Ficha Técnica do LED ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - Pacote 5.0x6.0mm - Tensão 2.85-3.95V - Fluxo Luminoso 350lm - Branco 5000-6000K - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um componente LED branco de montagem em superfície de alto desempenho. O dispositivo foi concebido para fornecer uma elevada saída luminosa num pacote compacto, tornando-o adequado para aplicações com restrições de espaço que necessitam de uma iluminação brilhante e eficiente. As suas principais vantagens incluem uma excelente eficiência óptica, proteção robusta contra descargas eletrostáticas (ESD) e conformidade com as principais regulamentações ambientais.

Os principais mercados-alvo para este LED abrangem flashes de câmara para dispositivos móveis, luzes de vídeo portáteis, vários dispositivos de iluminação interior e exterior, unidades de retroiluminação TFT, iluminação decorativa e iluminação interior/exterior automóvel. O perfil de desempenho do componente está alinhado com aplicações que exigem fiabilidade, brilho e consistência de cor.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos para garantir fiabilidade a longo prazo. As especificações principais incluem uma corrente direta contínua (Modo Tocha) de 350 mA e uma capacidade de corrente de pico de 1500 mA sob condições específicas (duração máxima de 400 ms, ciclo de trabalho de 10%). A temperatura da junção não deve exceder 150°C, com uma gama de temperatura ambiente de operação de -40°C a +85°C. O LED oferece proteção robusta contra ESD até 8000V (HBM, JEDEC 3b). É fundamental notar que estes são limites de stress; a operação contínua nestes ou próximos destes valores pode degradar o desempenho e a longevidade. O componente não foi concebido para operação em polarização inversa.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a uma temperatura do ponto de soldadura (Ts) de 25°C, são definidas as principais métricas de desempenho do dispositivo. O fluxo luminoso típico (Iv) é de 350 lúmens a uma corrente direta (IF) de 1000mA, com um valor mínimo especificado de 300 lm. A tensão direta (VF) a esta corrente varia de um mínimo de 2.85V a um máximo de 3.95V. A temperatura de cor correlacionada (CCT) para esta variante de LED branco situa-se entre 5000K e 6000K, colocando-a no espectro do branco frio. Todos os dados elétricos e ópticos são testados sob uma condição de pulso de 50ms para minimizar os efeitos de auto-aquecimento durante a medição.

2.3 Considerações Térmicas e de Fiabilidade

Uma gestão térmica adequada é fundamental para o desempenho e vida útil do LED. A temperatura máxima de soldadura permitida é de 260°C para um máximo de dois ciclos de reflow. O dispositivo está classificado no Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 1, indicando uma vida útil ilimitada em condições ≤30°C/85% RH. Todas as especificações de fiabilidade, incluindo garantias contra degradação excessiva de IV, são validadas sob condições de boa gestão térmica, especificamente utilizando uma Placa de Circuito Impresso com Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0 x 1.0 cm².

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é categorizada em três bins: 2832 (2.85V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V) e 3539 (3.55V - 3.95V), todos medidos a IF=1000mA.

3.2 Binning do Fluxo Luminoso

A saída de fluxo luminoso é classificada em quatro categorias: J8 (300-330 lm), J9 (330-360 lm), K1 (360-390 lm) e K2 (390-420 lm), medidas a IF=1000mA. O número de peça típico refere-se ao bin J8.

3.3 Binning de Cromaticidade (Cor)

O ponto de cor branco é definido dentro de uma região específica no diagrama de cromaticidade CIE 1931, correspondendo a uma gama de temperatura de cor correlacionada de 5000K a 6000K. O bin designado como "5060" fornece as coordenadas de cor de referência para esta gama. A tolerância de medição permitida para as coordenadas de cor é de ±0.01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Padrões Espectrais e de Radiação

A curva de distribuição espectral relativa mostra um pico na região do comprimento de onda azul, típico de um LED branco convertido por fósforo, com uma ampla emissão de fósforo no espectro amarelo. A saída combinada resulta em luz branca. O padrão de radiação típico é Lambertiano, caracterizado por um ângulo de visão (2θ1/2) de 120 graus, onde a intensidade é metade do valor de pico. Isto proporciona um campo de iluminação amplo e uniforme.

4.2 Correlações Elétricas e Ópticas

A curva de tensão direta vs. corrente direta demonstra a relação exponencial característica do díodo, com VF a aumentar com a corrente. A curva de fluxo luminoso relativo vs. corrente direta mostra que a saída de luz aumenta sub-linearmente com a corrente, uma característica comum devido à queda de eficiência a correntes e temperaturas de junção mais elevadas. A curva de temperatura de cor correlacionada (CCT) vs. corrente direta indica que a CCT pode deslocar-se ligeiramente com a corrente de operação, o que é uma consideração importante para aplicações críticas em termos de cor. Todos os dados de correlação são medidos sob gestão térmica superior.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Desenho Dimensional do Pacote

O LED está alojado num pacote de dispositivo de montagem em superfície (SMD) com dimensões nominais de 5.0mm de comprimento e 6.0mm de largura. O desenho mecânico detalhado especifica todas as dimensões críticas, incluindo localizações dos terminais, altura total e tolerâncias (tipicamente ±0.05mm salvo indicação em contrário). Esta informação é essencial para o projeto da impressão digital da PCB e montagem.

5.2 Identificação da Polaridade

O componente e a sua fita transportadora estão marcados para indicar a polaridade. A orientação correta durante a colocação é crucial para o funcionamento adequado do circuito. A ficha técnica fornece um diagrama claro que mostra a identificação do ânodo e do cátodo no corpo do dispositivo e dentro da embalagem em bobina.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A temperatura máxima de soldadura é especificada como 260°C. O componente pode suportar um máximo de dois ciclos de reflow. Devido à sua classificação MSL Nível 1, não é necessário nenhum pré-aquecimento especial antes da utilização se armazenado dentro das condições de humidade especificadas. No entanto, as diretrizes padrão IPC/JEDEC para manuseamento de dispositivos sensíveis à humidade devem ser seguidas durante os processos de montagem para evitar stress termomecânico.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Embalagem

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade. São carregados em fitas transportadoras em relevo, que são depois enroladas em bobinas. A quantidade padrão carregada é de 2000 peças por bobina, com uma quantidade mínima de encomenda de 1000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para a fita transportadora e a bobina do emissor para facilitar a configuração da máquina pick-and-place automatizada.

7.2 Etiquetagem do Produto

A etiqueta da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta: Número de Produto do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Número de Lote, Quantidade de Embalagem (QTY) e os códigos de bin específicos para Fluxo Luminoso (CAT), Cor (HUE) e Tensão Direta (REF). O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL-X) também é indicado.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para:

- Flash de Câmara de Dispositivo Móvel:A sua elevada capacidade de corrente de pulso e brilho tornam-no ideal para flashes de câmara de smartphones.

- Iluminação Portátil:Luzes de tocha para câmaras de vídeo digitais ou dispositivos portáteis.

- Iluminação Geral:Iluminação interior, luzes de degrau, sinais de saída e outros marcadores arquitetónicos.

- Retroiluminação:Para painéis TFT-LCD de pequeno a médio porte.

- Iluminação Automóvel:Aplicações tanto interiores (luzes de teto, luzes de leitura) como exteriores (luzes auxiliares, iluminação de assinatura), sujeitas a qualificação automóvel específica.

- Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque em eletrónica de consumo ou locais de entretenimento.

8.2 Considerações de Projeto

1. Gestão Térmica:Utilize um projeto térmico de PCB adequado (por exemplo, MCPCB com área de cobre suficiente ou vias térmicas) para manter uma baixa temperatura de junção. Isto preserva a saída luminosa, a estabilidade da cor e a vida operacional.

2. Condução de Corrente:Implemente um circuito de acionamento de corrente constante apropriado para o ponto de operação desejado (por exemplo, 350mA para modo tocha, até 1A para alta saída). Considere a redução de classificação para altas temperaturas ambientes.

3. Projeto Óptico:O padrão de feixe Lambertiano de 120 graus é adequado para iluminação de área ampla. Ópticas secundárias (lentes, refletores) podem ser necessárias para moldar ou focar o feixe.

4. Proteção contra ESD:Embora o dispositivo tenha proteção ESD incorporada, ainda é recomendável aderir a boas práticas de manuseamento de ESD durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs de média potência padrão, este dispositivo oferece uma saída de fluxo luminoso significativamente mais elevada (350lm) a uma corrente de acionamento de 1A, resultando numa eficácia luminosa superior (100 lm/W típ.). A combinação de alto brilho, uma pegada compacta de 5.0x6.0mm e um amplo ângulo de visão de 120 graus proporciona um equilíbrio favorável para muitas aplicações. A sua conformidade com as normas livre de halogéneos, RoHS e REACH garante que cumpre os rigorosos requisitos ambientais para os mercados globais. A estrutura de binning detalhada para fluxo, tensão e cor permite aos projetistas selecionar peças com tolerâncias de parâmetros apertadas para um desempenho consistente do sistema.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre Corrente Direta Contínua e Corrente de Pico de Pulso?

R: A Corrente Direta Contínua (350mA) é a corrente máxima contínua recomendada para operação fiável a longo prazo (por exemplo, num modo tocha). A Corrente de Pico de Pulso (1500mA) é uma corrente muito mais elevada que pode ser aplicada por durações muito curtas (≤400ms) a um baixo ciclo de trabalho (≤10%), o que é típico para aplicações de flash de câmara para alcançar uma explosão de luz muito brilhante e breve.

P: Como interpreto o código de bin de fluxo luminoso (por exemplo, J8) no número de peça?

R: O código de bin (J8, K1, etc.) indica a gama mínima e máxima garantida de fluxo luminoso para esse LED específico quando medido a 1000mA. Por exemplo, um LED do bin J8 terá um fluxo entre 300 e 330 lúmens. Isto permite aos projetistas prever e controlar o nível de brilho do seu produto final.

P: Por que é a gestão térmica tão frequentemente enfatizada?

R: O desempenho do LED degrada-se com o aumento da temperatura da junção. O calor excessivo reduz a saída de luz (depreciação de lúmens), pode causar uma mudança na temperatura de cor e, mais criticamente, acelera os processos químicos que levam à falha permanente. Um dissipador de calor eficaz é não negociável para alcançar o desempenho e a vida útil classificados.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Utilização

Exemplo 1: Módulo de Flash de Câmara de Smartphone

Neste cenário, o LED seria acionado por um CI de acionamento de flash dedicado. O projeto utilizaria a classificação de corrente de pico de pulso (1500mA) para alcançar o brilho máximo para uma foto. A PCB necessitaria de terminais térmicos dedicados ligados a planos de terra internos ou outros caminhos térmicos para dissipar o calor do pulso breve e de alta potência. O amplo ângulo de visão ajuda a iluminar uma cena de forma uniforme, reduzindo sombras duras.

Exemplo 2: Luz de Degrau Arquitetónica

Para uma luz de degrau de baixo perfil, vários LEDs podem ser dispostos numa matriz linear e acionados a uma corrente contínua mais baixa (por exemplo, 200-300mA) para eficiência energética e longa vida. O ângulo de feixe de 120 graus garante que a luz se espalhe pelo piso do degrau. O projeto deve ter em conta potenciais altas temperaturas ambientes se instalado no exterior ou em dispositivos fechados.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. O chip semicondutor central, feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), emite luz na região do comprimento de onda azul quando polarizado diretamente. Esta luz azul é parcialmente absorvida por um revestimento de fósforo (tipicamente baseado em Granato de Ítrio e Alumínio ou materiais semelhantes) depositado sobre o chip. O fósforo reemite esta energia como um amplo espectro de luz amarela. A combinação da luz azul não absorvida restante e da luz amarela emitida é percebida pelo olho humano como luz branca. A proporção exata de azul para amarelo determina a temperatura de cor correlacionada (CCT), resultando na saída de branco frio de 5000-6000K deste dispositivo.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O desenvolvimento deste LED está alinhado com várias tendências em curso na iluminação de estado sólido:Aumento da Eficiência:Alcançar 100 lm/W representa uma melhoria contínua na extração de mais luz visível por watt elétrico, reduzindo o consumo de energia.Miniaturização com Alta Saída:Empacotar um alto fluxo luminoso numa pegada relativamente pequena de 5.0x6.0mm permite produtos finais mais elegantes e compactos.Normalização e Binning:O binning detalhado de múltiplos parâmetros permite um desempenho previsível na fabricação em volume, o que é crítico para produtos de eletrónica de consumo e iluminação.Conformidade Ambiental:A adesão às normas RoHS, REACH e livre de halogéneos é agora um requisito básico para componentes eletrónicos na maioria dos mercados globais, refletindo o foco da indústria na fabricação sustentável.