LED Branco de Alta Potência 3,0x3,0x0,55mm - Tensão Direta 5,8-7,2V - Potência 2,16W - Ficha Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este LED branco de alta potência é fabricado usando um chip azul combinado com fósforo para produzir luz branca. O dispositivo é alojado em um encapsulamento EMC (Composto de Moldagem Epóxi) com dimensões de 3,0 mm × 3,0 mm × 0,55 mm, oferecendo uma solução compacta e robusta para aplicações de iluminação exigentes. As principais características incluem um ângulo de visão extremamente amplo de 120°, adequação para todos os processos de montagem SMT e soldagem, e disponibilidade em fita e bobina para coleta e colocação automatizada. O LED está em conformidade com RoHS e possui nível de sensibilidade à umidade 3. As aplicações típicas incluem retroiluminação para LCD, TV ou monitor; iluminação de interruptores e símbolos; indicadores ópticos; displays internos; aplicações em lâmpadas tubulares; e uso geral. Com uma faixa de tensão direta de 5,8 V a 7,2 V a 300 mA e um fluxo luminoso de 140 lm a 220 lm, este LED oferece alto brilho mantendo desempenho confiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas / Ópticas (a Ts=25°C)

A tabela a seguir resume os principais parâmetros elétricos e ópticos medidos a uma temperatura de soldagem de 25°C e uma corrente direta de 300 mA:

• Tensão Direta (VF):Mínimo 5,8 V, Típico 6,0 V (do gráfico), Máximo 7,2 V.
• Corrente Reversa (IR):Máximo 10 µA a VR=10 V.
• Fluxo Luminoso (Φ):Mínimo 140 lm, Típico 180 lm, Máximo 220 lm.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Típico 120°.
• Resistência Térmica (RTHJ-S):Típico 12 °C/W.

Classificações máximas absolutas: Dissipação de potência 2160 mW, corrente direta 300 mA, corrente direta de pico 450 mA (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1 ms), tensão reversa 10 V, ESD (HBM) 2000 V, temperatura de operação -40°C a +85°C, temperatura de armazenamento -40°C a +100°C, temperatura de junção 115°C.

2.2 Faixa de Bin da Tensão Direta e Fluxo Luminoso

A IF=300 mA, a tensão direta é classificada em faixas de 5,8-6,0 V (bin TB) a 7,0-7,2 V (bin TN). O fluxo luminoso é classificado de 140-145 lm (bin T140) a 240-245 lm (bin T240). O código exato do bin é uma combinação dos bins de tensão e fluxo, permitindo que os clientes selecionem dispositivos com características específicas. O diagrama cromático C.I.E. fornece vários bins de cor (D00, D01, ..., H00, H01, ..., K00, K01, ..., T00, T01, ...) para obter coordenadas de cor branca consistentes. Cada bin possui coordenadas de canto CIE-x e CIE-y precisas, conforme listado na Tabela 1-4, garantindo um controle rigoroso de cor.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A tensão direta aumenta com a corrente direta. A 5,5 V a corrente está próxima de zero; a 7 V a corrente atinge aproximadamente 300 mA. Esta relação é típica para LEDs de alta potência e demonstra a necessidade de regulação de corrente em vez de acionamento por tensão.

3.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa

A intensidade relativa aumenta linearmente com a corrente direta de 0 a 300 mA, atingindo cerca de 100% a 300 mA. Isso indica boa eficiência e saída previsível.

3.3 Temperatura de Soldagem vs. Intensidade Relativa

À medida que a temperatura de soldagem aumenta de 25°C para 115°C, a intensidade relativa diminui ligeiramente para cerca de 85%. Os projetistas devem considerar a redução térmica para manter a saída de luz.

3.4 Temperatura de Soldagem vs. Corrente Direta

A corrente direta máxima permitida diminui com o aumento da temperatura de soldagem para evitar superaquecimento. A Ts=25°C a corrente máxima é 300 mA; a 85°C cai para cerca de 200 mA. Esta redução é crítica para uma operação confiável.

3.5 Tensão Direta vs. Temperatura de Soldagem

A tensão direta diminui ligeiramente à medida que a temperatura sobe (aproximadamente -2 mV/°C). De 20°C a 120°C, VF cai de cerca de 6,20 V para 6,02 V.

3.6 Diagrama de Radiação

O LED possui um amplo ângulo de visão de 120°. A intensidade luminosa relativa permanece acima de 50% de -60° a +60° e cai para próximo de zero a ±90°. Isso torna o dispositivo ideal para aplicações que exigem iluminação ampla.

3.7 Coordenada Cromática vs. Temperatura de Soldagem

As coordenadas CIE x e y se deslocam ligeiramente com a temperatura. À medida que a temperatura aumenta de 25°C para 85°C, o ponto branco se move ligeiramente em direção a valores maiores de x e y (cor mais quente). Este deslocamento deve ser considerado em projetos com exigência de cor.

3.8 Distribuição Espectral

A intensidade de emissão relativa atinge o pico próximo a 450 nm (azul) e 560 nm (fósforo amarelo-verde), com um amplo espectro cobrindo 400-700 nm. A luz branca é criada pela combinação da emissão do chip azul e do fósforo amarelo.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento mede 3,00 mm × 3,00 mm com uma altura de aproximadamente 0,55 mm. A vista superior mostra dois pads de contato (ânodo e cátodo) com dimensões de 1,45 mm × 0,46 mm cada. A vista inferior mostra os mesmos pads com marcações adicionais. A polaridade é indicada por um entalhe ou marcação no encapsulamento (ver Fig. 1-4). Os padrões de soldagem recomendam o uso de pads de 2,26 mm × 0,69 mm com um espaço de 0,46 mm entre eles para a formação ideal da junta de solda. Todas as dimensões têm tolerâncias de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário.

4.2 Fita Portadora e Bobina

Os LEDs são embalados em fita portadora com passo P1=4,0 mm e P2=2,0 mm. A largura da fita é 8,0 mm com bolsos de tamanho A0=3,2±0,1 mm, B0=3,3±0,1 mm e K0=1,4±0,1 mm. A bobina tem um diâmetro externo de 178 mm, diâmetro interno do cubo de 59 mm e largura de 16,9 mm. Cada bobina contém 5000 peças.

4.3 Rotulagem e Barreira contra Umidade

A etiqueta inclui número da peça, número da especificação, número do lote, códigos de bin para fluxo (Φ), cromaticidade (XY), tensão direta (VF), comprimento de onda (WLD), quantidade (QTY) e data (DATE). A embalagem é selada em um saco de barreira contra umidade com dessecante, e uma etiqueta de aviso ESD é anexada.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil típico de soldagem por refluxo é recomendado: pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos, rampa de subida a max 3°C/s até a temperatura de pico de 260°C (max 10 segundos acima de 255°C) e resfriamento a max 6°C/s. O tempo total de 25°C até o pico não deve exceder 8 minutos. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

5.2 Soldagem Manual e Reparo

A soldagem manual deve ser feita com temperatura do ferro abaixo de 300°C por menos de 3 segundos, e apenas uma vez. O reparo não é recomendado; se inevitável, use um ferro de solda de cabeça dupla e confirme previamente a integridade do LED.

5.3 Cuidados

O encapsulamento de silicone é macio; evite pressão excessiva na superfície superior. Não monte LEDs em áreas empenadas da PCB. Após a soldagem, não aplique estresse mecânico ou resfriamento rápido.

6. Informações de Embalagem e Pedido

A embalagem padrão é de 5000 peças por bobina. As dimensões da caixa de papelão e o processo de embalagem são mostrados na especificação do produto. O formato da etiqueta inclui todos os códigos de rastreabilidade necessários. O produto é enviado em um processo de embalagem resistente à umidade com saco de barreira contra umidade selado e proteção ESD.

7. Recomendações de Aplicação

As aplicações típicas incluem retroiluminação de LCD, displays internos, lâmpadas tubulares e iluminação geral. Para um desempenho ideal, use um driver de corrente constante para manter a corrente direta em 300 mA. Considere o gerenciamento térmico fixando o LED a uma PCB com núcleo metálico (MCPCB) com boa dissipação de calor. A temperatura da junção não deve exceder 115°C. No design do circuito, inclua resistores em série para equilibrar a corrente em ramais paralelos. Evite expor o LED a ambientes com alto teor de enxofre (>100 ppm) ou compostos de halogênio (>900 ppm cada para Br e Cl). Use álcool isopropílico para limpeza, se necessário; a limpeza ultrassônica não é recomendada.

8. Comparação Técnica

Em comparação com LEDs brancos padrão 2835 ou 3030, este dispositivo oferece tensão direta mais alta (5,8-7,2V vs. típica 3V) indicando múltiplos chips em série, permitindo maior densidade de potência. O ângulo de visão de 120° é mais amplo do que muitos LEDs de alta potência (frequentemente 110°). O encapsulamento EMC oferece melhor resistência à umidade e estabilidade em alta temperatura do que os encapsulamentos PPA tradicionais. A eficácia luminosa de ~60-80 lm/W a 300mA é competitiva para LEDs brancos de alta potência. A classificação rigorosa em cromaticidade (múltiplos bins D, H, K, T) garante consistência de cor entre os lotes de produção.

9. Perguntas Frequentes

P: Qual é a corrente direta recomendada? R: A classificação máxima absoluta é 300 mA DC; para melhor eficácia e vida útil, opere a 280-300 mA com dissipação de calor adequada.

P: Este LED pode ser acionado com corrente mais alta? R: Corrente de pico até 450 mA com ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms, mas a corrente média não deve exceder 300 mA.

P: Como a temperatura afeta a cor? R: A cromaticidade se desloca ligeiramente (x,y aumentam) à medida que a temperatura sobe; para aplicações críticas de cor, considere resfriamento ativo ou realimentação.

P: Qual é a condição de armazenamento? R: Antes de abrir o saco de barreira contra umidade, armazene a<30°C /<75% UR por até 1 ano. Após aberto, use dentro de 24 horas a<30°C /<60% UR. Se excedido, asse a 65±5°C por 24 horas.

P: Quais solventes de limpeza são seguros? R: Álcool isopropílico é recomendado; evite solventes que possam dissolver o silicone ou o encapsulamento.

10. Casos Práticos de Aplicação

Em uma unidade de retroiluminação para um painel LCD de 10 polegadas, usar 12 desses LEDs em série com um driver de corrente constante a 300 mA fornece aproximadamente 2000 lm de fluxo total, suficiente para uma tela brilhante. O amplo ângulo de visão garante iluminação uniforme em todo o painel. Em uma lâmpada tubular de retrofit, 24 LEDs em uma PCB linear com dissipador de calor apropriado podem substituir um tubo fluorescente de 20W, fornecendo mais de 3500 lúmens com melhor eficiência energética e vida útil mais longa. Para sinalização interna, matrizes com espaçamento adequado e óptica de lente alcançam alto brilho com sombra mínima.

11. Princípio de Funcionamento

Este LED branco usa um chip InGaN (Nitreto de Gálio-Índio) azul que emite a ~450 nm. O chip é coberto com uma camada de fósforo (tipicamente YAG:Ce ou similar) que absorve a luz azul e reemite em um amplo espectro amarelo-verde. A combinação da luz azul transmitida e da luz amarela convertida pelo fósforo produz luz branca. As coordenadas CIE podem ser ajustadas alterando a composição e concentração do fósforo. O LED é encapsulado em silicone para proteger o chip e o fósforo e fornecer acoplamento óptico.

12. Tendências de Desenvolvimento

A tendência em LEDs brancos de alta potência é para maior eficácia luminosa (>150 lm/W no nível do chip), melhor reprodução de cor (CRI>90) e encapsulamentos menores para designs compactos. Os encapsulamentos EMC estão substituindo PPA devido à melhor estabilidade térmica e confiabilidade. Novas tecnologias de fósforo, como fósforos de nitreto e fluoreto, permitem uma gama de cores mais ampla e maior CRI. A integração de múltiplos chips em série (como visto neste dispositivo classe 6V) permite acionamento de maior tensão para reduzir perdas de corrente e I²R. Desenvolvimentos futuros incluem encapsulamento em escala de chip (CSP) e designs flip-chip para melhor caminho térmico e menor custo.