Ficha Técnica da Série T3C LED Monocromático 3030 - Dimensão 3.0x3.0mm - Tensão 1.8-3.6V - Potência 1.04-1.44W - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

A Série T3C representa uma linha de diodos emissores de luz (LEDs) monocromáticos de alto desempenho, projetados para aplicações de iluminação geral e especializada. O modelo principal discutido neste documento é a variante com encapsulamento 3030, caracterizada pelo seu fator de forma compacto e design robusto de gestão térmica. Estes LEDs são projetados para fornecer uma saída de fluxo luminoso elevada, mantendo uma operação confiável em condições exigentes.

As principais vantagens desta série incluem um design de encapsulamento termicamente aprimorado que melhora a dissipação de calor, uma alta capacidade de corrente que permite uma saída mais brilhante e um amplo ângulo de visão que garante uma distribuição de luz uniforme. O produto é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo e adere às normas ambientais RoHS, tornando-o adequado para a fabricação eletrônica moderna.

O mercado-alvo para estes LEDs é amplo, abrangendo soluções de iluminação interior, projetos de retrofit para substituição de fontes de luz antigas, propósitos de iluminação geral e iluminação arquitetônica ou decorativa onde são necessárias cores monocromáticas específicas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

O desempenho eletro-óptico é especificado a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 350mA. Os parâmetros-chave variam conforme a cor:

• Tensão Direta (VF):Varia de 1,8V (mín., Vermelho/Amarelo) a 3,6V (máx., Azul). Os valores típicos são 3,4V para Azul, 3,0V para Verde e 2,2V para Vermelho/Amarelo. Aplica-se uma tolerância de medição de ±0,1V.
• Fluxo Luminoso:A saída varia significativamente conforme a cor. Os valores típicos são 20 lm para Azul, 82 lm para Verde e 44 lm para Vermelho e Amarelo, com uma tolerância de medição de ±7%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo de meia intensidade é de 120 graus, proporcionando um padrão de feixe amplo.
• Resistência Térmica (Rth j-sp):Este parâmetro, medido da junção do LED até o ponto de solda numa MCPCB, é de 17 °C/W para Azul, 15 °C/W para Verde e 10 °C/W para Vermelho/Amarelo.
• Descarga Eletrostática (ESD):Todas as cores têm uma classificação Modelo de Corpo Humano (HBM) de 1000V, indicando um nível padrão de proteção contra ESD.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. Todos os valores são especificados a Tj=25°C.

• Corrente Direta (IF):400 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pulso (IFP):600 mA, com condições de largura de pulso ≤100μs e ciclo de trabalho ≤1/10.
• Dissipação de Potência (PD):Varia conforme a cor: 1440 mW para Azul, 1360 mW para Verde e 1040 mW para Vermelho/Amarelo.
• Tensão Reversa (VR):5 V.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +105°C.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Junção (Tj):110 °C (máxima).
• Temperatura de Soldagem (Tsld):É especificada soldagem por refluxo a 230°C ou 260°C durante 10 segundos.

É crítico que a operação não exceda estes valores, pois as propriedades do LED podem degradar-se fora da faixa de parâmetros especificada.

3. Sistema de Classificação e Binning

3.1 Classificação por Comprimento de Onda / Cor

Os LEDs são classificados em bins específicos de comprimento de onda a IF=350mA e Tj=25°C, com uma tolerância de medição de ±1nm.

• Azul:455-460 nm, 460-465 nm, 465-470 nm.
• Verde:520-525 nm, 525-530 nm, 530-535 nm.
• Vermelho:615-620 nm, 620-625 nm, 625-630 nm.
• Amarelo:585-590 nm, 590-595 nm, 595-600 nm.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

A saída de fluxo é categorizada em níveis identificados por códigos de letra. As medições são feitas a IF=350mA, Tj=25°C, com uma tolerância de ±7%.

• Azul:AH (18-22 lm), AJ (22-26 lm), AK (26-30 lm).
• Verde:AS (72-80 lm), AT (80-88 lm), AW (88-96 lm), AX (96-104 lm).
• Vermelho/Amarelo:AM (37-44 lm), AN (44-51 lm), AP (51-58 lm).

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta também é classificada em bins para garantir consistência nas características elétricas, com uma tolerância de ±0,1V.

• Azul/Verde:H3 (2,8-3,0V), J3 (3,0-3,2V), K3 (3,2-3,4V), L3 (3,4-3,6V).
• Vermelho/Amarelo:C3 (1,8-2,0V), D3 (2,0-2,2V), E3 (2,2-2,4V), F3 (2,4-2,6V).

4. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias representações gráficas do desempenho do LED. Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições de operação.

• Espectro de Cores:Mostra a distribuição de potência espectral para cada cor de LED, que define a sua pureza e comprimento de onda dominante.
• Corrente Direta vs. Intensidade Relativa:Ilustra como a saída de luz escala com o aumento da corrente de acionamento, tipicamente mostrando uma relação sub-linear em correntes mais altas devido à queda de eficiência.
• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV):Descreve a relação exponencial entre corrente e tensão, crucial para projetar o circuito de acionamento correto.
• Distribuição do Ângulo de Visão:Um gráfico polar que mostra o padrão de intensidade espacial, confirmando o ângulo de visão de 120 graus.
• Temperatura Ambiente vs. Fluxo Luminoso Relativo:Demonstra o efeito de extinção térmica, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e, consequentemente, da junção) aumenta.
• Temperatura Ambiente vs. Tensão Direta Relativa:Mostra como a tensão direta diminui com o aumento da temperatura, uma característica da junção semicondutora.
• Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente:Uma curva de derating que especifica a corrente contínua máxima permitida a uma determinada temperatura ambiente para evitar exceder a temperatura máxima de junção.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED utiliza um encapsulamento SMD (dispositivo de montagem em superfície) 3030. As dimensões-chave incluem um tamanho do corpo de 3,00 mm x 3,00 mm. A altura do encapsulamento é de aproximadamente 1,43 mm a partir da superfície da placa. As almofadas de soldagem (padrão de terra) são projetadas para montagem confiável, com dimensões específicas para as almofadas do ânodo e cátodo para garantir a formação adequada do filete de solda. A polaridade é claramente marcada, tipicamente com um indicador de cátodo na parte inferior do encapsulamento. Salvo indicação em contrário, as tolerâncias dimensionais são de ±0,1 mm.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos padrão de soldagem por refluxo sem chumbo. É fornecido um perfil detalhado:

• Pré-aquecimento:Rampa de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 3°C por segundo desde a temperatura líquida até o pico.
• Temperatura Líquida (TL):217°C.
• Tempo Acima da Líquida (tL):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico do Corpo do Encapsulamento (Tp):Máximo de 260°C.
• Tempo dentro de 5°C do Pico (tp):Máximo de 30 segundos.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 6°C por segundo do pico até a temperatura líquida.
• Tempo Total do Ciclo:Máximo de 8 minutos desde 25°C até a temperatura de pico.

A adesão a este perfil é crítica para evitar choque térmico, problemas nas juntas de solda ou danos ao encapsulamento do LED e à fixação interna do chip.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Estes LEDs monocromáticos são adequados para aplicações que requerem pontos de cor específicos sem necessidade de conversão por fósforo.

• Iluminação Interior:Pode ser usado em iluminação de destaque, sinalização ou iluminação ambiente específica por cor.
• Retrofits:Substituição direta de fontes de luz monocromáticas antigas em luminárias existentes.
• Iluminação Geral:Quando combinado com outras cores ou usado em matrizes para efeitos de iluminação colorida.
• Iluminação Arquitetônica/Decorativa:Iluminação de fachadas, letreiros em canal e instalações artísticas onde é necessário um controle preciso da cor.

7.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica:Apesar do encapsulamento termicamente aprimorado, um dissipador de calor adequado é essencial, especialmente quando operando próximo aos valores máximos absolutos. Os valores de resistência térmica devem ser usados para calcular o dissipador de calor necessário para manter a temperatura de junção abaixo de 110°C.
• Acionamento por Corrente:Utilize um driver de corrente constante apropriado para o bin de tensão direta e o brilho desejado. A curva de derating para corrente máxima vs. temperatura ambiente deve ser seguida.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 120 graus pode requerer ópticas secundárias (lentes, refletores) se for desejado um feixe mais focado.
• Precauções contra ESD:Procedimentos padrão de manuseio contra ESD devem ser seguidos durante a montagem, pois a classificação HBM de 1000V é um nível básico de proteção.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com outros produtos não seja fornecida no documento fonte, as principais características diferenciadoras desta série T3C 3030 podem ser inferidas a partir das suas especificações:

• Alta Capacidade de Corrente:Uma classificação contínua de 400mA para um encapsulamento 3030 é competitiva, permitindo uma maior densidade de fluxo luminoso.
• Design Termicamente Aprimorado:A menção explícita a esta funcionalidade sugere uma otimização para melhor extração de calor em comparação com encapsulamentos padrão, potencialmente levando a uma vida útil mais longa e desempenho mantido.
• Binning Abrangente:O binning detalhado para comprimento de onda, fluxo e tensão permite uma correspondência apertada de cor e brilho em aplicações com múltiplos LEDs, reduzindo a necessidade de calibração complexa.
• Operação em Alta Temperatura:Uma faixa de temperatura de operação até +105°C e uma temperatura de junção de 110°C indicam robustez para ambientes exigentes.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a principal causa da degradação do fluxo luminoso ao longo do tempo?
R: Embora não seja explicitamente declarado nesta ficha técnica, as causas primárias são tipicamente a alta temperatura de junção e a corrente de acionamento. Operar dentro dos valores máximos absolutos especificados (especialmente Tj e IF) e implementar uma gestão térmica eficaz são cruciais para maximizar a vida útil do LED.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?
R: Não é recomendado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de bin para bin. Uma fonte de tensão constante pode levar a fuga térmica ou brilho inconsistente. Utilize sempre um driver de corrente constante.

P: Como interpreto os valores "Tip" e "Mín" do fluxo luminoso?
R: O valor "Tip" (Típico) é a saída média esperada nas condições de teste. O valor "Mín" é o mínimo garantido para aquele bin de fluxo. Os projetistas devem usar o valor "Mín" para cálculos de cenário de pior caso, a fim de garantir uma saída de luz suficiente na sua aplicação.

P: Por que a dissipação de potência é diferente para cada cor?
R: A dissipação de potência (PD) é calculada como Corrente Direta (IF) multiplicada pela Tensão Direta (VF). Como a VF típica difere significativamente entre as cores (ex.: ~3,4V para Azul vs. ~2,2V para Vermelho a 350mA), a potência resultante (e, portanto, o calor gerado) também é diferente.

10. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando uma fita de LED colorida para iluminação de fachada arquitetônica.

1. Seleção de Cor:O projetista escolhe o LED Verde da série T3C para um matiz específico, selecionando o bin de comprimento de onda 525-530 nm para consistência.
2. Cálculo de Brilho:Visando uma iluminância específica, o projetista usa o valor "Mín" de fluxo luminoso do bin AS (72 lm a 350mA) para um projeto conservador. Eles calculam o número de LEDs necessários por metro.
3. Projeto Térmico:A fita será fechada. Usando a resistência térmica (Rth j-sp) de 15 °C/W para o Verde e a estimativa de temperatura ambiente, o projetista calcula a área necessária da almofada térmica ou do dissipador de calor na PCB para manter Tj abaixo de 100°C para uma vida longa.
4. Projeto Elétrico:Um driver de corrente constante é selecionado para fornecer 350mA. O bin de tensão direta (ex.: J3: 3,0-3,2V) determina o requisito mínimo de tensão de saída do driver. Os LEDs são dispostos em combinações série/paralelo adequadas para o driver.
5. Fabricação:A linha de montagem segue o perfil de soldagem por refluxo especificado (pico de 260°C) para garantir juntas de solda confiáveis sem danificar os LEDs.

11. Princípio de Funcionamento

A emissão de luz nestes LEDs monocromáticos baseia-se na eletroluminescência num chip semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a energia da banda proibida do chip é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia libertada durante esta recombinação é emitida como um fóton (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida—azul, verde, vermelho ou amarelo—é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores usados na construção do chip (ex.: InGaN para azul/verde, AlInGaP para vermelho/amarelo). O encapsulamento 3030 aloja este chip semicondutor, fornece conexões elétricas via ânodo e cátodo, e inclui uma óptica primária (tipicamente uma lente de silicone) que molda a saída de luz e proporciona o amplo ângulo de visão.

12. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs monocromáticos como os da série T3C é influenciado por várias tendências contínuas da indústria:

• Aumento da Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas na eficiência quântica interna (IQE) e na eficiência de extração de luz impulsionam uma saída luminosa mais elevada para a mesma entrada elétrica, reduzindo o consumo de energia.
• Melhoria da Pureza e Consistência da Cor:Avanços no crescimento epitaxial e nos controles de fabricação levam a bins de comprimento de onda mais apertados e pontos de cor mais consistentes de lote para lote.
• Confiabilidade e Vida Útil Aprimoradas:A investigação em materiais (ex.: encapsulantes mais robustos) e técnicas de encapsulamento visa reduzir a depreciação do lúmen e aumentar a vida útil operacional, especialmente em condições de alta temperatura e alta corrente.
• Miniaturização com Alta Potência:A tendência de compactar mais saída de luz em encapsulamentos menores continua, exigindo soluções de gestão térmica cada vez melhores, como o "encapsulamento termicamente aprimorado" aqui mencionado.
• Gama de Cores Expandida:Embora esta ficha técnica cubra cores padrão, o mercado mais amplo vê o desenvolvimento de LEDs com comprimentos de onda novos (ex.: vermelhos mais profundos, ciano) para aplicações em iluminação horticultural, retroiluminação de displays e sensoriamento especializado.