Ficha Técnica do LED Verde SMD3528 de Chip Único - Dimensões 3.5x2.8mm - Tensão 3.2V - Potência 0.108W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O SMD3528 é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) que apresenta uma fonte de luz verde de chip único encapsulada dentro da pegada padrão da indústria do pacote 3528. Este LED foi concebido para iluminação indicadora de uso geral, aplicações de retroiluminação e iluminação decorativa onde é necessária uma saída de cor verde consistente e um desempenho fiável. O seu tamanho compacto e design de montagem em superfície tornam-no adequado para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCBs).

2. Interpretação Profunda e Objetiva dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotoelétricas e Elétricas

O desempenho central do LED é definido em condições de teste padrão (T_s=25°C). A tensão direta típica (V_F) é de 3.2V a uma corrente de acionamento de 20mA, com um valor máximo permitido de 3.6V. Este parâmetro é crucial para projetar o circuito limitador de corrente. O comprimento de onda dominante (λ_d) é especificado em 525nm, definindo o seu ponto de cor verde. O dispositivo exibe um ângulo de visão amplo de 120 graus (2θ_1/2), proporcionando um padrão de emissão amplo adequado para iluminação de área.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Características Térmicas

Para garantir fiabilidade a longo prazo, o dispositivo não deve ser operado além dos seus valores máximos absolutos. A corrente direta contínua máxima (I_F) é de 30mA. Uma corrente direta pulsada mais elevada (I_FP) de 60mA é permitida em condições específicas (largura de pulso ≤10ms, ciclo de trabalho ≤1/10). A dissipação de potência máxima (P_D) é de 108mW. A temperatura de junção (T_j) não deve exceder 125°C. A faixa de temperatura ambiente operacional é de -40°C a +80°C, com uma faixa de temperatura de armazenamento idêntica. Para soldadura, é especificado um perfil de reflow com uma temperatura de pico de 200°C ou 230°C por um máximo de 10 segundos.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins para garantir consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação. O sistema de binning abrange três parâmetros-chave: fluxo luminoso, comprimento de onda e tensão direta.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso, medido em lumens (lm) a 20mA, é categorizado em vários bins (por exemplo, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2). Cada bin especifica um valor mínimo e típico. Por exemplo, o bin B1 tem um mínimo de 1.5 lm e um valor típico de 2.0 lm. A tolerância de medição é de ±7%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante é dividido em bins para controlar o tom preciso de verde. Os bins são definidos como G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm) e G7 (526-530nm). Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com coordenadas de cor muito específicas.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta (V_F) é dividida em bins para auxiliar no projeto de circuitos para aplicações acionadas por tensão ou para combinar LEDs em séries. Os bins são: Código 1 (2.8-3.0V), Código 2 (3.0-3.2V), Código 3 (3.2-3.4V) e Código 4 (3.4-3.6V), com uma tolerância de medição de ±0.08V.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva Característica IV

A relação entre a tensão direta (V_F) e a corrente direta (I_F) é não linear, típica de um díodo. A curva mostra que um pequeno aumento na tensão além do ponto de ligação resulta num aumento rápido da corrente. Isto sublinha a importância de usar um driver de corrente constante em vez de uma fonte de tensão constante para evitar fuga térmica e garantir uma saída de luz estável.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente

A saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, mas não linearmente. Em correntes mais elevadas, a eficiência normalmente diminui devido ao aumento dos efeitos térmicos e outros comportamentos não ideais do semicondutor. Operar o LED significativamente acima dos 20mA recomendados pode resultar em retornos decrescentes de brilho enquanto reduz drasticamente a vida útil.

3.3 Características Espectrais e Térmicas

A curva de distribuição de energia espectral relativa mostra como a saída de luz é distribuída pelos comprimentos de onda. A curva para este LED verde atinge o pico por volta de 525nm. O gráfico que ilustra a energia espectral relativa versus a temperatura de junção indica que o espectro de emissão e a intensidade podem mudar com a temperatura. À medida que a temperatura de junção aumenta de 25°C para 125°C, a energia espectral relativa geralmente diminui, o que é uma consideração crítica para a gestão térmica em aplicações de alta potência ou densamente compactadas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas e Desenho de Contorno

O LED está em conformidade com o padrão de pacote SMD 3528, com dimensões nominais de 3.5mm de comprimento e 2.8mm de largura. O desenho dimensional exato fornece tolerâncias críticas: dimensões especificadas com uma casa decimal (por exemplo, .X) têm uma tolerância de ±0.10mm, enquanto as especificadas com duas casas decimais (.XX) têm uma tolerância mais apertada de ±0.05mm. A altura do pacote também é definida no desenho.

5.2 Padrão Recomendado de Pads e Desenho de Estêncil

É fornecido um padrão de land (pegada) recomendado para o projeto da PCB para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica. Também é sugerido um desenho de estêncil correspondente para a aplicação da pasta de solda. Seguir estas recomendações ajuda a alcançar juntas de solda fiáveis, um bom alinhamento e uma dissipação de calor eficaz a partir do pad térmico do LED (se presente).

5.3 Identificação de Polaridade

O cátodo está tipicamente marcado no dispositivo, muitas vezes por um ponto verde, um entalhe no pacote ou um canto chanfrado. O diagrama de layout dos pads indica claramente os pads do ânodo e do cátodo. A polaridade correta é essencial para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Reflow

O LED é compatível com processos padrão de soldadura por reflow por infravermelhos ou convecção. A temperatura máxima de soldadura permitida é especificada como 200°C ou 230°C no corpo do pacote, com um tempo máximo de exposição de 10 segundos acima da temperatura de liquidus. É crítico seguir um perfil que pré-aqueça adequadamente para minimizar o choque térmico, permita uma ativação adequada do flux e molhagem da solda, e arrefeça a uma taxa controlada.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Devem ser manuseados num ambiente protegido contra ESD usando pulseiras aterradas e tapetes condutores. Os dispositivos devem ser armazenados nas suas embalagens originais de barreira à humidade com dessecante, em condições que não excedam as faixas de temperatura e humidade de armazenamento especificadas. A exposição a alta humidade pode exigir cozedura antes do reflow para prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do pacote devido à rápida expansão do vapor).

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada enrolada em bobinas, adequada para máquinas de pick-and-place automatizadas. São fornecidas dimensões detalhadas para os bolsos da fita transportadora, fita de cobertura e bobina. A força de descolamento da fita de cobertura é especificada para estar entre 0.1N e 0.7N quando descolada num ângulo de 10 graus, garantindo que segura o componente com segurança durante o transporte, mas liberta facilmente durante a montagem.

7.2 Regra de Numeração do Modelo do Produto

Um sistema de codificação alfanumérica detalhado define o modelo do produto. A estrutura do código inclui campos para: contorno do pacote (por exemplo, '32' para 3528), número de chips ('S' para chip único de baixa potência), código da lente/óptica ('00' para sem lente, '01' com lente), código de cor ('G' para verde), código interno e código do bin de fluxo luminoso. Isto permite a encomenda precisa de uma combinação específica de características.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para uma variedade de aplicações, incluindo indicadores de estado em eletrónica de consumo e equipamento industrial, retroiluminação para ecrãs LCD e teclados, iluminação decorativa em sinalização e realces arquitetónicos, e iluminação de letras canais. O seu amplo ângulo de visão torna-o bom para iluminação de área onde é necessária uma fonte de luz difusa.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência limitadora de corrente em série ou, preferencialmente, um circuito driver de corrente constante. Calcule o valor da resistência com base na tensão de alimentação (V_supply), na tensão direta do LED (V_Fdo seu bin), e na corrente desejada (I_F, tipicamente 20mA). Fórmula: R = (V_supply- V_F) / I_F.
Gestão Térmica:Embora este seja um dispositivo de baixa potência, o layout eficaz da PCB é importante. Garanta uma área de cobre adequada ligada ao pad térmico (se aplicável) para dissipar calor, especialmente quando operar nos ou perto dos valores máximos ou em temperaturas ambientes elevadas.
Projeto Óptico:Considere o ângulo de visão de 120 graus. Para feixes focados, podem ser necessárias ópticas secundárias (lentes). O binning para comprimento de onda e fluxo deve ser correspondido dentro de um único produto para uma aparência uniforme.

9. Fiabilidade e Normas de Qualidade

9.1 Normas de Teste de Fiabilidade

O produto é submetido a testes de fiabilidade rigorosos baseados em normas da indústria (JESD22, MIL-STD-202G). Os testes-chave incluem:
Testes de Vida Operacional:Realizados à temperatura ambiente, alta temperatura (85°C) e baixa temperatura (-40°C) durante 1008 horas cada, sob corrente máxima.
Testes Ambientais:Vida Operacional em Alta Humidade e Alta Temperatura (HHHTOHL) a 60°C/90% RH, e ciclagem de temperatura com humidade.
Choque Térmico:Ciclagem entre -40°C e 125°C.

9.2 Critérios de Falha

Um teste é considerado uma falha se qualquer amostra exibir: uma variação de tensão direta >200mV; degradação do fluxo luminoso >15% para LEDs baseados em InGaN (que inclui este LED verde); corrente de fuga reversa >10μA; ou falha catastrófica (circuito aberto ou curto-circuito). Estes critérios rigorosos garantem um alto nível de robustez do produto.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs verdes de orifício passante mais antigos, o SMD3528 oferece vantagens significativas em tamanho, adequação para montagem automatizada e, tipicamente, melhor desempenho térmico devido à PCB atuar como dissipador de calor. Dentro da categoria SMD3528, este produto específico diferencia-se pelo seu sistema de binning detalhado para fluxo, comprimento de onda e tensão, permitindo uma correspondência de desempenho mais apertada em aplicações críticas. O seu amplo ângulo de visão de 120 graus pode ser uma vantagem sobre LEDs de ângulo mais estreito para algumas aplicações, mas uma desvantagem para outras que requerem um feixe focado.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte de 5V?
R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente. Por exemplo, com uma fonte de 5V e uma V_Ftípica de 3.2V a 20mA, a resistência necessária é (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohms. Use o próximo valor padrão (por exemplo, 91 Ohms).
P: Qual é a diferença entre os bins G5, G6 e G7?
R: Eles representam diferentes faixas de comprimento de onda dominante. G5 é o comprimento de onda mais curto (verde-azulado, ~520nm), G7 é o mais longo (verde-amarelado, ~528nm), e G6 está no meio. Escolha com base no ponto de cor desejado.
P: Quanto tempo durará este LED?
R: A vida útil do LED é tipicamente definida como o ponto onde a saída de luz se degrada para uma certa percentagem (por exemplo, 70% ou 50%) do seu valor inicial. Embora não seja explicitamente declarado aqui, os rigorosos testes de fiabilidade (1008+ horas sob stress) sugerem uma longa vida operacional quando usado dentro das especificações, especialmente com uma gestão térmica adequada.
P: É necessária uma lente?
R: O produto padrão não tem lente integrada (código '00'), fornecendo um padrão de emissão Lambertiano. Uma lente (código '01') seria usada para colimar ou moldar o feixe de luz para aplicações específicas.

12. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Painel de Indicadores de Estado:Um produto requer dez indicadores de estado verdes uniformes.Passos de Projeto:1. Selecione todos os LEDs do mesmo bin de fluxo luminoso (por exemplo, B2) e bin de comprimento de onda (por exemplo, G6) para garantir brilho e cor idênticos. 2. Projete a PCB com o layout de pads recomendado. 3. Para uma linha de alimentação de 12V, calcule a resistência limitadora de corrente. Usando a V_Fmáxima do bin 4 (3.6V) por segurança: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420 Ohms. Uma resistência de 430 Ohm seria adequada. 4. Garanta que a PCB tem uma área de cobre suficiente para dissipação de calor, uma vez que todos os dez LEDs estarão agrupados. 5. Especifique o número de peça exato, incluindo todos os códigos de bin, ao fornecedor para garantir consistência.

13. Introdução ao Princípio de Funcionamento

A luz é produzida através de um processo chamado eletroluminescência. O chip do LED é um díodo semicondutor com uma junção p-n feita de materiais de nitreto de gálio e índio (InGaN) especificamente projetados para emitir luz verde. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa (a junção). Quando um eletrão se recombina com uma lacuna, liberta energia na forma de um fotão (partícula de luz). A banda proibida específica do material InGaN determina o comprimento de onda (cor) do fotão emitido, que neste caso é verde (~525nm). O encapsulante de epóxi ou silicone protege o chip e muitas vezes atua como uma lente primária.

14. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência geral em LEDs SMD como o 3528 é para maior eficiência (mais lumens por watt), o que permite uma saída mais brilhante com a mesma potência ou o mesmo brilho com menor consumo de energia e menos calor. Há também uma melhoria contínua na consistência e estabilidade da cor ao longo do tempo e da temperatura. Embora este seja um tamanho de pacote maduro, os materiais semicondutores subjacentes e os processos de fabrico são constantemente refinados. Para LEDs verdes especificamente, alcançar alta eficiência e saturação de cor pura tem sido um desafio histórico, mas os avanços contínuos na ciência dos materiais continuam a empurrar os limites de desempenho.