Ficha Técnica LED 3294-15UBGC/S400-A6 - Super Azul 505nm - 3.5V - 20mA - Ângulo de Visão 90° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 3294-15UBGC/S400-A6 é uma lâmpada LED de alto brilho projetada para aplicações que exigem uma saída luminosa superior. Este dispositivo utiliza um material de chip InGaN/SiC para produzir uma cor emitida super azul com uma lente transparente. Caracteriza-se pela sua fiabilidade, robustez e disponibilidade em várias opções de embalagem, incluindo fita e bobina.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A principal vantagem desta série de LEDs é o seu brilho aprimorado, tornando-a adequada para aplicações de retroiluminação e indicadores onde a alta visibilidade é crucial. Os principais mercados e aplicações incluem televisores, monitores de computador, telefones e equipamentos informáticos em geral, onde é necessária uma iluminação azul consistente e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos do dispositivo, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendado operar o LED nestas condições. Os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED.
• Corrente Direta de Pico (IF(Pico)):100 mA. Este valor é típico para condições de pulso curto e não deve ser excedido.
• Tensão Reversa (VR):5 V. A aplicação de uma tensão reversa além deste limite pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (Pd):120 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar, calculada como Tensão Direta (VF) * Corrente Direta (IF).
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação fiável.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Descarga Eletrostática (ESD):1000 V (Modelo do Corpo Humano). Isto indica um nível moderado de sensibilidade à ESD; procedimentos de manuseamento adequados são necessários.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. Isto define a tolerância do perfil de soldadura por refluxo.

2.2 Características Eletro-Óticas

As Características Eletro-Óticas são medidas numa corrente de teste padrão de IF=20mA e Ta=25°C, representando condições típicas de operação.

• Intensidade Luminosa (Iv):400 (Mín.) a 800 (Típ.) mcd. Esta ampla faixa de binning indica variação na produção; os projetistas devem considerar o valor mínimo para o pior caso de brilho.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):90° (Típico). Este define o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico, oferecendo um padrão de emissão amplo.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):502 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):505 nm (Típico). O comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor como "super azul".
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):30 nm (Típico). A largura espectral à meia intensidade máxima.
• Tensão Direta (VF):3.5 V (Típico), 4.3 V (Máximo) a 20mA. Este parâmetro é crucial para o projeto do driver e seleção da fonte de alimentação.
• Corrente Reversa (IR):50 μA (Máximo) a VR=5V.

Tolerâncias de Medição:A ficha técnica regista incertezas específicas: ±0.1V para VF, ±10% para Iv, e ±1.0nm para λd. Estas devem ser consideradas em aplicações de precisão.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning para categorizar unidades com base em parâmetros óticos e elétricos chave, garantindo consistência dentro de um lote. A explicação do rótulo define estes bins:

• CAT:Classificações de Intensidade Luminosa (Iv). Corresponde à faixa de 400-800 mcd.
• HUE:Classificações de Comprimento de Onda Dominante (λd). Agrupa LEDs pelo seu ponto de cor azul específico em torno de 505nm.
• REF:Classificações de Tensão Direta (VF). Agrupa LEDs pela sua queda de tensão, importante para o emparelhamento de corrente em cadeias em série.

Os projetistas devem especificar ou estar cientes dos bins necessários para a sua aplicação, de forma a manter a uniformidade de cor e brilho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem uma visão sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva mostra a distribuição de potência espectral, com pico aproximadamente a 502nm e uma largura de banda (Δλ) de 30nm, confirmando a emissão monocromática azul.

4.2 Padrão de Diretividade

O gráfico polar ilustra o ângulo de visão de 90°, mostrando um padrão de emissão quase-Lambertiano onde a intensidade diminui com o cosseno do ângulo de visão.

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

A curva I-V é exponencial, típica de um díodo. Na corrente de teste de 20mA, a tensão é tipicamente 3.5V. A curva é essencial para o projeto térmico, uma vez que o VF tem um coeficiente de temperatura negativo.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta (Curva L-I)

A intensidade luminosa aumenta de forma super-linear com a corrente antes de potencialmente saturar a correntes mais elevadas. Operar acima dos 20mA recomendados pode aumentar a saída, mas reduzirá a eficiência e a vida útil devido ao aumento do calor.

4.5 Características Térmicas

Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:A saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta derating é crítica para aplicações em ambientes de alta temperatura.
Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Para uma alimentação de tensão constante, a corrente aumentaria com a temperatura devido à diminuição do VF. Isto realça a importância dos drivers de corrente constante para uma operação estável.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Desenho das Dimensões do Encapsulamento

O desenho mecânico fornece dimensões críticas para o projeto da pegada na PCB e para o espaço de montagem. Notas importantes incluem:
1. Todas as dimensões estão em milímetros.
2. A altura da flange deve ser inferior a 1.5mm (0.059").
3. A tolerância padrão é de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação da Polaridade

O LED tem um terminal de cátodo e um de ânodo. Tipicamente, o terminal mais longo é o ânodo (+), e o lado plano na lente ou uma marca na flange indica o cátodo (-). A pegada na PCB deve ser projetada para corresponder a esta orientação.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento adequado é essencial para manter o desempenho e a fiabilidade do LED.

6.1 Formação dos Terminais

• Dobrar os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi.
• Efetuar a formação antes da soldadura.
• Evitar stress no encapsulamento. Furos na PCB desalinhados que causem stress nos terminais podem degradar a resina epóxi.
• Cortar os terminais à temperatura ambiente.

6.2 Condições de Armazenamento

• Armazenar a ≤30°C e ≤70% de HR após o envio. A vida útil na prateleira é de 3 meses.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), usar um recipiente selado com azoto e dessecante.
• Evitar mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

6.3 Processo de Soldadura

Regra Geral:Manter uma distância mínima de 3mm entre a junta de soldadura e o bulbo de epóxi.
Soldadura Manual:Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (30W máx.), tempo de soldadura máximo 3 segundos.
Soldadura por Onda/Imersão:Pré-aquecimento máximo 100°C (60 seg máx.). Banho de solda máximo 260°C durante 5 segundos.
Perfil:É fornecido um gráfico de perfil de temperatura de soldadura recomendado, enfatizando uma fase controlada de aquecimento, pico e arrefecimento.
Notas Críticas:
- Evitar stress nos terminais durante as fases de alta temperatura.
- Não soldar (imersão/manual) mais do que uma vez.
- Proteger o LED de choque/vibração até arrefecer à temperatura ambiente.
- Evitar arrefecimento rápido a partir da temperatura de pico.
- Utilizar a temperatura mais baixa possível que garanta uma junta de soldadura fiável.

6.4 Limpeza

• Limpar apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
• Evitar limpeza ultrassónica. Se absolutamente necessário, qualificar previamente o processo para garantir que não ocorram danos.

6.5 Gestão Térmica

O projeto térmico adequado é obrigatório. A corrente de operação deve ser deratada apropriadamente com base na temperatura ambiente da aplicação e na resistência térmica da configuração de montagem. Consultar as curvas de derating (implícitas, embora não mostradas explicitamente no excerto fornecido) para orientação. Uma dissipação de calor inadequada levará a uma redução da saída de luz, desvio de cor e degradação acelerada.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir danos durante o transporte e armazenamento:
- Embalagem Primária:Saco antiestático.
- Embalagem Secundária:Caixa interior contendo 4 sacos.
- Embalagem Terciária:Caixa exterior contendo 10 caixas interiores.
Quantidade de Embalagem:Mínimo de 200 a 1000 peças por saco. Uma caixa exterior completa contém 40 sacos (4 sacos/caixa interior * 10 caixas interiores).

7.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos na embalagem contêm a seguinte informação para rastreabilidade e identificação: CPN (Número de Peça do Cliente), P/N (Número de Peça do Fabricante: 3294-15UBGC/S400-A6), QTY (Quantidade), CAT/HUE/REF (Códigos de Binning), e LOT No. (Número de Lote para rastreabilidade).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é ideal para:
- Retroiluminação:Para painéis LCD em TVs, monitores e displays industriais que necessitem de retroiluminação azul ou como parte de um sistema de luz branca RGB.
- Indicadores de Estado:Indicadores de potência, atividade ou modo de alto brilho em equipamentos de telecomunicações e informática.
- Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque onde se deseja uma cor azul vívida.

8.2 Considerações de Projeto

• Seleção do Driver:Utilizar um driver de corrente constante ajustado para 20mA (ou menos para reduzir calor/aumentar vida útil) para garantir uma saída luminosa e cor estáveis. Considerar a queda de tensão direta típica de 3.5V.
• Resistor Limitador de Corrente:Se utilizar uma fonte de tensão, calcular o resistor em série precisamente usando o VF máximo (4.3V) para garantir que a corrente nunca exceda o valor máximo absoluto nas piores condições.
• Gestão Térmica:Projetar a PCB com área de cobre adequada ou usar uma PCB com núcleo metálico (MCPCB) para dissipar calor, especialmente em espaços fechados ou altas temperaturas ambientes.
• Projeto Ótico:O ângulo de visão de 90° é adequado para iluminação de área ampla. Para luz focada, podem ser necessárias óticas secundárias (lentes).
• Proteção contra ESD:Implementar proteção contra ESD nas linhas de entrada e garantir que o pessoal de montagem utilize pulseiras de aterramento adequadas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com concorrentes não esteja na ficha técnica, os principais diferenciadores deste LED podem ser inferidos:
- Bin de Alto Brilho:Com uma intensidade típica de 800mcd a 20mA, oferece alta eficácia luminosa para um encapsulamento padrão de lâmpada LED de 3mm ou 5mm.
- Ponto de Cor Específico:O "super azul" de 505nm é um tom distinto, potencialmente diferente dos LEDs azul royal (~450nm) ou azul puro (~470nm).
- Construção Robusta:Ênfase na fiabilidade e construção sem chumbo atende aos padrões ambientais e de durabilidade modernos.
- Documentação Abrangente:Diretrizes detalhadas de manuseamento, soldadura e armazenamento reduzem o risco de aplicação.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso alimentar este LED continuamente a 25mA?
R1: Embora o Valor Máximo Absoluto seja 25mA, as Características Eletro-Óticas são especificadas a 20mA. Para uma operação de longo prazo fiável e para considerar efeitos térmicos, é fortemente recomendado operar a 20mA ou menos. Utilize o valor máximo apenas como um limite de stress, não como um ponto de operação.

P2: Por que existe uma faixa tão ampla na Intensidade Luminosa (400-800 mcd)?
R2: Isto deve-se a variações na produção na epitaxia do semicondutor e no processo de fabrico do chip. Os dispositivos são binned (código CAT) após a produção. Para uniformidade de brilho numa matriz, especifique um bin apertado ou use LEDs do mesmo lote de produção.

P3: Como interpreto os valores "Típicos" na ficha técnica?
R3: "Típico" representa o valor médio ou mais comum da produção. O projeto deve basear-se nos valores "Mínimos" para desempenho garantido (ex.: usar 400 mcd para o pior caso de brilho) e nos valores "Máximos" para cálculos de stress (ex.: usar 4.3V para cálculo do resistor).

P4: É necessário um dissipador de calor?
R4: Para operação a 20mA em temperaturas ambientes moderadas (<50°C), a dissipação de calor interna (~70mW) pode ser gerida pelos terminais e pelo cobre padrão da PCB. Para temperaturas ambientes mais elevadas, correntes mais altas ou invólucros fechados, gestão térmica adicional (ex.: mais cobre, MCPCB) é essencial para prevenir sobreaquecimento e falha prematura.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um switch de rede montado em rack.
1. Requisito:Um indicador azul brilhante "Ligação Ativa" visível a vários metros de distância.
2. Seleção:O 3294-15UBGC/S400-A6 é escolhido pelo seu alto brilho (800mcd típ.) e ângulo de visão apropriado (90°).
3. Projeto do Circuito:O sistema usa uma linha de 5V. Um resistor em série é calculado: R = (V_alimentação - VF_máx) / IF = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 ohms. Um resistor padrão de 36 ohms é selecionado, limitando a corrente para ~19.4mA a VF_típ., o que é seguro e fornece brilho suficiente.
4. Layout da PCB:A pegada do LED é colocada com uma pequena área de cobre ligada ao terminal do cátodo para uma ligeira dissipação de calor. O projeto do painel inclui um tubo de luz para guiar e difundir a luz.
5. Montagem:Os LEDs são soldados manualmente com um ferro controlado por temperatura ajustado para 280°C, com a junta feita a >3mm do corpo, completando dentro de 2 segundos.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado numa heteroestrutura de semicondutor. A região ativa utiliza Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) crescida num substrato de Carbeto de Silício (SiC). Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda da luz emitida—neste caso, aproximadamente 505nm (azul). A lente de epóxi transparente encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz (ângulo de visão de 90°).

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A evolução da tecnologia LED, como este dispositivo, segue várias tendências chave:
1. Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais e no projeto de chips visam produzir mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
2. Precisão e Consistência de Cor:Avanços no crescimento epitaxial e processos de binning levam a distribuições mais apertadas de comprimento de onda e intensidade, melhorando a uniformidade de cor em matrizes.
3. Fiabilidade e Vida Útil Aprimoradas:Melhores materiais de encapsulamento, interfaces térmicas e integração de drivers contribuem para uma vida operacional mais longa em condições adversas.
4. Miniaturização e Integração:Embora as lâmpadas discretas permaneçam populares, a tendência é para encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) e módulos integrados para maior densidade e montagem automatizada.
5. Gama de Cores Expandida:O desenvolvimento de LEDs com picos de comprimento de onda específicos e estreitos (como este azul de 505nm) permite gamas de cores mais amplas em aplicações de display quando combinados com LEDs vermelhos e verdes.