Ficha Técnica LED Azul 3.00x3.00x2.10mm 3.3V 1.65W Pacote EMC - 460nm - 500mA - 20lm

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece uma especificação técnica abrangente para um diodo emissor de luz (LED) azul de alta potência utilizando um pacote EMC (Epoxy Molding Compound). O dispositivo é projetado para aplicações exigentes que requerem alta confiabilidade, incluindo monitoramento de segurança, iluminação de sensores, iluminação paisagística e iluminação geral. Com um formato compacto de 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm, permite layouts de PCB densos, fornecendo um fluxo luminoso típico de 20 lumens a 500 mA de corrente de acionamento. O pacote EMC oferece desempenho térmico e robustez superiores em comparação com pacotes de leadframe tradicionais, tornando-o adequado para operação prolongada em ambientes hostis.

1.1 Principais Características

• Compatível com soldagem por refluxo sem chumbo (em conformidade com RoHS)
• Nível de sensibilidade à umidade: MSL Nível 3 (de acordo com JEDEC)
• Comprimento de onda dominante: 460 nm (típico) – cor azul
• Tensão direta: 3,0 V – 3,3 V (típica 3,3 V a 500 mA)
• Ângulo de visão: 100 graus (meia potência)
• Resistência térmica: 14 °C/W (junção ao ponto de solda)
• Proteção contra descarga eletrostática: 2 kV (HBM) com rendimento >90%

1.2 Aplicações Alvo

• Indicadores ópticos e iluminação de sinal
• Iluminação paisagística e arquitetônica
• Iluminação geral e iluminação decorativa
• Iluminação para câmeras de segurança e vigilância
• Sistemas de sensores e visão de máquina

2. Análise de Parâmetros Técnicos

As seções a seguir fornecem uma interpretação aprofundada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica do produto.

2.1 Características Ópticas

A 25 °C e 500 mA de corrente direta, o LED apresenta um comprimento de onda dominante de 460 nm com uma largura de banda espectral de 30 nm. O fluxo luminoso é classificado em 20 lumens (típico), com uma tolerância de medição de ±10%. O ângulo de visão (ângulo de meia potência 2θ1/2) é de 100 graus, proporcionando uma ampla dispersão do feixe adequada para iluminação geral e aplicações de indicadores. O padrão de radiação é altamente simétrico, conforme mostrado no diagrama polar (consulte a Fig 1-10 na ficha técnica original).

2.2 Parâmetros Elétricos

A tensão direta a 500 mA varia de 3,0 V mínimo a 3,3 V típico. A tolerância de medição é de ±0,1 V. A corrente reversa é especificada em 10 µA máximo quando uma tensão reversa de 5 V é aplicada. A dissipação de potência é limitada a 1,65 W máximo absoluto, o que corresponde à condição de acionamento de 500 mA. É fundamental nunca exceder as classificações máximas absolutas para evitar danos permanentes.

2.3 Características Térmicas

A resistência térmica junção-ponto de solda é de 14 °C/W. Essa baixa resistência térmica, facilitada pelo design do pacote EMC, permite uma transferência de calor eficiente da junção do LED para a PCB. O gerenciamento térmico adequado é essencial; a temperatura da junção não deve exceder a classificação máxima de 115 °C. As curvas de redução mostram que a corrente direta deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente aumenta para manter a temperatura da junção dentro dos limites.

3. Classificação e Separação por Lotes

Embora a ficha técnica não detalhe explicitamente as tabelas de classificação, o produto é fornecido com códigos de lote para fluxo luminoso (Φ), comprimento de onda dominante (WLD) e tensão direta (VF), conforme indicado na etiqueta do carretel. Isso permite que os clientes selecionem classes de desempenho específicas para suas aplicações. A classificação típica pode incluir lotes de fluxo em incrementos e lotes de comprimento de onda em torno de 460 nm. Entre em contato com o fornecedor para obter detalhes sobre a disponibilidade de classificação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva característica I-V (Fig 1-6 na ficha técnica) mostra uma tensão direta típica de aproximadamente 3,3 V a 500 mA. Conforme a corrente aumenta de 100 mA para 600 mA, a tensão sobe de cerca de 3,0 V para 3,4 V. Essa relação quase linear é típica para LEDs azuis.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente

A intensidade luminosa relativa aumenta com a corrente direta, mas mostra alguma saturação em correntes mais altas (Fig 1-7). A 500 mA, a intensidade relativa é de aproximadamente 100%, enquanto a 100 mA cai para cerca de 20%. Essa curva ajuda os projetistas a estimar a saída de luz em correntes de acionamento mais baixas.

4.3 Dependência da Temperatura

A Fig 1-8 demonstra que a intensidade relativa diminui com o aumento da temperatura ambiente. A 85 °C, a intensidade cai para cerca de 85% do valor a 25 °C. Essa sensibilidade térmica deve ser considerada em projetos de luminárias que operam em ambientes de temperatura elevada.

4.4 Distribuição Espectral

O espectro (Fig 1-9) atinge o pico em torno de 460 nm com uma largura total à meia altura de 30 nm. O espectro está confinado à região azul, com emissão insignificante fora da faixa de 400-700 nm.

4.5 Diagrama de Radiação

O padrão de radiação polar (Fig 1-10) mostra uma distribuição semelhante à lambertiana com um ângulo de meia potência de ±50 graus. Essa ampla distribuição é adequada para iluminação de inundação e iluminação geral.

4.6 Redução de Corrente vs. Temperatura do Pino

A Fig 1-11 fornece a curva de redução: a uma temperatura do pino de 60 °C, a corrente direta máxima é de aproximadamente 400 mA, e a 100 °C é reduzida para cerca de 100 mA. Essa curva é essencial para o projeto térmico.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote do LED mede 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm (comprimento x largura x altura) com tolerâncias de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. A vista superior mostra um pacote quadrado com duas almofadas: cátodo e ânodo são identificados na Fig 1-2. A vista lateral indica uma altura de 2,10 mm com uma protrusão da lente de 0,70 mm. A vista inferior mostra as dimensões das almofadas: almofada do cátodo 1,45 mm x 0,69 mm, almofada do ânodo 1,45 mm x 0,69 mm, com um espaçamento de 1,45 mm entre as almofadas. Os padrões de solda (Fig 1-5) recomendam almofadas de solda de 3,00 x 2,26 mm para montagem adequada.

5.2 Identificação de Polaridade

O cátodo é marcado por um pequeno entalhe ou ponto no pacote (consulte a Fig 1-2). O ânodo está no lado oposto. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

5.3 Padrões de Solda

O padrão de solda recomendado (Fig 1-5) é de 3,00 mm x 2,26 mm com espaçamento de 0,46 mm até a borda. A almofada térmica ajuda a dissipar o calor. Use um design de estêncil apropriado para garantir cobertura adequada de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo recomendado (Fig 3-1) especifica: pré-aquecimento de 150 °C a 200 °C por 60-120 segundos; tempo acima de 217 °C (TL) deve ser de 60-150 segundos; temperatura de pico (TP) 260 °C com um tempo de permanência máximo de 10 segundos (tP) dentro de 5 °C do pico. A taxa de resfriamento não deve exceder 6 °C/segundo. Apenas duas passagens de refluxo são permitidas. Se mais de 24 horas se passarem entre a primeira e a segunda refluxo, os LEDs podem ser danificados.

6.2 Soldagem Manual

Ao soldar à mão, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300 °C por menos de 3 segundos por almofada. Apenas uma operação de solda manual é permitida.

6.3 Retrabalho e Reparo

Não é recomendado reparo após a soldagem. Se inevitável, use um ferro de solda de dupla cabeça e verifique previamente as características. Certifique-se de que nenhum estresse mecânico seja aplicado durante o aquecimento.

6.4 Precauções de Manuseio

• Não aplique pressão na superfície da lente de silicone; manuseie apenas pelas laterais.
• Evite montar em PCBs empenadas; não dobre a placa após a soldagem.
• Não resfrie rapidamente após a soldagem; permita o resfriamento natural até a temperatura ambiente.
• Não aplique vibração mecânica durante o resfriamento.

6.5 Condições de Armazenamento

Sacos de barreira de umidade não abertos: armazenar a<30 °C e<75% UR por até um ano a partir da data de embalagem. Após abertura: 168 horas a<30 °C e<60% UR. Se excedido, asse a 60±5 °C por 24 horas antes do uso.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

O LED é fornecido em embalagem de fita e carretel com 3000 peças por carretel. As dimensões da fita transportadora são mostradas na Fig 2-1 com uma marca de polaridade. Dimensões do carretel: A=12,7±0,3 mm, B=330,2±2 mm, C=79,5±1 mm, D=14,3±0,2 mm. Um saco de barreira de umidade com dessecante e cartão indicador de umidade é usado para proteção contra umidade.

7.2 Informações da Etiqueta

A etiqueta do carretel inclui: Número da Peça (PART NO.), Número da Especificação (SPEC NO.), Número do Lote (LOT NO.), Código do Lote (BIN CODE), Fluxo Luminoso (Φ), Comprimento de Onda Dominante (WLD), Tensão Direta (VF), Quantidade (QTY) e Data (DATE). Essas informações são usadas para rastreabilidade e seleção de lote.

7.3 Caixa de Papelão

Os carretéis são embalados em caixas de papelão para envio. A caixa é etiquetada com informações do produto e quantidade.

8. Confiabilidade e Qualificação

8.1 Itens de Teste de Confiabilidade

O produto passou nos seguintes testes de confiabilidade de acordo com os padrões JEDEC: Soldagem por refluxo (260 °C, 3 vezes), Ciclagem de temperatura (-40 °C a 100 °C, 100 ciclos), Choque térmico (-40 °C a 115 °C, 300 ciclos), Armazenamento em alta temperatura (100 °C, 1000h), Armazenamento em baixa temperatura (-40 °C, 1000h) e Teste de vida (25 °C, 500 mA, 1000h). Critérios de aceitação: 0 falhas em 10 amostras (0/1) para cada teste.

8.2 Critérios de Falha

Limites pós-estresse: Variação da tensão direta ≤ 1,1x limite superior da especificação; Corrente reversa ≤ 2,0x limite superior da especificação; Degradação do fluxo luminoso ≥ 0,7x limite inferior da especificação.

9. Recomendações de Projeto de Aplicação

9.1 Projeto Térmico

Dada a resistência térmica de 14 °C/W e a dissipação máxima de potência de 1,65 W, uma dissipação de calor adequada é crucial. Use área de cobre adequada na PCB e vias térmicas para manter a temperatura da junção abaixo de 115 °C. Reduza a corrente com base na temperatura ambiente usando a curva de redução fornecida.

9.2 Projeto Elétrico

Cada LED deve ser acionado com resistores limitadores de corrente ou fontes de corrente constante para evitar fuga térmica. A tensão reversa deve ser evitada; use diodos de proteção, se necessário. A proteção ESD é recomendada durante o manuseio e operação.

9.3 Considerações Ambientais

Evite exposição a compostos de enxofre (>100 ppm), halogênios (bromo e cloro individualmente<900 ppm, total<1500 ppm), e compostos orgânicos voláteis que podem liberar gás e danificar a lente de silicone. Use álcool isopropílico para limpeza, se necessário.

10. Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo semicondutor que emite luz por eletroluminescência. A região ativa consiste em uma estrutura de poço quântico de InGaN (nitreto de gálio-índio) que emite luz azul quando elétrons e lacunas se recombinam sob polarização direta. O comprimento de onda de emissão é determinado pelo bandgap do material do poço quântico. O pacote EMC usa composto de moldagem epóxi como encapsulamento, que fornece proteção mecânica e acoplamento óptico. A lente de silicone aumenta o ângulo de visão e melhora a extração de luz.

11. Tendências Tecnológicas

A tendência para LEDs de alta potência continua em direção a maior eficácia, pacotes menores e melhor gerenciamento térmico. Pacotes EMC como este oferecem um equilíbrio entre custo e desempenho para iluminação geral e aplicações industriais. O chip azul de 460 nm também é usado como fonte de bombeamento de fósforo para LEDs brancos, embora este dispositivo seja destinado à emissão azul direta. Desenvolvimentos futuros podem incluir maiores densidades de fluxo e confiabilidade aprimorada com menor resistência térmica.

12. Perguntas Comuns e Casos de Projeto

12.1 FAQ

P: Posso acionar este LED a 700 mA?R: Não, a corrente máxima absoluta é 500 mA (com dissipação de calor adequada). Exceder isso pode danificar o dispositivo.

P: Qual é a vida útil típica?R: A ficha técnica não especifica a vida útil L70, mas com base em LEDs EMC semelhantes, em condições nominais pode exceder 50.000 horas.

P: O LED é adequado para operação em pulso?R: Sim, a operação pulsada com ciclo de trabalho baixo pode permitir corrente de pico mais alta, mas certifique-se de que a potência média não exceda 1,65 W.

12.2 Exemplo de Aplicação

Em uma luminária de iluminação paisagística com 12 LEDs, cada um acionado a 350 mA para atingir um total de 240 lumens, com dissipação de calor adequada usando uma PCB de alumínio. A tensão direta a 350 mA é de aproximadamente 3,2 V, portanto a potência total por LED é de 1,12 W. O projeto térmico garante que a temperatura da junção fique abaixo de 85 °C sob temperatura ambiente de 40 °C. Recomenda-se um driver de corrente constante com redução térmica para segurança.