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 (SMD) que utiliza um design de chip único. Este LED caracteriza-se pela sua pegada compacta de 3.5mm x 2.8mm, tornando-o adequado para aplicações que requerem colocação de alta densidade e utilização eficiente do espaço. Foi concebido para fornecer uma saída de luz branca consistente em várias temperaturas de cor correlacionadas (CCT), desde branco quente até branco frio. O dispositivo é projetado para processos de montagem automatizados e é uma escolha comum para retroiluminação, luzes indicadoras e iluminação geral em eletrónica de consumo, sinalização e iluminação decorativa.

1.1 Características Principais

• LED Branco de Chip Único:Fornece emissão de luz branca uniforme a partir de um único cristal semicondutor.
• Pacote Padrão SMD3528:Dimensões padrão da indústria para compatibilidade com layouts de PCB existentes e equipamentos pick-and-place.
• Ângulo de Visão Ampla:Um ângulo de meia intensidade típico (2θ1/2) de 120 graus garante uma distribuição de luz ampla.
• Sensibilidade à Humidade:Classificado de acordo com a IPC/JEDEC J-STD-020C, exigindo manuseamento adequado para evitar danos durante a soldadura por refluxo.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada das principais características elétricas, ópticas e térmicas do LED, conforme definido nas Classificações Máximas Absolutas e nos Parâmetros Técnicos Típicos.

2.1 Classificações Máximas Absolutas (Ta=25°C)

Estes valores representam os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento sob ou nestas condições não é garantido.

• Corrente Direta (IF):30 mA (DC)
• Corrente de Pulsos Direta (IFP):60 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (PD):108 mW
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +80°C
• Temperatura da Junção (Tj):125°C
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por refluxo a 200°C ou 230°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Parâmetros Elétricos e Ópticos Típicos (Ta=25°C)

Estes são os valores de desempenho esperados em condições de teste padrão.

• Tensão Direta (VF):Típica 3.2V, Máxima 3.6V (a IF=20mA). Este parâmetro é crucial para o design do driver e seleção da fonte de alimentação.
• Tensão Reversa (VR):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode danificar o LED.
• Corrente Reversa (IR):Máximo 10 µA.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus (típico). Isto define a dispersão angular onde a intensidade da luz é pelo menos metade da intensidade de pico.

3. Explicação do Sistema de Binning

O desempenho do LED é categorizado em bins para garantir consistência. A regra de nomenclatura do produto define estes bins.

3.1 Estrutura do Número do Modelo

O modelo segue o padrão: T [Código de Fluxo Luminoso] [Código CCT] [Código Interno] - [Código de Tensão] [Código de Pacote/Outro]. Por exemplo, T3200SL(C,W)A.

• Código de Fluxo Luminoso:Indica o bin de saída de luz mínima (ex: códigos como B6, B7, B8).
• Código CCT:Define a temperatura de cor correlacionada e, por vezes, o índice de reprodução de cor (CRI).
  • Branco Quente: L (<3700K)
  • Branco Neutro: C (3700-5000K)
  • Branco Frio: W (>5000K)
  • Existem outros códigos para versões de alto CRI (ex: CRI 80, CRI 90).
• Número de Chips:'S' denota um único chip de baixa potência.
• Código Óptico:'00' para sem lente, '01' para com lente.
• Código do Pacote:'32' identifica especificamente o pacote 3528.
• Código de Tensão:Letras de B a J definem intervalos de tensão direta (ex: F: 3.2-3.3V).

3.2 Binning da Temperatura de Cor Correlacionada (CCT)

Os LEDs brancos são agrupados em intervalos específicos de CCT com regiões de cromaticidade associadas no diagrama CIE. As CCTs padrão de encomenda incluem 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6500K e 8000K. Cada CCT corresponde a um conjunto de caixas de cromaticidade (ex: 8A, 8B, 8C, 8D para 2700K). Os produtos são garantidos dentro da região de cromaticidade da CCT encomendada.

3.3 Binning do Fluxo Luminoso

O fluxo é agrupado pelo valor mínimo a 20mA. Diferentes bins são definidos para combinações de CCT e CRI. Por exemplo, um LED Branco Neutro com CRI 70 (3700-5300K) pode ter bins 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.). Note que as peças enviadas podem exceder o valor mínimo de fluxo, mas permanecerão dentro da região de cromaticidade especificada.

3.4 Binning da Tensão Direta

A tensão é agrupada em intervalos desde 2.8-2.9V (Código B) até 3.5-3.6V (Código J). Isto permite um melhor emparelhamento de corrente quando vários LEDs são conectados em paralelo.

3.5 Regiões de Cromaticidade Padrão

A ficha técnica inclui uma representação gráfica das regiões de cromaticidade padrão (caixas) no diagrama do espaço de cor CIE 1931 para os vários bins de CCT. Esta referência visual é essencial para aplicações críticas de cor, para compreender a variação permitida no ponto de cor.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos fornecem insights sobre o comportamento do LED em condições variáveis.

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

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. É fundamental para determinar o ponto de operação e projetar drivers de corrente constante. A tensão de joelho típica é cerca de 3.0V.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Este gráfico ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente. Normalmente mostra uma relação sub-linear, onde a eficiência (lúmens por watt) pode diminuir a correntes mais altas devido ao aumento de calor e efeitos de droop. Operar na ou abaixo da corrente recomendada de 20mA garante eficiência e longevidade ótimas.

4.3 Distribuição Espectral de Potência Relativa

A curva espectral traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda (tipicamente 400-750nm). Mostra o pico característico da bomba azul e a banda de emissão amarela mais ampla convertida por fósforo que se combinam para criar luz branca. A forma desta curva varia com a CCT: brancos mais frios têm mais conteúdo azul, enquanto brancos mais quentes têm mais conteúdo amarelo/vermelho. Estes dados são críticos para calcular o índice de reprodução de cor (CRI) e compreender a qualidade espectral da luz.

4.4 Temperatura da Junção vs. Energia Espectral Relativa

Esta curva demonstra como o espectro do LED muda com o aumento da temperatura da junção. Tipicamente, à medida que a temperatura sobe, a eficiência de conversão do fósforo pode mudar, potencialmente levando a uma mudança na CCT e a uma diminuição no fluxo luminoso total. Isto sublinha a importância da gestão térmica na manutenção de cor e saída de luz consistentes.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O pacote SMD3528 tem um tamanho de corpo de 3.5mm (comprimento) x 2.8mm (largura). O desenho dimensional especifica todas as medidas críticas, incluindo a altura da lente e as dimensões dos terminais. As tolerâncias são tipicamente ±0.10mm para dimensões .X e ±0.05mm para dimensões .XX.

5.2 Layout dos Pads & Design do Estêncil

A ficha técnica fornece a geometria recomendada do padrão de terra da PCB (pad) e o design da abertura do estêncil de pasta de solda. Aderir a estas recomendações é vital para obter juntas de solda fiáveis, alinhamento adequado e dissipação de calor eficaz durante o refluxo. O design do pad tipicamente inclui conexões de alívio térmico para gerir a dissipação de calor na PCB.

5.3 Identificação da Polaridade

O LED tem um ânodo (+) e um cátodo (-). A polaridade é normalmente indicada por uma marca no topo do LED (como um ponto verde, um canto cortado ou um entalhe) e/ou por diferentes formas ou tamanhos dos terminais na parte inferior. A polaridade correta é essencial para o funcionamento do circuito.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Sensibilidade à Humidade e Secagem

O LED SMD3528 é sensível à humidade (classificado MSL de acordo com J-STD-020C). Se a bolsa selada de barreira de humidade original for aberta e os componentes forem expostos à humidade ambiente além dos limites especificados, a humidade absorvida pode vaporizar durante a soldadura por refluxo, causando delaminação interna ou fissuração (\"popcorning\").

• Armazenamento:Bolsas não abertas devem ser armazenadas abaixo de 30°C/85% RH. Após abertura, armazenar a 5-30°C/<60% RH, de preferência num armário seco ou recipiente selado com dessecante.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Utilizar dentro de 12 horas após abertura da bolsa se as condições ambientes forem <30°C/60% RH.
• Requisitos de Secagem:Secar se o cartão indicador de humidade mostrar exposição ou se a vida útil no chão de fábrica for excedida.
• Método de Secagem:Secar a 60°C durante 24 horas na bobina original. Não exceder 60°C. Utilizar ou reembalar dentro de 1 hora após a secagem.

6.2 Perfil de Soldadura por Refluxo

A temperatura máxima de soldadura é especificada como 200°C ou 230°C durante 10 segundos. Um perfil de refluxo sem chumbo padrão com uma temperatura de pico não excedendo 260°C e tempo acima de 240°C limitado a 30-60 segundos é geralmente aplicável. O perfil específico deve ser validado para a montagem da PCB.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Design do Circuito do Driver

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um driver de corrente constante é fortemente recomendado em vez de uma fonte de tensão constante com uma resistência em série para operação estável, especialmente em variações de temperatura. O driver deve ser projetado para fornecer a corrente desejada (ex: 20mA) enquanto acomoda o intervalo de bins de tensão direta dos LEDs utilizados.

7.2 Gestão Térmica

Embora seja um dispositivo pequeno, uma dissipação de calor eficaz é crucial para manter o desempenho e a vida útil. A PCB atua como o dissipador de calor primário. Utilize área de cobre suficiente (pads térmicos) conectada ao pad térmico do LED e considere usar vias térmicas para transferir calor para as camadas internas ou inferiores. Temperaturas ambientes elevadas ou um design térmico deficiente levarão a uma temperatura de junção elevada, reduzindo a saída de luz, alterando a cor e acelerando a depreciação dos lúmens.

7.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 120 graus é adequado para iluminação de área ampla. Para feixes focados, são necessárias ópticas secundárias (lentes, refletores). A presença ou ausência de uma lente primária (código 00 vs. 01) afeta a distribuição angular inicial e a compatibilidade com ópticas secundárias.

7.4 Ligações em Série/Paralelo

Ligar LEDs em série garante corrente idêntica através de cada dispositivo, simplificando o design do driver, mas exigindo uma tensão de alimentação mais alta. Ligações em paralelo requerem tensões diretas estreitamente emparelhadas (usando bins de tensão apertados) para evitar desequilíbrio de corrente, o que pode levar a brilho desigual e possível sobrecarga dos LEDs de tensão mais baixa.

8. Comparação Técnica e Tendências

8.1 Comparação com Outros Pacotes

O SMD3528 foi um pacote muito popular, mas foi amplamente sucedido pelo SMD2835 e SMD3030 em muitas aplicações de iluminação geral devido ao seu melhor desempenho térmico e maior eficácia (lúmens por watt). O 3528 permanece relevante em aplicações sensíveis ao custo, retroiluminação e onde a sua forma específica é necessária.

8.2 Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia de LED branco é para maior eficácia, melhor reprodução de cor (valores R9 mais altos, designs de espectro completo) e melhor fiabilidade a temperaturas de operação mais altas. A tecnologia de fósforo continua a avançar, permitindo bins de CCT mais estreitos e cor mais estável ao longo da vida útil e da temperatura. Os princípios de operação deste SMD3528—excitação de fósforo por chip azul—permanecem o padrão da indústria para LEDs brancos.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é a diferença entre os valores 'mínimo' e 'típico' do fluxo luminoso?

O valor 'mínimo' é o limite inferior garantido para aquele bin. O valor 'típico' é o desempenho médio esperado. As peças enviadas estarão no ou acima do mínimo, mas não é garantido que atinjam o valor típico, embora muitas o façam.

9.2 Por que a secagem é necessária, e posso ignorá-la?

A secagem remove a humidade absorvida que pode causar falha catastrófica durante o refluxo. Ignorar a secagem quando necessária (com base na exposição à humidade) aumenta significativamente o risco de perda de rendimento devido a cristais ou pacotes fissurados. Verifique sempre o cartão indicador de humidade e siga as diretrizes de manuseamento.

9.3 Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

Embora a classificação máxima absoluta seja 30mA, a operação contínua nesta corrente gerará calor significativo, provavelmente empurrando a temperatura da junção além dos limites recomendados, a menos que seja fornecido arrefecimento excecional. Para operação de longo prazo fiável, é aconselhável acionar o LED na ou abaixo da corrente de teste de 20mA.

9.4 Como interpreto os códigos da região de cromaticidade (ex: 5A, 5B)?

Estes códigos correspondem a quadriláteros específicos (caixas) no diagrama de cromaticidade CIE definidos pelas normas ANSI. Eles garantem consistência de cor. Ao encomendar uma CCT (ex: 4000K), tem a garantia de LEDs cujos pontos de cor caem dentro do conjunto de caixas (5A, 5B, 5C, 5D) associadas a essa CCT.