Ficha Técnica do LED ELXI-NB5060J6J8293910-F3H - Pacote 5.0x6.0mm - Tensão Direta 3.3V - Fluxo Luminoso 260lm - Branco 5500K - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O ELXI-NB5060J6J8293910-F3H é um LED branco de montagem em superfície de alto desempenho, projetado para aplicações que exigem alta saída luminosa e confiabilidade num factor de forma compacto. Utilizando tecnologia de chip InGaN, este dispositivo oferece excelente eficiência e desempenho de cor consistente. Os seus principais alvos de design incluem flashes de câmera para dispositivos móveis, iluminação portátil e várias aplicações de iluminação interior e decorativa onde o espaço e a eficiência energética são críticos.

1.1 Vantagens Principais

O dispositivo oferece várias vantagens-chave que o tornam adequado para aplicações exigentes. Apresenta uma pegada de pacote muito compacta, essencial para designs com espaço limitado, como telemóveis. Com um fluxo luminoso típico de 260 lúmens a uma corrente de acionamento de 1000mA, fornece um brilho elevado. O LED incorpora uma proteção ESD robusta classificada até 8KV (HBM), aumentando a sua confiabilidade no manuseamento e montagem. É totalmente compatível com as regulamentações RoHS, REACH e livre de halogéneos, tornando-o adequado para mercados globais com padrões ambientais rigorosos. O produto também é agrupado por parâmetros-chave como fluxo luminoso total e coordenadas de cor, garantindo consistência na produção em lote para aplicações que requerem saída de luz uniforme.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na ficha técnica, explicando a sua importância para os engenheiros de design.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições de operação recomendadas.

• Corrente Direta Contínua (I_F): 350 mA. Esta é a corrente contínua máxima que pode ser aplicada ao LED. Exceder este valor arrisca sobreaquecimento e falha catastrófica.
• Corrente de Pico Pulsada (I_Pulso): 1000 mA para 400ms LIGADO, 3600ms DESLIGADO (ciclo de trabalho de 10%). Esta classificação é crucial para aplicações de flash, indicando que o LED pode suportar pulsos curtos de alta corrente típicos de flashes de câmera.
• Temperatura da Junção (T_J): 115°C. A temperatura máxima permitida da própria junção semicondutora. Operação prolongada neste limite ou próximo dele acelerará a depreciação do lúmen e reduzirá a vida útil.
• Temperatura de Operação e Armazenamento: -40°C a +85°C. Esta ampla gama garante desempenho confiável em várias condições ambientais, desde armazenamento frio até ambientes de operação quentes.
• Dissipação de Potência (Modo Pulsado): 3.95 W. Esta é a potência máxima que o pacote pode dissipar durante a operação pulsada, um fator crítico para a gestão térmica em aplicações de flash.
• Temperatura de Soldadura: 245°C. Especifica a tolerância de temperatura de pico durante os processos de soldadura por refluxo.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 120 graus (±5°). Isto indica um padrão de emissão amplo, estilo Lambertiano, adequado para iluminação geral e aplicações de flash que requerem cobertura ampla.

Nota Crítica de Design:A ficha técnica avisa explicitamente contra a operação nos valores máximos por períodos prolongados (excedendo 1 hora), pois causará danos permanentes e problemas de confiabilidade. A aplicação simultânea de múltiplos valores máximos deve ser evitada.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos em condições típicas (T_{ponto de solda}= 25°C) e representam o desempenho esperado.

• Fluxo Luminoso (Φ_v): 240 lm (Mín), 260 lm (Típ) a I_F=1000mA. Esta é a saída total de luz visível. A medição tem uma tolerância de ±10%. O valor 'Típico' de 260lm é o desempenho médio esperado.
• Tensão Direta (V_F): 2.95V (Mín), 3.3V (Típ), 3.95V (Máx) a I_F=1000mA. Esta é a queda de tensão no LED quando acionado na corrente especificada. Uma V_Fmais baixa geralmente indica maior eficiência elétrica. A tolerância de medição de ±0.1V é importante para um design preciso do driver.
• Temperatura de Cor Correlacionada (CCT): 5000K (Mín), 5500K (Típ), 6000K (Máx). Isto define o ponto branco da luz. 5500K é um branco frio, semelhante à luz solar do meio-dia. A gama indica a variação natural no processo de fabrico.

Todos os dados eletro-ópticos são testados usando um pulso de 50ms para minimizar os efeitos de auto-aquecimento e fornecer uma linha de base de medição estável.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LED é classificado (binning) após a produção para garantir consistência elétrica e óptica. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Binning de Tensão Direta

Os LEDs são agrupados com base na sua tensão direta a 1000mA.

- Código de Bin 2935: V_Fentre 2.95V e 3.55V.

- Código de Bin 3539: V_Fentre 3.55V e 3.95V.

Selecionar um bin de V_Fmais apertado pode levar a um brilho e comportamento térmico mais uniformes quando múltiplos LEDs são usados em paralelo ou acionados por uma fonte de tensão constante.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são agrupados com base na sua saída de luz a 1000mA.

- Código de Bin J6: Fluxo Luminoso entre 240 lm e 250 lm.

- Código de Bin J7: Fluxo Luminoso entre 250 lm e 300 lm.

- Código de Bin J8: Fluxo Luminoso entre 300 lm e 330 lm.

O número de peça específico (ELXI-NB5060J6J8293910-F3H) indica que pertence ao bin de brilho J6 (240-250lm). Isto permite níveis de brilho previsíveis e consistentes na produção.

3.3 Binning de Cor (Branco)

A cor é definida dentro de uma região específica no diagrama de cromaticidade CIE 1931. O código de bin '5060' corresponde a uma gama de temperatura de cor branca de aproximadamente 5000K a 6000K, centrada no ponto típico de 5500K. A ficha técnica fornece coordenadas CIE (x, y) de referência que definem os cantos desta região de cor aceitável. A tolerância de medição para as coordenadas de cor é de ±0.01, que é uma tolerância padrão para garantir consistência visual.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem uma visão sobre como o LED se comporta em diferentes condições de operação.

4.1 Distribuição Espectral Relativa

O gráfico espectral mostra um pico na região do comprimento de onda azul (cerca de 450-460nm) do chip InGaN, combinado com uma ampla emissão de fósforo amarelo. A saída combinada cria luz branca. A forma e os picos específicos determinam o Índice de Renderização de Cor (CRI), embora não seja explicitamente declarado nesta ficha técnica.

4.2 Padrão de Radiação

O padrão de radiação polar confirma a distribuição Lambertiana com um ângulo de visão de 120 graus. A intensidade relativa é quase uniforme nos eixos X e Y, indicando emissão de luz simétrica do pacote, o que é ideal para iluminação uniforme.

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

A curva mostra a relação não linear entre a tensão direta (V_F) e a corrente direta (I_F). V_Faumenta com a corrente. Para operação estável, os LEDs devem ser acionados com uma fonte de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para evitar fuga térmica. O gráfico permite aos designers estimar a dissipação de potência (V_F* I_F) em diferentes correntes de acionamento.

4.4 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente

Este gráfico mostra que a saída de luz aumenta sub-linearmente com a corrente. Embora acionar a correntes mais altas produza mais luz, também gera mais calor e reduz a eficiência (lúmens por watt). O ponto de operação (ex., 1000mA) representa um equilíbrio entre saída e carga térmica/eficiência.

4.5 CCT vs. Corrente

A Temperatura de Cor Correlacionada mostra um ligeiro desvio com a corrente de acionamento, tipicamente aumentando (tornando-se mais fria/azul) a correntes mais altas. Esta é uma consideração importante para aplicações onde a cor consistente é crítica em diferentes configurações de brilho.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta um pacote de montagem em superfície compacto medindo aproximadamente 5.0mm de comprimento e 6.0mm de largura (como indicado no número de peça NB5060). São fornecidos desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias de ±0.1mm para o design da pegada da PCB. O pacote inclui um ponto térmico que está eletricamente conectado ao ânodo. Este ponto é crucial para uma dissipação de calor eficaz, pois fornece um caminho de baixa resistência térmica da junção do LED para a placa de circuito impresso (PCB).

Nota Crítica de Manuseamento:A ficha técnica avisa explicitamente contra o manuseamento do dispositivo pela lente, pois força incorreta pode causar falha mecânica. Ferramentas de captura a vácuo adequadas devem ser usadas durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Soldadura por Refluxo

O dispositivo está classificado para uma temperatura máxima de soldadura de 245°C e pode suportar um máximo de 2 ciclos de refluxo. Isto é típico para muitos LEDs SMD. Os designers devem garantir que o seu perfil de refluxo não exceda esta temperatura para evitar danificar os materiais internos, o fósforo ou a lente.

6.2 Proteção contra Sobrecorrente

Uma regra de design crítica declarada na ficha técnica:"O cliente deve aplicar resistências para proteção; caso contrário, um ligeiro desvio de tensão causará uma grande corrente..."Isto sublinha a necessidade essencial de um circuito limitador de corrente (ex., um driver de corrente constante ou uma resistência em série ao usar uma fonte de tensão) para evitar que o LED consuma corrente excessiva, o que levaria a uma falha imediata.

6.3 Gestão Térmica

Todos os testes de confiabilidade e curvas de desempenho típicas baseiam-se no uso do LED com boa gestão térmica, especificamente montado numa PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0cm x 1.0cm. Para um desempenho e longevidade ótimos, especialmente a altas correntes de acionamento como 1000mA, uma dissipação de calor eficaz é não negociável. O ponto térmico deve ser devidamente soldado a um ponto da PCB com vias térmicas adequadas ou conectado a um dissipador de calor.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Sensibilidade à Humidade e Embalagem

Os LEDs são embalados em materiais resistentes à humidade. A etiqueta na embalagem inclui informações-chave: Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Número do Lote, Quantidade (QTY) e os Códigos de Binning específicos para Fluxo Luminoso (CAT), Cor (HUE) e Tensão Direta (REF). O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL-X) também é indicado, o que define os requisitos de armazenamento e manuseamento antes da soldadura para evitar danos de "pipocagem" durante o refluxo.

7.2 Especificações da Fita e Carretel

O dispositivo é fornecido em fita transportadora e carretel para montagem automatizada. As dimensões da fita transportadora são fornecidas. Cada carretel contém 2000 peças, com uma quantidade mínima de encomenda de 1000 peças. As dimensões do carretel também são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos pick-and-place padrão.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Flash/Estroboscópio de Câmera de Telemóvel: A alta classificação de corrente de pulso (1000mA), o tamanho compacto e a alta saída luminosa tornam este LED ideal para esta aplicação. O design deve focar-se na gestão térmica durante os disparos do flash e no circuito do driver para pulsos de corrente precisos.
• Lanterna para Vídeo Digital (DV) e Lanternas Gerais: Fornece iluminação branca fria e brilhante. Recomenda-se um driver de corrente constante com múltiplas configurações de brilho.
• Iluminação Interior e Iluminação Decorativa: Adequado para iluminação de destaque, luzes de degrau, sinais de saída e outros luminários onde é necessária uma fonte compacta e brilhante.
• Retroiluminação de TFT: Pode ser usado em matrizes para retroiluminar ecrãs pequenos a médios, embora seja necessária difusão para iluminação uniforme.
• Iluminação Interior/Exterior Automóvel: Pode ser adequado para certas aplicações de iluminação automóvel não críticas, mas os designers devem verificar a conformidade com padrões automóveis específicos (ex., AEC-Q102) que não são explicitamente reivindicados nesta ficha técnica.

8.2 Considerações de Design

• Seleção do Driver: Use sempre um driver de corrente constante. Para aplicações alimentadas por bateria, considere um driver com alta eficiência para maximizar a vida útil da bateria.
• Layout da PCB: Desenhe um ponto de PCB que corresponda exatamente às dimensões do ponto térmico. Use múltiplas vias térmicas sob o ponto para transferir calor para outras camadas da PCB ou para um dissipador de calor. Garanta uma largura de trilho adequada para a corrente de acionamento (350mA contínua, 1000mA pulso).
• Design Óptico: O feixe amplo de 120 graus pode requerer ópticas secundárias (refletores, lentes) para alcançar os padrões de feixe desejados para lanternas ou holofotes.
• Precauções ESDEmbora o LED tenha proteção ESD de 8KV, os procedimentos padrão de manuseamento ESD ainda devem ser seguidos durante a montagem.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 1000mA continuamente?

R: Não. O Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua é 350mA. A classificação de 1000mA é especificamente para operação pulsada (400ms LIGADO, ciclo de trabalho de 10%). A operação contínua a 1000mA excederia os limites de dissipação de potência e temperatura da junção, causando falha rápida.

P: Qual é a diferença entre os valores "Típico" e "Código de Bin" para fluxo luminoso?

R: O valor "Típico" (260lm) é uma média estatística da produção. O "Código de Bin" (J6: 240-250lm) especifica a gama mínima e máxima garantida para os LEDs específicos que está a comprar. As peças no bin J6 terão valores de fluxo dentro da gama de 240-250lm.

P: O ponto térmico está conectado ao ânodo. Isto afeta o design da PCB?

R: Sim, significativamente. Significa que o ponto térmico na sua PCB estará à tensão do ânodo. Deve garantir que este ponto não faça curto-circuito com qualquer outra rede (como terra ou o cátodo). Também deve projetar a sua estratégia de dissipação de calor em conformidade, pois o dissipador de calor estará eletricamente vivo.

P: Como interpreto o gráfico de binning de cor?

R: O gráfico define uma região quadrilátera no espaço de cor CIE. Os LEDs são testados, e as suas coordenadas de cor (x,y) medidas devem cair dentro desta região para serem aceites no bin "5060". Isto garante que todos os LEDs tenham uma aparência de cor branca semelhante, entre 5000K e 6000K.

10. Introdução Tecnológica e Tendências

10.1 Princípio de Operação

Este é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) que emite luz azul quando polarizado eletricamente. Esta luz azul atinge uma camada de material de fósforo amarelo (ou amarelo e vermelho) depositado sobre ou perto do chip. O fósforo absorve uma porção da luz azul e re-emite-a como um espectro mais amplo de comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul restante e da luz convertida pelo fósforo é percebida pelo olho humano como branca. A proporção de luz azul para luz convertida pelo fósforo determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT).

10.2 Tendências da Indústria

O desenvolvimento de LEDs como este segue várias tendências-chave da indústria:Aumento da Eficiência (lm/W): Melhorias contínuas no design do chip e na tecnologia de fósforo produzem mais saída de luz para a mesma entrada elétrica.Maior Densidade de Potência: Compactar mais luz em pacotes menores, como visto neste dispositivo de 5.0x6.0mm que produz 260lm. Isto coloca maior ênfase na gestão térmica.Melhoria da Consistência e Qualidade da Cor: Binning mais apertado e sistemas de fósforo avançados levam a uma melhor uniformidade de cor e valores mais altos do Índice de Renderização de Cor (CRI), embora o CRI não seja especificado aqui.Integração e Funcionalidades Inteligentes: Embora este seja um componente discreto, o mercado mais amplo está a ver crescimento em LEDs com drivers, controladores e sensores integrados.Confiabilidade e Robustez: Materiais e estruturas de embalagem aprimorados, juntamente com classificações de proteção ESD mais altas (8KV aqui), melhoram a longevidade e a adequação para ambientes adversos.