Ficha Técnica do LED Branco SMD3528 - 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) branco de montagem em superfície, projetado para aplicações de iluminação geral. Este LED de chip único oferece uma pegada compacta e é adequado para retroiluminação, luzes indicadoras e iluminação decorativa. A vantagem central deste componente reside no seu tamanho de embalagem padronizado, o que facilita os processos de montagem automatizada e garante compatibilidade com layouts de PCB comuns. O mercado-alvo inclui eletrônicos de consumo, iluminação interior automotiva e fabricantes de sinalização comercial que buscam soluções de iluminação confiáveis e econômicas.

2. Interpretação Objetiva dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho do LED é caracterizado sob condições de teste padrão (T_s=25°C). Os parâmetros-chave definem seus limites operacionais e comportamento típico.

2.1.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente. A operação fora destes limites não é aconselhada.

• Corrente Direta (I_F):30 mA (Contínua)
• Corrente de Pulso Direta (I_FP):60 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (P_D):108 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.

2.1.2 Parâmetros Técnicos Típicos

Estes valores representam o desempenho esperado sob condições normais de operação.

• Tensão Direta (V_F):3.2 V (Típico), 3.6 V (Máximo) em I_F=20mA
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (Máximo)
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (Típico)

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins para garantir consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação. O binning é definido pela regra de nomenclatura do produto.

3.1 Estrutura do Número do Modelo

O número do modelo T3200SL(C,W)A segue um sistema de codificação específico que define seus atributos. Embora a descrição completa do código seja fornecida na fonte, os elementos-chave incluem a contagem de chips (S para chip único de baixa potência), código da embalagem (32 para 3528) e código de cor (C para Branco Neutro, W para Branco Frio).

3.2 Binning de Temperatura de Cor Correlata (CCT)

A luz branca está disponível em vários bins padrão de CCT, cada um associado a uma região de cromaticidade específica no diagrama CIE.

• 2725K ±145K (Bin: 27M5)
• 3045K ±175K (Bin: 30M5)
• 3985K ±275K (Bin: 40M5)
• 5028K ±283K (Bin: 50M5)
• 5665K ±355K (Bin: 57M7)
• 6530K ±510K (Bin: 65M7)

Nota: Os pedidos especificam um bin de fluxo luminoso mínimo, não máximo. Os produtos enviados podem exceder o valor de fluxo pedido, mas sempre aderirão à região de cromaticidade CCT especificada.

3.3 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo é classificado em bins de acordo com a CCT e o Índice de Reprodução de Cor (IRC). As tabelas definem valores mínimos e típicos a 20mA. Por exemplo, um LED Branco Neutro (3700-5300K) com IRC 70 tem bins como B6 (7.0-7.5 lm mín.), B7 (7.5-8.0 lm mín.), B8 (8.0-8.5 lm mín.) e B9 (8.5-9.0 lm mín.). Versões com IRC mais alto (80 e 90) têm bins de fluxo correspondentemente mais baixos devido ao compromisso do sistema de fósforo.

3.4 Binning de Tensão Direta

Para auxiliar no casamento de corrente para conexões em série, a tensão direta também é classificada em bins. Os códigos variam de B (2.8-2.9V) a J (3.5-3.6V), com uma tolerância de medição de ±0.08V.

3.5 Regiões de Cromaticidade

Cada bin de CCT corresponde a uma região elíptica no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A especificação fornece as coordenadas do centro (x, y), os comprimentos dos eixos semi-maior (b) e semi-menor (a), e o ângulo de rotação da elipse (Φ). Estas elipses são definidas de acordo com os padrões ANSI C78.377 (elipses MacAdam de 5 ou 7 passos), garantindo que a luz dos LEDs dentro do mesmo bin pareça uniforme em cor para o olho humano.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva Característica Corrente-Tensão (I-V)

A tensão direta aumenta de forma não linear com a corrente direta. Os projetistas devem usar esta curva para selecionar resistores limitadores de corrente ou circuitos acionadores apropriados para garantir operação estável e evitar exceder a classificação máxima de corrente.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta com a corrente, mas eventualmente satura. Operar significativamente acima da corrente de teste recomendada de 20mA pode levar a eficiência reduzida e aceleração da depreciação do lúmen devido ao aumento da temperatura de junção.

4.3 Distribuição Espectral de Potência (SPD)

A curva de energia espectral relativa mostra o espectro de emissão do LED branco, que é uma combinação da luz azul do chip semicondutor e da luz amarela/vermelha mais ampla do revestimento de fósforo. A curva muda ligeiramente com variações na CCT: brancos mais quentes (2600-3700K) têm mais energia nos comprimentos de onda mais longos (vermelho), enquanto brancos mais frios (5000-10000K) têm um pico azul mais proeminente.

4.4 Temperatura de Junção vs. Energia Espectral Relativa

À medida que a temperatura de junção aumenta, a eficiência do fósforo e do próprio chip pode mudar, potencialmente causando uma mudança na SPD e uma ligeira alteração na cor percebida (desvio de cromaticidade) e uma diminuição na saída de luz. O gerenciamento térmico adequado é crucial para manter o desempenho consistente.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

A embalagem SMD3528 tem dimensões nominais de 3.5mm de comprimento e 2.8mm de largura. O desenho dimensional exato com tolerâncias é fornecido: dimensões .X têm tolerância de ±0.10mm, e dimensões .XX têm tolerância de ±0.05mm.

5.2 Layout dos Pads e Design do Estêncil

Um padrão de land (footprint) recomendado para o projeto de PCB é fornecido, juntamente com um padrão de estêncil correspondente para aplicação de pasta de solda. Seguir estas recomendações garante a formação confiável das juntas de solda durante o refluxo.

5.3 Identificação de Polaridade

O componente possui uma marca de cátodo (tipicamente uma linha verde, entalhe ou outra marcação na embalagem) para indicar a polaridade. A orientação correta é essencial para a operação do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Sensibilidade à Umidade e Secagem

O LED SMD3528 é classificado como sensível à umidade de acordo com a IPC/JEDEC J-STD-020C. Se a bolsa de barreira de umidade original for aberta e os componentes forem expostos à umidade ambiente, eles devem ser secos antes da soldagem por refluxo para prevenir o "efeito pipoca" ou danos internos durante o processo de alta temperatura.

• Condição de Secagem:60°C por 24 horas.
• Pós-Secagem:Os componentes devem ser soldados dentro de 1 hora ou armazenados em um recipiente com umidade relativa <20%.
• Nãoseque a temperaturas acima de 60°C.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED pode suportar perfis padrão de soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 200°C ou 230°C por no máximo 10 segundos. O perfil específico (taxa de aquecimento, tempo de imersão, temperatura de pico, taxa de resfriamento) deve ser otimizado para toda a montagem, mas deve permanecer dentro destes limites.

6.3 Condições de Armazenamento

• Embalagem Não Aberta:Armazenar a 5-30°C, umidade <85%.
• Embalagem Aberta:Armazenar a 5-30°C, umidade <60%. Para armazenamento de longo prazo de embalagens abertas, é fortemente recomendado usar um recipiente selado com dessecante ou uma atmosfera de nitrogênio para prevenir a absorção de umidade.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são normalmente fornecidos em fita e carretel para máquinas de pick-and-place automatizadas. O tamanho específico do carretel, número de bolsos e largura da fita estão em conformidade com os padrões da indústria (por exemplo, EIA-481).

7.2 Número do Modelo para Pedido

O número do modelo completo, como T3200SLWA, deve ser especificado para obter a combinação desejada de atributos: embalagem (3528), tipo de chip, cor (Branco Frio) e código interno. É necessário contatar o fabricante para combinações não padrão de fluxo e CCT.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Para painéis LCD em eletrodomésticos, controles industriais e painéis de instrumentos automotivos.
• Luzes Indicadoras Gerais:Indicadores de status em dispositivos eletrônicos.
• Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque em produtos de consumo.
• Sinalização e Letreiros:Iluminação de baixa potência para placas internas.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Sempre use um acionador de corrente constante ou um resistor limitador de corrente. Não conecte diretamente a uma fonte de tensão.
• Gerenciamento Térmico:Embora seja de baixa potência, garanta que a PCB tenha alívio térmico adequado, especialmente ao operar na corrente máxima ou próximo dela. Altas temperaturas ambientes reduzirão a saída de luz e a vida útil.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120° fornece iluminação ampla. Para feixes focados, são necessárias ópticas secundárias (lentes).
• Binning para Consistência:Para aplicações que requerem aparência uniforme, especifique bins apertados de CCT e fluxo. Usar LEDs de bins diferentes no mesmo produto pode resultar em diferenças visíveis de cor ou brilho.

9. Comparação Técnica

O SMD3528 é uma embalagem legada que foi amplamente substituída por embalagens mais eficientes como a 2835 e a 3030. Sua principal diferenciação reside na sua ampla disponibilidade, baixo custo e extenso uso histórico em projetos. Comparado a embalagens mais novas, geralmente tem menor eficácia luminosa (lúmens por watt) e pode ter uma resistência térmica maior. No entanto, para aplicações sensíveis ao custo ou substituições diretas em produtos existentes, continua sendo uma opção viável.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre os bins de CCT (por exemplo, 27M5 vs. 30M5)?

O número (27, 30) refere-se à temperatura de cor correlata nominal dividida por 100 (por exemplo, 2700K, 3000K). A combinação letra/número (M5, M7) refere-se ao tamanho da elipse de cromaticidade no diagrama CIE, com M7 representando uma variação de cor permitida maior do que M5. Um bin mais apertado (M5) garante melhor consistência de cor.

10.2 Posso alimentar este LED continuamente a 30mA?

Embora o valor máximo absoluto seja 30mA, a condição de teste típica e a maioria dos dados de desempenho são especificados a 20mA. Operar a 30mA produzirá mais luz, mas também gerará significativamente mais calor, potencialmente reduzindo a vida útil e causando desvio de cromaticidade. É aconselhável projetar para uma corrente operacional mais baixa (por exemplo, 15-20mA) para confiabilidade e eficiência.

10.3 Por que a secagem é necessária e como sei se meus LEDs precisam dela?

A embalagem plástica pode absorver umidade do ar. Durante a soldagem por refluxo, essa umidade se transforma rapidamente em vapor, potencialmente causando delaminação ou rachaduras. Verifique o cartão indicador de umidade dentro da bolsa de barreira imediatamente após a abertura. Se o cartão mostrar um nível de umidade superior ao limite especificado (por exemplo, 10% ou 30%, dependendo do nível de sensibilidade), ou se a bolsa estiver aberta por um período prolongado em um ambiente úmido, a secagem é necessária.

10.4 Como interpreto o código do bin de fluxo luminoso (por exemplo, B7)?

O código do bin de fluxo (A9, B1, B2... B9) define uma faixa de valores mínimos de fluxo luminoso. Por exemplo, um bin B7 para um LED Branco Neutro com IRC 70 garante um fluxo mínimo de 7.5 lúmens a 20mA, com um valor típico de até 8.0 lúmens. As peças enviadas estarão no valor mínimo ou acima dele para aquele bin.

11. Caso Prático de Projeto

11.1 Projetando um Arranjo de LEDs com Corrente Constante

Considere projetar um painel de luz usando 20 LEDs SMD3528 em uma configuração série-paralelo. Para garantir brilho uniforme, devem ser usados LEDs do mesmo bin de CCT e fluxo. Se o bin escolhido tiver uma V_Ftípica de 3.2V a 20mA, e uma fonte de alimentação DC de 24V estiver disponível, você poderia dispor 10 LEDs em série (10 * 3.2V = 32V, o que excede 24V). Uma configuração melhor pode ser 5 strings de 4 LEDs em série. Cada string teria uma queda de aproximadamente 12.8V (4 * 3.2V). Um resistor limitador de corrente para cada string seria calculado como R = (V_fonte- V_string) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω. A potência dissipada em cada resistor seria P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W, portanto, um resistor de 0.25W ou 0.5W é recomendado. Este projeto fornece redundância (se um LED falhar em aberto, apenas sua string apaga) e ajuda a gerenciar as tolerâncias de tensão entre os LEDs.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED SMD branco opera no princípio da eletroluminescência em um material semicondutor, combinada com conversão por fósforo. Um chip, tipicamente feito de nitreto de gálio e índio (InGaN), emite luz azul quando polarizado diretamente. Esta luz azul é parcialmente absorvida por uma camada de material fosforescente (por exemplo, granato de ítrio e alumínio dopado com cério, YAG:Ce) revestida sobre ou ao redor do chip. O fósforo absorve os fótons azuis e reemite luz em um amplo espectro na região amarela. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como branca. A proporção exata de luz azul para amarela, controlada pela composição e espessura do fósforo, determina a temperatura de cor correlata (CCT) da luz branca emitida.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia LED é em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior confiabilidade a um custo menor. Para embalagens nesta categoria de tamanho, a indústria migrou amplamente para a pegada da embalagem 2835, que frequentemente oferece melhor desempenho térmico e maior saída de luz em um envelope de tamanho similar. Há também um esforço contínuo para melhorar os sistemas de fósforo para valores mais altos do Índice de Reprodução de Cor (IRC), especialmente R9 (vermelho saturado), e para alcançar cor mais consistente em relação ao ângulo e temperatura. Além disso, a integração de LEDs com acionadores e controles inteligentes para branco ajustável (CCT ajustável) é uma tendência de aplicação crescente, embora isso normalmente exija embalagens multi-chip.