Ficha Técnica do LED Flash SMD LTPL-C0677WPYB - Alta Luminosidade - Luz Branca - 1000mA - 6.3W em Pulso - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTPL-C0677WPYB é um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) compacto e de alta potência, especificamente projetado como fonte de luz para flash. O seu objetivo principal de design é fornecer uma saída luminosa excepcionalmente alta num formato miniaturizado. Isto permite a captura de imagens de maior resolução em condições de pouca luz ambiente e estende o alcance efetivo do flash para dispositivos de imagem.

1.1 Características Principais

• LED Flash SMD de Maior Luminosidade:Projetado para máxima saída de luz em modo de operação por pulso.
• Ligação Instantânea:Fornece iluminação imediata com atraso mínimo, crucial para fotografia com flash.
• Tamanho de Emissor Muito Pequeno:O encapsulamento compacto permite integração em dispositivos modernos com espaço limitado, como smartphones.
• Conformidade RoHS:Fabricado em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas.

1.2 Aplicações Alvo

• Celulares e smartphones com câmera
• Dispositivos eletrónicos portáteis com capacidades de imagem
• Câmeras digitais (DSC)
• Dispositivos portáteis que requerem iluminação de alta intensidade e curta duração

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites operacionais e características de desempenho do LED sob condições especificadas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou perto destes limites não é recomendada por períodos prolongados, pois pode afetar adversamente a fiabilidade.

• Dissipação de Potência (Modo de Pulso):6.3 W. Esta é a potência máxima permitida que o LED pode suportar em operação pulsada sem exceder os seus limites térmicos.
• Corrente Direta Pulsada (50ms LIGADO, 950ms DESLIGADO):1500 mA. A corrente de pico que o LED pode suportar num ciclo de trabalho pulsado, crucial para aplicações de flash.
• Corrente Direta Contínua (DC):350 mA. A corrente direta máxima contínua para operação em estado estacionário.
• Temperatura de Junção (Tj):125 °C. A temperatura máxima permitida na junção semicondutora.
• Limiar de Descarga Eletrostática (ESD) (HBM):8000 V. Indica um nível relativamente robusto de proteção contra descarga eletrostática de acordo com o Modelo do Corpo Humano.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação fiável.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. A faixa de temperatura segura para armazenar o dispositivo quando não está em operação.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos sob condições de teste padrão (Ta=25°C, pulso de 300ms).

• Fluxo Luminoso (ΦV):260 lm (Mín), 300 lm (Típ), 400 lm (Máx) em I_FP= 1000mA. Isto quantifica a saída total de luz visível, com uma tolerância de medição de ±10%.
• Tensão Direta (V_F):2.9 V (Mín), 3.6 V (Típ), 4.2 V (Máx) em I_FP= 1000mA. A queda de tensão através do LED durante a operação, com uma tolerância de medição de ±0.1V.
• Temperatura de Cor (CCT):5000 K a 6000 K em I_FP= 1000mA. Isto define o tom da luz branca, situando-se na faixa de "branco frio", adequado para fotografia com flash.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (Típ). A amplitude angular na qual a intensidade luminosa é metade da intensidade máxima (a 0°). Um ângulo de visão amplo é benéfico para uma iluminação uniforme.
• Corrente Reversa (I_R):100 µA (Máx) em V_R= 5V. O dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para fins informativos/de teste.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros-chave de desempenho. O LTPL-C0677WPYB utiliza um sistema de binning para fluxo luminoso e tensão direta.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são categorizados em bins com base na sua saída de luz medida a 1000mA.

• Bin P4:Faixa de Fluxo Luminoso de 260 lm a 315 lm.
• Bin Q0:Faixa de Fluxo Luminoso de 315 lm a 400 lm.

3.2 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados de acordo com a sua queda de tensão direta a 1000mA.

• Bin 4:Faixa de Tensão Direta de 2.9 V a 3.8 V.
• Bin 5:Faixa de Tensão Direta de 3.8 V a 4.2 V.

Este binning permite aos designers selecionar LEDs com propriedades elétricas e ópticas estreitamente correspondentes para a sua aplicação específica, garantindo desempenho uniforme em projetos com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis. Todos os dados de correlação baseiam-se no LED montado numa PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) de 2cm x 2cm que atua como dissipador de calor.

4.1 Distribuição Espectral de Potência Relativa

A curva do espectro mostra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para um LED branco como este (que usa tecnologia InGaN com revestimento de fósforo), o espectro apresenta tipicamente um pico azul do chip e uma emissão mais ampla de amarelo/verde/vermelho do fósforo, combinando-se para produzir luz branca.

4.2 Padrão de Radiação

O diagrama polar (Características de Radiação) representa visualmente o típico ângulo de visão de 120°, mostrando como a intensidade da luz se distribui espacialmente a partir do LED.

4.3 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo

Esta curva demonstra que a saída de luz não é linearmente proporcional à corrente, especialmente em correntes mais altas onde a eficiência pode diminuir devido ao aumento dos efeitos térmicos.

4.4 Corrente Direta vs. Desvio da Temperatura de Cor Correlacionada (CCT)

Este gráfico é crítico, pois mostra como o ponto branco (temperatura de cor) do LED muda com a corrente de acionamento. Para aplicações de flash, minimizar o desvio da CCT é importante para uma reprodução de cor consistente nas fotos.

4.5 Curva de Derating da Corrente Direta

Talvez a curva mais importante para um design fiável, mostra a corrente direta pulsada máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente segura máxima diminui para evitar que a temperatura de junção exceda 125°C. Esta curva deve ser rigorosamente seguida para fiabilidade a longo prazo.

5. Informação Mecânica e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED é fornecido num encapsulamento SMD específico. Todas as dimensões estão em milímetros (mm) com uma tolerância geral de ±0.1mm, salvo indicação em contrário. O encapsulamento possui uma lente Amarela/Branca que emite luz branca baseada em InGaN. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica para o design da área de montagem na PCB.

5.2 Layout Recomendado para as Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecido um padrão de solda (footprint) sugerido para a PCB, para garantir uma soldagem e gestão térmica adequadas. A recomendação inclui uma espessura máxima de estêncil de 0.10mm para aplicação da pasta de solda.

5.3 Identificação da Polaridade

Aplicam-se as marcações de polaridade padrão para LEDs SMD (tipicamente um indicador de cátodo no encapsulamento). O desenho na ficha técnica deve ser consultado para a marcação exata nesta peça específica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Reflow IR Recomendado (Processo Sem Chumbo)

O LED é compatível com soldagem por reflow sem chumbo. Um perfil detalhado é especificado, alinhado com a J-STD-020D, incluindo:

• Temperatura de Pico (T_P):260°C máximo.
• Tempo Acima do Líquidus (T_L= 217°C):60 a 150 segundos.
• Taxas de Aquecimento e Arrefecimento:Controladas para minimizar o choque térmico.

Notas Críticas:Um processo de arrefecimento rápido não é recomendado. A menor temperatura de soldagem possível que garanta uma junta fiável é sempre desejável para minimizar o stress térmico no LED. O dispositivo não é garantido se montado usando métodos de soldagem por imersão.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas devem ser usados produtos químicos especificados. O LED pode ser imerso em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. O uso de produtos químicos não especificados pode danificar o material do encapsulamento ou a ótica.

7. Embalagem e Manuseamento

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida padrão em bobinas para montagem automática pick-and-place. As especificações-chave incluem:

• Tamanho da Bobina:Bobina de 7 polegadas.
• Quantidade por Bobina:3000 peças (bobina completa padrão).
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para remanescentes.
• A embalagem está em conformidade com as especificações EIA-481. A fita é selada com uma tampa superior, sendo permitido um máximo de dois componentes em falta consecutivos (bolsos vazios).

Desenhos dimensionais detalhados tanto para a fita transportadora como para a bobina são fornecidos na ficha técnica.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED flash de alta corrente requer um circuito driver dedicado. As implementações típicas usam uma fonte de alimentação comutada (como um conversor boost) para gerar a alta corrente de pulso a partir de uma bateria de baixa tensão (ex.: Li-ion de 3.7V). O driver deve ser capaz de fornecer pulsos muito curtos e de alta corrente (até 1500mA por 50ms ou menos) enquanto gere a corrente de entrada e fornece proteção contra sobrecorrente.

8.2 Gestão Térmica

A dissipação de calor eficaz é fundamental. Mesmo durante pulsos curtos, é gerado calor significativo. A recomendação de montar o LED numa MCPCB de 2cm x 2cm é uma diretriz mínima. Para aplicações com ciclo de trabalho elevado ou operação em altas temperaturas ambientes, é necessária uma gestão térmica mais substancial (maior área de cobre na PCB, vias térmicas ou um dissipador externo) para manter a temperatura de junção dentro dos limites seguros, conforme definido pela curva de derating.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 120° fornece uma iluminação ampla. Para aplicações que requerem um feixe mais focado (ex.: para aumentar a distância de alcance), uma ótica secundária (refletor ou lente) pode ser colocada sobre o LED. O pequeno tamanho do emissor é vantajoso para obter um controlo óptico apertado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta lado a lado com outros modelos não seja fornecida nesta ficha técnica autónoma, os principais diferenciadores do LTPL-C0677WPYB podem ser inferidos a partir das suas especificações:

• Capacidade de Corrente de Pulso Alta (1500mA):Permite um brilho instantâneo muito elevado, que é a métrica principal para um LED flash.
• Alto Fluxo Luminoso (até 400 lm):Coloca-o na categoria de alta luminosidade para LEDs flash SMD.
• Encapsulamento SMD Compacto:Oferece uma vantagem significativa sobre LEDs flash maiores, de orifício passante, em dispositivos móveis com espaço limitado.
• Ângulo de Visão Ampla (120°):Fornece uma iluminação de cena uniforme comparado com LEDs de ângulo mais estreito, reduzindo pontos quentes nas imagens.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar este LED com uma corrente contínua (DC) constante de 1000mA?

Resposta:Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua (DC) é 350 mA. O valor de 1000mA é para operação pulsada sob uma condição de teste específica (pulso de 300ms, provavelmente com baixo ciclo de trabalho) ou como uma especificação de pico de pulso (50ms LIGADO). A operação contínua a 1000mA excederia os limites de dissipação de potência e temperatura de junção, levando a uma falha rápida.

10.2 Por que é importante o binning da tensão direta para o meu design?

Resposta:Se estiver a acionar múltiplos LEDs em paralelo a partir da mesma fonte de corrente, diferenças na tensão direta (V_F) causarão uma distribuição desigual da corrente. LEDs com uma V_Fmais baixa irão consumir mais corrente do que aqueles com uma V_Fmais alta, levando a diferenças no brilho e potencialmente a um stress excessivo nas unidades com V_Fmais baixa. Usar LEDs do mesmo bin de V_Fgarante uma partilha de corrente e desempenho mais uniformes.

10.3 Qual é o propósito do "Tempo Acima do Líquidus" no perfil de reflow?

Resposta:Este é o tempo que as juntas de solda passam acima do ponto de fusão da pasta de solda (217°C para sem chumbo). Um tempo suficiente (60-150s aqui) garante uma molhagem adequada e a formação de uma ligação metalúrgica fiável entre as pastilhas de solda do LED e a PCB. Tempo insuficiente pode causar juntas de solda frias; tempo excessivo aumenta o stress térmico no componente.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Integração num Módulo de Flash de Smartphone

Um engenheiro de design tem a tarefa de adicionar um flash de alta qualidade a um novo modelo de smartphone. O LTPL-C0677WPYB é selecionado pela sua alta saída e tamanho pequeno. O engenheiro deve:

1. Seleção do Driver:Escolher um circuito integrado driver para LED flash que possa fornecer o pulso necessário de 1000-1500mA a partir da bateria de 3.8V do telefone, com controlo via processador da câmera do telefone (I2C ou similar).
2. Layout da PCB:Projetar a área de montagem na PCB exatamente de acordo com o layout de pastilhas recomendado na ficha técnica. Irão criar uma pequena MCPCB dedicada (2cm x 2cm ou maior) para o LED atuar como dispersor de calor, que será então conectada à estrutura interna do telefone para dissipação térmica adicional.
3. Integração Óptica:Trabalhar com a equipa de design mecânico para criar um guia de luz ou difusor que espalhe uniformemente o feixe de 120° do LED através da janela do flash no exterior do telefone, garantindo que não haja pontos quentes visíveis.
4. Firmware:Programar o software da câmera para acionar o driver do flash com durações de pulso que se mantenham dentro do tempo máximo LIGADO de 50ms para pulsos de alta corrente, gerindo o ciclo de trabalho para evitar sobreaquecimento durante modos de fotografia em rajada.

12. Introdução ao Princípio de Operação

O LTPL-C0677WPYB é uma fonte de luz de estado sólido baseada na física dos semicondutores. Utiliza um chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) que emite luz azul quando os eletrões se recombinam com lacunas através da junção p-n do chip sob polarização direta (eletroluminescência). Esta luz azul é então parcialmente convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, verde, vermelho) por um revestimento de fósforo depositado sobre ou perto do chip. A mistura da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo resulta na perceção de luz branca. As proporções específicas do fósforo determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT), que aqui é ajustada para a faixa de 5000-6000K de "branco frio" preferida para fotografia com flash para corresponder às condições de luz do dia.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Os LEDs flash SMD de alta potência representam uma tendência chave na optoeletrónica, impulsionada pela miniaturização da eletrónica de consumo, particularmente dos smartphones. A evolução foca-se em:

• Aumentar a Eficácia Luminosa (lm/W):Fornecer mais saída de luz para a mesma potência elétrica de entrada, melhorando a autonomia da bateria.
• Maior Corrente de Pico e Saída de Lúmens:Permitir melhor fotografia com pouca luz e funcionalidades como "modo noturno".
• Melhoria na Reprodução de Cor:Desenvolver fósforos que produzem espectros de luz mais próximos da luz natural do dia (alto Índice de Reprodução de Cor - CRI), levando a cores mais precisas nas fotos, embora o CRI não seja especificado nesta ficha técnica em particular.
• Flash de Duplo Tom:Uma tendência de mercado onde dois LEDs com CCTs diferentes (ex.: um branco frio e um branco quente) são usados em conjunto para permitir que o sistema da câmera ajuste a temperatura de cor do flash para tons de pele mais agradáveis e correspondência com a luz ambiente. Embora esta ficha técnica seja para um LED de CCT única, a tecnologia existe dentro das mesmas famílias de produtos.
• Integração com Sensores:Os LEDs flash são cada vez mais parte de um sistema que inclui sensores de luz ambiente e sensores de proximidade, permitindo um brilho adaptativo e o desligamento do flash quando um objeto está demasiado próximo.