Ficha Técnica do LED Azul SMD3528 - Dimensões 3.5x2.8mm - Tensão 3.2V - Potência 0.144W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED azul de chip único no encapsulamento SMD3528. Este dispositivo de montagem em superfície é projetado para iluminação geral, retroiluminação e aplicações indicadoras que requerem uma fonte de luz azul confiável e eficiente. A vantagem central deste componente reside no seu encapsulamento padronizado, parâmetros de desempenho consistentes e sistema de binning bem definido, garantindo comportamento previsível no projeto de circuitos.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

A seção a seguir detalha os valores máximos absolutos e as características elétricas/ópticas típicas do LED. Todos os parâmetros são medidos na condição de teste padrão de T_s= 25°C.

2.1 Valores Máximos Absolutos

• Corrente Direta (I_Fopr30 mA (Contínua)
• Corrente de Pulso Direta (I_FP):40 mA (Largura de pulso ≤ 10ms, Ciclo de trabalho ≤ 1/10)
• Dissipação de Potência (P_D):144 mW
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Junção (T_j):125°C
• Temperatura de Soldagem (T_sld):Soldagem por refluxo a 200°C ou 230°C por 10 segundos.

2.2 Parâmetros Técnicos Típicos

Medidos a uma corrente direta (I_F) de 20 mA.

• Tensão Direta (V_F):Típica 3,2 V, Máxima 3,6 V
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):460 nm
• Corrente Reversa (I_R):Máxima 10 µA
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120°

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência. Os códigos de binning fazem parte do número do modelo do produto.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é medido em I_F= 20 mA. A tolerância para medição de fluxo é de ±7%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante é classificado em bins para controlar o tom específico da luz azul.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em bins para auxiliar no projeto do circuito de regulação de corrente. A tolerância para medição de tensão é de ±0,08V.

3.4 Regra de Nomenclatura do Produto

O número do modelo segue uma estrutura específica:T [Package Code] [Chip Count] [Lens Code] [Internal Code] - [Flux Code] [Wavelength Code].

• Código do Encapsulamento (ex., 32):Denota o encapsulamento SMD3528.
• Contagem de Chips (ex., S):'S' para um chip único de baixa potência.
• Código da Lente:'00' para sem lente, '01' para com lente.
• Cor:Definida por letra (B para Azul).

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características ilustram a relação entre os parâmetros-chave, o que é crucial para o gerenciamento térmico e do circuito de acionamento.

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

A curva I-V mostra a relação exponencial típica de um diodo. A tensão direta aumenta com a corrente. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento forneça margem de tensão adequada, especialmente considerando a variação dos bins de tensão, para atingir a corrente desejada sem exceder os valores máximos absolutos.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode não ser perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas. Operar acima dos 20mA recomendados pode resultar em retornos decrescentes de eficiência e aumentar a temperatura de junção, potencialmente afetando a longevidade.

4.3 Energia Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção

O gráfico indica que, à medida que a temperatura de junção sobe de 25°C para 125°C, a saída de energia espectral relativa diminui. Isso destaca a importância do gerenciamento térmico no projeto da aplicação para manter uma saída de luz consistente e estabilidade de cor ao longo da vida útil do produto.

4.4 Distribuição Espectral de Potência

A curva espectral confirma uma emissão de pico em torno do comprimento de onda dominante de 460nm, característica de um chip de LED azul InGaN. A largura de banda estreita é típica para um LED monocromático.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O encapsulamento SMD3528 possui dimensões nominais de 3,5mm (comprimento) x 2,8mm (largura). O desenho dimensional exato com tolerâncias (ex., .X: ±0,10mm, .XX: ±0,05mm) é fornecido para o projeto da trilha na PCB.

5.2 Padrão de Trilha Recomendado e Projeto de Estêncil

Um padrão de trilha (footprint) detalhado e um projeto de estêncil para pasta de solda são fornecidos para garantir soldagem e alinhamento adequados durante o processo de montagem SMT (Tecnologia de Montagem em Superfície). Seguir essas recomendações é fundamental para obter juntas de solda confiáveis e transferência térmica ideal do LED para a PCB.

5.3 Identificação de Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado no encapsulamento do LED, frequentemente com uma tonalidade verde na lente ou um entalhe/chanfro em um canto do corpo plástico. O diagrama de layout da trilha indica claramente as trilhas do ânodo e do cátodo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O LED é classificado para processos padrão de soldagem por refluxo. A temperatura máxima do corpo durante a soldagem não deve exceder 200°C por 10 segundos ou 230°C por 10 segundos. É essencial seguir o perfil de temperatura recomendado para evitar danos ao chip interno e ao material da lente de epóxi.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Armazene em ambiente seco e antiestático dentro da faixa de temperatura especificada (-40°C a +80°C).
• Evite estresse mecânico na lente.
• Use dentro de 12 meses da data de fabricação nas condições de armazenamento recomendadas para garantir a soldabilidade.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação da Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida enrolada em carretéis, adequada para máquinas automáticas pick-and-place. As dimensões-chave da fita (tamanho do bolso, passo) e a força de descolamento da fita de cobertura necessária (0,1 - 0,7N em um ângulo de 10 graus) são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos SMT.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Para displays LCD, teclados ou sinalização.
• Indicadores de Status:Em eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e equipamentos industriais.
• Iluminação Decorativa:Em iluminação de destaque, iluminação de ambiente ou elementos arquitetônicos.
• Iluminação Geral:Como componente em módulos LED, fitas ou lâmpadas, frequentemente combinado com fósforos para criar luz branca.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre acione o LED com uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente. Não conecte diretamente a uma fonte de tensão.
• Gerenciamento Térmico:Projete a PCB com área de cobre adequada ou vias térmicas para dissipar calor, especialmente ao operar próximo da corrente máxima. Altas temperaturas de junção aceleram a depreciação do lúmen.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado como altamente sensível, implementar proteção básica contra ESD no circuito de acionamento é uma boa prática para confiabilidade.
• Projeto Óptico:Considere o ângulo de visão de 120 graus ao projetar lentes ou guias de luz para a aplicação pretendida.

9. Comparação Técnica

Comparado aos LEDs de orifício passante, o SMD3528 oferece vantagens significativas em montagem automatizada, economia de espaço na placa e melhor desempenho térmico devido à fixação direta na PCB. Dentro da família SMD, o encapsulamento 3528 é um padrão maduro e amplamente utilizado, oferecendo um bom equilíbrio entre tamanho, saída de luz e custo. Comparado a encapsulamentos menores como 3020 ou 3014, o 3528 normalmente pode lidar com uma corrente ligeiramente maior e pode ter uma área luminosa maior. Comparado a encapsulamentos maiores como 5050, é mais compacto.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a corrente de operação recomendada?

Os parâmetros técnicos são especificados em 20mA, que é a corrente de teste padrão e um ponto de operação comum para boa eficiência e longevidade. Pode ser operado até o máximo absoluto de 30mA contínuos, mas isso gerará mais calor e pode reduzir a vida útil.

10.2 Como seleciono o resistor limitador de corrente correto?

Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo do bin (ex., 3,6V para o bin 4) para um projeto conservador, garantindo que a corrente não exceda o valor desejado. Para uma fonte de 5V e alvo de 20mA: R = (5V - 3,6V) / 0,02A = 70Ω. Escolha o valor padrão mais próximo (ex., 68Ω ou 75Ω) e calcule a corrente real e a dissipação de potência do resistor.

10.3 Por que o fluxo luminoso é classificado em bins e qual devo escolher?

Variações de fabricação causam pequenas diferenças na saída de luz. O binning agrupa LEDs com desempenho similar. Escolha um bin com base no brilho mínimo necessário para sua aplicação. Usar um bin mais alto (ex., B3) garante unidades mais brilhantes e consistentes, mas pode ter um custo mais alto.

10.4 Posso usar este LED para aplicações externas?

A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +80°C, que cobre a maioria dos ambientes externos. No entanto, o LED em si não é à prova d'água ou estabilizado contra UV. Para uso externo, ele deve ser devidamente encapsulado ou alojado dentro de um invólucro selado e resistente às intempéries que também gerencie a dissipação de calor.

11. Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um indicador de status de baixa potência para um dispositivo alimentado por USB (5V).
Objetivo:Fornecer uma luz indicadora azul clara.
Etapas do Projeto:
1. Seleção do LED:Escolha este LED azul SMD3528 (ex., bin de comprimento de onda B4 para um azul puro).
2. Configuração da Corrente:Defina 15mA como alvo para brilho adequado e menor consumo de energia.
3. Cálculo do Resistor:Assuma o pior caso V_F= 3,6V (Bin 4). R = (5V - 3,6V) / 0,015A ≈ 93,3Ω. Use um resistor padrão de 100Ω.
4. Verificação da Corrente Real:Usando V_Ftípico de 3,2V, I = (5V - 3,2V) / 100Ω = 18mA (dentro dos limites seguros).
5. Layout da PCB:Posicione o resistor de 100Ω em série com o ânodo do LED. Use o layout de trilha recomendado. Certifique-se de que nenhum outro traço ou componente esteja muito próximo para obstruir o ângulo de visão de 120 graus, se necessário.
6. Verificação Térmica:Dissipação de potência no LED: P = V_F* I_F≈ 3,2V * 0,018A = 57,6mW, bem abaixo do máximo de 144mW. Nenhum dissipador de calor especial é necessário.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado em uma estrutura de diodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o limite do diodo é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa (o poço quântico de InGaN neste LED azul), liberando energia na forma de fótons. A composição específica do material (Nitreto de Gálio e Índio - InGaN) determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida, neste caso, azul (~460nm). A lente de epóxi encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz.

13. Padrões de Teste de Confiabilidade

O produto passa por testes rigorosos de confiabilidade baseados em padrões da indústria (JESD22, MIL-STD-202G) para garantir desempenho de longo prazo. Os principais testes incluem:

• Teste de Vida Operacional:Em temperatura ambiente, alta temperatura (85°C) e baixa temperatura (-40°C) por 1008 horas sob corrente máxima.
• Vida Operacional em Alta Umidade:60°C / 90% UR por 1008 horas.
• Ciclagem de Temperatura:Entre -20°C e 60°C com umidade.
• Choque Térmico:-40°C a 125°C por 100 ciclos.

Critérios de Falha:Os testes são considerados falhos se as amostras apresentarem uma variação de tensão direta >200mV, degradação do fluxo luminoso >15% (para LEDs InGaN), corrente de fuga reversa >10µA ou falha catastrófica (circuito aberto/curto-circuito).

14. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral em LEDs SMD como o 3528 é em direção a maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor (binning mais restrito) e maior confiabilidade em temperaturas de operação mais altas. Embora este encapsulamento permaneça popular, há desenvolvimento contínuo em encapsulamentos ainda menores (ex., 2016, 1010) para miniaturização e em encapsulamentos de escala de chip (CSP) que eliminam o corpo plástico tradicional para melhor desempenho térmico e flexibilidade de projeto óptico. A busca por maior eficiência e menor custo por lúmen continua em todos os fatores de forma de LED.