EMC3030, incluindo características eletro-ópticas, estrutura de binning, classificações térmicas, dimensões do encapsulamento e diretrizes de soldagem por refluxo.
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1. Visão Geral do Produto

A série EMC3030 é um LED de montagem em superfície (SMD) full-color de alto desempenho, projetado para aplicações de iluminação exigentes. Este componente integra chips vermelho, verde e azul (RGB) dentro de um encapsulamento compacto de 3.0mm x 3.0mm, permitindo a criação de um amplo espectro de cores através da mistura aditiva de cores. O seu foco principal de projeto é fornecer alta saída luminosa e eficácia, mantendo uma operação robusta sob correntes de acionamento elevadas.

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Eletro-Ópticas

The luminous flux output is measured at a standard test current (IF) of 150mA and an ambient temperature (Ta) of 25°C. The typical ranges are:

Uma tolerância de medição de ±7% aplica-se a estes valores de fluxo luminoso. A temperatura de cor correlacionada (CCT) para misturas de luz branca é derivada do diagrama de cromaticidade CIE 1931, com base na saída combinada dos chips individuais.

The device features a wide viewing angle (2θ1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 Parâmetros Elétricos

The forward voltage (VF) varies by chip color at IF = 150mA:

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (VR) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (IR) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 Classificações Térmicas e Máximas Absolutas

Operar o LED além destes limites pode causar danos permanentes.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified PD ratings to ensure reliability.

3. Explicação do Sistema de Binning

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at IF = 150mA and Ta = 25°C.

3.1 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Isto define a cor precisa da luz emitida por cada chip.

A tolerância para medição de comprimento de onda é de ±1nm.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são agrupados com base na sua saída de luz.

A tolerância para medição de fluxo luminoso é de ±7%.

3.3 Binning de Tensão Direta

Esta classificação garante compatibilidade elétrica no projeto do circuito. As faixas de tensão variam de AB2 (1.8-2.0V) a AF1 (3.2-3.4V), com uma tolerância de medição de ±0.1V.

4. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos que ilustram o comportamento do LED sob diferentes condições. Compreender estes gráficos é fundamental para um projeto otimizado.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED é alojado em um encapsulamento SMD EMC3030. As dimensões gerais são 3.0mm de comprimento e 3.0mm de largura. O desenho mecânico detalhado especifica a posição exata dos chips LED, as marcações de cátodo/ânodo e a estrutura da lente. A tolerância geral para dimensões é de ±0.2mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Projeto Recomendado de Ilhós de Solda

Um padrão de ilhós (footprint) é fornecido para o projeto da PCB. Seguir este layout de ilhós recomendado é essencial para uma soldagem confiável, transferência térmica adequada e prevenção do efeito "tombstoning" durante o refluxo. As dimensões dos ilhós têm uma tolerância de ±0.1mm.

5.3 Identificação de Polaridade

O encapsulamento inclui marcações para identificar o terminal cátodo (negativo) de cada chip de cor. A conexão correta da polaridade é obrigatória para evitar danos ao LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil térmico especificado é crítico:

Seguir rigorosamente este perfil previne choque térmico e danos ao encapsulamento do LED e às ligações internas dos fios.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Utilize procedimentos de manuseio seguros contra ESD (pulseiras, tapetes condutores). Armazene em ambiente seco e antiestático dentro da faixa de temperatura especificada (-40°C a +105°C). Evite exposição à umidade antes da soldagem; se necessário, siga as instruções de pré-aquecimento (baking) do fabricante.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada, enrolada em bobinas para montagem automatizada pick-and-place. A bobina pode conter um máximo de 5.000 unidades. O desenho dimensional da fita, incluindo espaçamento dos bolsos e diâmetro da bobina, é fornecido. A tolerância cumulativa ao longo de 10 passos é de ±0.25mm.

7.2 Sistema de Numeração de Peças

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

É necessário consultar a tabela completa de binning para decodificar um número de peça específico e obter as suas características de desempenho exatas.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

8.2 Considerações Críticas de Projeto

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora comparações diretas com concorrentes não estejam na ficha técnica, as especificações do EMC3030 destacam o seu posicionamento competitivo:

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (PD) must not be exceeded. Driving red at 180mA (VF~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (VF~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

Implementação:

  1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
  2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
  3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
  4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
  5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O EMC3030 é um LED multi-chip. Cada chip é um díodo semicondutor feito de diferentes sistemas de materiais:

Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam dentro da região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida (bandgap) do material semicondutor. As três cores primárias (Vermelho, Verde, Azul) são combinadas de forma aditiva dentro do único encapsulamento. Ao controlar independentemente a intensidade de cada chip, um vasto espectro de cores, incluindo vários tons de luz branca, pode ser produzido.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs full-color como o EMC3030 é impulsionado por várias tendências em curso na indústria de iluminação:

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.