Ficha Técnica do LED ELCH07-5070J6J7294310-N8 - Pacote 7.0x7.0x?mm - Tensão Direta 2.95-4.35V - Fluxo Luminoso 240lm - Branco 6000K - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O ELCH07-5070J6J7294310-N8 é um componente LED branco de alta potência projetado para aplicações que exigem alta saída luminosa e confiabilidade. Pertence à série CHIN e é caracterizado pelo seu pacote compacto de montagem em superfície (SMD). O dispositivo é especificado para produção em massa, indicando sua maturidade e estabilidade para fabricação em volume.

A tecnologia central é baseada em materiais semicondutores de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), que são projetados para emitir luz branca. Este LED não foi projetado para operação em polarização reversa, uma consideração crítica para projetistas de circuitos.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

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

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. A operação contínua nesses limites ou próximo deles é fortemente desencorajada.

• Corrente Direta Contínua (I_F)F): 350 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima que o LED pode suportar.
• Corrente de Pico Pulsada (I_{F Pulse})): 1500 mA. Esta corrente elevada é permitida apenas sob condições pulsadas específicas: uma largura de pulso máxima de 400ms e um ciclo de trabalho máximo de 10% (ex.: 400ms LIGADO, 3600ms DESLIGADO). Este modo é típico para aplicações de flash de câmera.
• Resistência a ESD (V_B)ESD): 8000 V (Modelo do Corpo Humano). Esta classificação elevada indica uma proteção robusta contra descarga eletrostática, crucial para o manuseio durante a montagem e na aplicação final.
• Temperatura da Junção (T_J)J): 125 °C. A temperatura máxima permitida da própria junção semicondutora.
• Resistência Térmica (R_θ)θJ-L): 10 °C/W (junção para terminal). Este parâmetro é vital para o projeto de gerenciamento térmico. Indica que para cada watt de potência dissipada, a temperatura da junção aumentará 10°C acima da temperatura do terminal (ponto de solda). Um dissipador de calor eficaz é necessário para manter T_JJ dentro dos limites.
• Temperatura de Operação & Armazenamento: -40°C a +85°C / -40°C a +110°C, respectivamente.
• Dissipação de Potência (Modo Pulsado): 6 W. Esta é a potência máxima que o pacote pode suportar em operação pulsada, relacionada à classificação de corrente de pico pulsada.
• Temperatura de Soldagem: 260°C máxima, com um limite de 2 ciclos de refusão.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2)): 125 graus (±5°). Este ângulo de visão amplo é característico de um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são testados sob condições padrão (T_{solder pad}= 25°C, pulso de 50ms) e representam o desempenho típico.

• Fluxo Luminoso (Φ_v)v): 200-300 lm, com um valor típico de 240 lm em I_FF = 1000mA. Aplica-se uma tolerância de medição de ±10%. Esta alta saída o torna adequado para tarefas de iluminação.
• Tensão Direta (V_F)F): 2.95V a 4.35V em I_FF = 1000mA, com uma tolerância de medição de ±0.1V. A ampla faixa exige um projeto cuidadoso do driver e é gerenciada através do binning.
• Temperatura de Cor Correlata (CCT): 5000K a 7000K. O valor típico é 6000K, posicionando-o na faixa do "branco frio".
• Eficiência Óptica: 65 lm/W a 1000mA. Esta é uma figura de mérito chave para eficiência energética.

2.3 Confiabilidade e Manuseio

• Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL): Classe 1. Este é o nível mais robusto, significando que o dispositivo tem vida útil ilimitada em piso a ≤30°C/85% UR e não requer secagem antes da soldagem por refusão sob condições padrão.
• Teste de Confiabilidade: Todas as especificações são garantidas por um teste de confiabilidade de 1000 horas, com o critério de que a degradação do fluxo luminoso seja inferior a 30%.
• Nota sobre Condição de Teste: Todos os dados de confiabilidade e correlação são testados sob "gerenciamento térmico superior" usando uma Placa de Circuito Impresso com Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0 x 1.0 cm². O desempenho no mundo real pode variar se o gerenciamento térmico for menos eficaz.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados (binned) com base em parâmetros-chave. O número de peça ELCH07-5070J6J7294310-N8 codifica alguns desses bins.

3.1 Classificação da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em cinco códigos (2932, 3235, 3538, 3841, 4143). O código indica a tensão mínima e máxima em décimos de volt. Por exemplo, o bin "2932" cobre V_FF de 2.95V a 3.25V. O "2932" no número da peça indica que este LED específico pertence a este bin de tensão.

3.2 Classificação do Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado em dois códigos principais a 1000mA: J6 (200-250 lm) e J7 (250-300 lm). O "J6" no número da peça especifica o bin de fluxo luminoso.

3.3 Classificação da Cor (Branco)

O ponto de cor branco é definido no diagrama de cromaticidade CIE 1931 e correlacionado a uma faixa de Temperatura de Cor (CCT). Dois bins principais são definidos:

• Bin 5057: Faixa de CCT 5000K a 5700K. Definido por um quadrilátero no gráfico CIE.
• Bin 5770: Faixa de CCT 5700K a 7000K. Definido por um quadrilátero diferente.

O "72943" no número da peça provavelmente corresponde a uma coordenada de cor específica dentro de um desses bins. A tolerância de medição para coordenadas de cor é de ±0.01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos ilustrando tendências de desempenho. Compreendê-los é fundamental para a otimização do projeto.

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva V_FF-I_FF)

A curva mostra uma relação não linear. V_FF aumenta com I_FF, começando em torno de 2.4V em corrente muito baixa e atingindo aproximadamente 4.0V a 1500mA. Esta curva é essencial para selecionar um driver de corrente constante apropriado e calcular a dissipação de potência (P_dD = V_FF * I_FF).

4.2 Fluxo Luminoso vs. Corrente Direta

O fluxo luminoso relativo aumenta sublinearmente com a corrente. Embora a saída aumente com a corrente, a eficiência (lm/W) tipicamente diminui em correntes mais altas devido ao aumento do calor e efeitos de "droop" no semicondutor. A curva mostra a saída relativa, com 1000mA como ponto de referência (1.0 no eixo Y).

4.3 Temperatura de Cor Correlata (CCT) vs. Corrente Direta

A CCT mostra uma leve variação com a corrente de acionamento, aumentando de cerca de 5600K em baixa corrente para cerca de 6000K a 1000mA. Esta mudança é importante para aplicações onde a cor consistente é crítica.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é, sem dúvida, o gráfico mais crítico para operação confiável. Ele mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda (T_{solder pad}). A curva é baseada em manter a temperatura da junção (T_JJ) igual ou abaixo de seu máximo de 125°C. Por exemplo:

• Em T_{solder pad}= 25°C, a corrente máxima é ~600mA.
• Em T_{solder pad}= 75°C, a corrente máxima cai para ~300mA.
• Em T_{solder pad}= 100°C, a corrente máxima é quase 0mA.

Este gráfico exige um projeto térmico eficaz. A condição de teste de 1000mA é uma classificação pulsada ou de curto prazo, não um ponto de operação contínua sem resfriamento excepcional.

4.5 Distribuição Espectral Relativa & Padrão de Radiação

O gráfico espectral mostra um pico de emissão amplo na região azul (em torno de 450nm) do chip de InGaN, combinado com uma emissão mais ampla do fósforo amarelo, resultando em luz branca. Os gráficos do padrão de radiação confirmam uma distribuição Lambertiana (lei do cosseno), com padrões de intensidade iguais nos eixos X e Y, proporcionando um ângulo de visão amplo e uniforme de 125 graus.

5. Informações Mecânicas & do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED está em um pacote de montagem em superfície (SMD) com uma pegada de aproximadamente 7.0mm x 7.0mm (conforme indicado por "5070" no número da peça, provavelmente 5.0mm x 7.0mm ou 7.0mm x 7.0mm). O desenho dimensional exato mostra características-chave, incluindo os pontos de solda, formato da lente e indicador de polaridade. As tolerâncias são tipicamente ±0.1mm, salvo indicação em contrário. O pacote inclui uma lente integrada que molda o ângulo de visão de 125 graus.

5.2 Identificação da Polaridade

O pacote inclui marcações ou características físicas (como um canto chanfrado) para identificar o ânodo e o cátodo. A polaridade correta é essencial durante a montagem para evitar danos por conexão reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

• Soldagem por Refusão: A temperatura máxima de soldagem é 260°C. O componente pode suportar no máximo 2 ciclos de refusão. Perfis padrão de refusão sem chumbo (IPC/JEDEC J-STD-020) são aplicáveis.
• Gerenciamento Térmico: Esta é a preocupação primordial. A baixa resistência térmica (10°C/W) só é eficaz se os pontos de solda estiverem conectados a uma área térmica suficientemente grande na PCB, que por sua vez deve estar conectada a um dissipador de calor. O uso de uma MCPCB ou substrato metálico isolado (IMS) é altamente recomendado para qualquer aplicação que acione o LED próximo às suas classificações máximas.
• Precauções contra ESD: Embora classificado para 8kV HBM, os procedimentos padrão de manuseio contra ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras) ainda devem ser seguidos.
• Armazenamento: Como um dispositivo MSL Nível 1, nenhum armazenamento seco especial é necessário sob condições normais de fábrica.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à umidade em fitas transportadoras em relevo. Cada bobina contém 2000 peças. A fita transportadora tem dimensões para garantir fixação segura e orientação correta (polaridade) durante a montagem automatizada pick-and-place. As dimensões da bobina são fornecidas para integração em equipamentos de montagem automatizada.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui vários campos-chave:

• P/N: O número de peça completo (ex.: ELCH07-5070J6J7294310-N8).
• LOT NO: Código de rastreabilidade para o lote de fabricação.
• QTYQTY: Quantidade na embalagem.
• CAT (Bin de Fluxo Luminoso): ex., J6.
• HUE (Bin de Cor): ex., 72943.
• REF (Bin de Tensão Direta): ex., 2932.
• MSL-X: Nível de Sensibilidade à Umidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A ficha técnica lista várias aplicações, que podem ser priorizadas com base nas características do LED:

1. Flash de Câmera de Celular / Luz Estroboscópica: A alta corrente de pico pulsada (1500mA) e o alto fluxo luminoso tornam esta uma aplicação primária. Os pulsos breves e de alta potência são ideais para iluminar cenas para fotografia.
2. Lanterna para DV / Iluminação Portátil: A alta saída contínua (quando adequadamente dissipada) é adequada para luzes de vídeo portáteis ou lanternas.
3. Iluminação Especializada Interna/Externa: Incluindo luzes marcadoras de orientação (placas de saída, luzes de degrau), iluminação decorativa e iluminação automotiva interna/externa. O amplo ângulo de visão é benéfico para iluminação de área.
4. Retroiluminação de TFT: Para telas maiores que exigem alto brilho, embora ópticas secundárias seriam necessárias para direcionar a luz.

8.2 Considerações de Projeto

• Seleção do Driver: Um driver de corrente constante é obrigatório. O driver deve ser capaz de fornecer até a corrente necessária (considerando o derating) e suportar a V_FF máxima do bin selecionado. Para aplicações de flash, é necessário um driver capaz de fornecer pulsos de alta corrente.
• Projeto Térmico: Isto não pode ser superestimado. Calcule a dissipação de potência esperada (V_FF * I_FF). Use a resistência térmica (R_θθJ-L) e a curva de derating para determinar o dissipador de calor necessário para manter a temperatura do ponto de solda baixa o suficiente para permitir a corrente de acionamento desejada. A simulação térmica por Análise de Elementos Finitos (FEA) é recomendada para projetos críticos.
• Projeto Óptico: O padrão Lambertiano fornece cobertura ampla. Para feixes focados (ex., uma lanterna), será necessário um refletor secundário ou lente colimadora.
• Consistência do Binning: Para aplicações onde vários LEDs são usados juntos (ex., em uma matriz para uma luz de vídeo), especifique bins apertados para tensão direta, fluxo e especialmente cor para garantir aparência uniforme e compartilhamento equilibrado de corrente.

9. Comparação Técnica & Diferenciação

Embora uma comparação direta com concorrentes não esteja na ficha técnica, as principais características diferenciadoras deste LED podem ser inferidas:

• Capacidade de Alta Corrente Pulsada: A classificação de pulso de 1500mA é um recurso destacado adaptado para aplicações de flash de câmera, o que muitos LEDs de alta potência de uso geral não enfatizam.
• Proteção Robusta contra ESD: 8kV HBM é um alto nível de proteção, melhorando a confiabilidade no manuseio pelo usuário final e na montagem.
• MSL Nível 1: Simplifica o gerenciamento de estoque e o processo de montagem em comparação com LEDs com classificações MSL mais altas (3, 2a, etc.) que exigem embalagem seca e secagem.
• Dados de Confiabilidade Explícitos: A menção a um teste de 1000 horas com um
• Binning Abrangente: A estrutura detalhada de binning para tensão, fluxo e cor permite que os projetistas selecionem o grau de desempenho preciso necessário para sua aplicação, possibilitando maior qualidade e consistência no produto final.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar este LED continuamente a 1000mA?

Resposta: Não sem um gerenciamento térmico excepcional. A classificação de 1000mA é dada sob condições de teste específicas (pulso de 50ms, T_{solder pad}=25°C). A curva de derating mostra que para operação contínua (DC), a corrente máxima é significativamente menor—cerca de 600mA a uma temperatura de ponto de solda de 25°C, e menor em temperaturas mais altas. A operação contínua a 1000mA quase certamente excederia a temperatura máxima da junção, levando a degradação rápida e falha.

10.2 Qual é a diferença entre os bins de fluxo J6 e J7?

Resposta: O bin J6 cobre fluxo luminoso de 200 a 250 lúmens a 1000mA, enquanto o bin J7 cobre 250 a 300 lúmens. O "J6" no número da peça especifica que o fluxo mínimo garantido para este dispositivo específico está na faixa inferior. Para aplicações que exigem brilho máximo, especificar o bin J7 é necessário.

10.3 Como interpreto o código de bin de tensão "2932"?

Resposta: O código "2932" significa que a tensão direta dos LEDs neste bin está entre 2,95 volts ("29" representando 2,9, com o último dígito especificando os centésimos) e 3,25 volts ("32"). Isso permite que os projetistas prevejam o consumo de energia e a margem de tensão necessária do driver com mais precisão.

10.4 Um dissipador de calor é absolutamente necessário?

Resposta: Sim, para qualquer operação além de correntes muito baixas. A resistência térmica de 10°C/W significa que mesmo a uma modesta corrente de 350mA e uma V_FF de 3,5V (dissipando cerca de 1,23W), a temperatura da junção seria 12,3°C acima da temperatura do ponto de solda. Sem um dissipador de calor, a temperatura do ponto de solda aumentará rapidamente em direção à temperatura ambiente mais este delta, empurrando a temperatura da junção para seu limite. O projeto térmico adequado é inegociável para desempenho e longevidade.

11. Estudo de Caso de Projeto

Cenário: Projetando um módulo de flash de câmera de smartphone.

1. Requisito: Necessita de um flash muito brilhante e de curta duração. Suponha uma largura de pulso de 300ms, com um ciclo de trabalho<≤ 10%.
2. Seleção do LED: Este LED é adequado devido à sua classificação de pico pulsado de 1500mA e alta saída luminosa.
3. Condição de Acionamento: Decida acioná-lo a 1200mA durante o pulso. Verifique a curva V_FF-I_FF: V_FF ~ 4.1V. Potência do pulso = 4.92W.
4. Verificação Térmica: O pulso é curto (300ms), então a potência média é baixa devido ao baixo ciclo de trabalho. A principal preocupação térmica é o calor acumulado durante uma rajada de fotos. O tamanho pequeno de um telefone limita a dissipação de calor. O projeto deve garantir que a temperatura do ponto de solda não exceda, por exemplo, 80°C durante uma sessão de fotos, consultando a curva de derating.
5. Driver: Selecione um CI driver de LED de flash compacto e compatível com bateria de íon de lítio que possa fornecer pulsos de 1200mA e tenha temporizadores de segurança.
6. Óptica: Use um difusor simples ou refletor para espalhar a luz e evitar pontos quentes nas fotos.
7. Binning: Especifique um bin de cor apertado (ex., 5770) e um único bin de tensão (ex., 3538) para garantir cor de flash consistente e desempenho do driver em todos os telefones fabricados.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED gera luz branca usando um método comum e eficiente:Luz Branca por Conversão de Fósforo.

1. Um chip semicondutor feito de InGaN emite luz azul de alta energia quando a corrente elétrica passa por ele (eletroluminescência).
2. Esta luz azul é parcialmente absorvida por uma camada de material de fósforo amarelo (ou amarelo e vermelho) que é depositada diretamente sobre ou próximo ao chip.
3. O fósforo re-emite a energia absorvida como luz amarela (e vermelha) de menor energia através de um processo chamado fotoluminescência.
4. A luz azul não absorvida restante se mistura com a luz amarela/vermelha emitida, e o olho humano percebe essa mistura como luz branca. As proporções exatas determinam a Temperatura de Cor Correlata (CCT)—mais azul resulta em "branco frio" (CCT mais alta, como 6000K), enquanto mais amarelo/vermelho resulta em "branco quente" (CCT mais baixa).

O amplo ângulo de visão é alcançado encapsulando o chip e o fósforo em uma lente de silicone em forma de cúpula, que também fornece proteção ambiental.

13. Tendências e Contexto da Indústria

Esta ficha técnica reflete várias tendências em curso na indústria de LEDs de alta potência:

• Maior Integração para Aplicações Específicas: Em vez de ser um componente genérico, este LED é claramente otimizado para flash de câmera e iluminação portátil, com especificações como alta corrente pulsada tendo precedência sobre classificações extremas de acionamento contínuo. Isso mostra uma movimentação em direção à otimização específica da aplicação.
• Ênfase na Confiabilidade e Quantificação: A inclusão de critérios explícitos de teste de confiabilidade (1000hr,<30% de degradação) e dados detalhados de derating térmico responde à demanda do mercado por longevidade previsível, especialmente em eletrônicos de consumo onde os custos de garantia são uma preocupação.
• Binning Avançado para Qualidade: O binning de múltiplos parâmetros (fluxo, tensão, cor) permite maior qualidade e consistência nos produtos finais. Isso é crucial para aplicações como retroiluminação de display ou iluminação arquitetônica onde a uniformidade de cor é visível e importante.
• Robustez para Montagem Automatizada: Recursos como MSL Nível 1, embalagem em fita e bobina e marcação clara de polaridade são projetados para compatibilidade com linhas de montagem SMT (Surface-Mount Technology) automatizadas de alta velocidade, reduzindo o custo de fabricação e as taxas de defeito.
• Gerenciamento Térmico como uma Restrição de Projeto de Primeira Ordem: A proeminência dos dados térmicos (R_θθJ-L, curvas de derating) enfatiza que o desempenho dos LEDs modernos de alta potência é fundamentalmente limitado pela dissipação de calor, não apenas pelas propriedades elétricas ou ópticas. Projetos bem-sucedidos tratam o LED e seu dissipador de calor como um único sistema integrado.