Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 2. Parâmetros e Especificações Técnicas
- 2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
- 2.2 Características Eletro-Ópticas (Ts=25°C, IF=60mA)
- 3. Sistema de Classificação e Binning
- 3.1 Classificação de Fluxo Luminoso
- 3.2 Classificação de Comprimento de Onda Dominante
- 4. Curvas e Gráficos de Desempenho
- 4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV)
- 4.2 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo
- 4.3 Temperatura de Junção vs. Distribuição Espectral de Potência Relativa
- 4.4 Curva de Distribuição de Energia Espectral
- 5. Informações Mecânicas e de Embalagem
- 5.1 Dimensões do Pacote e Desenho de Contorno
- 5.2 Padrão de PCB e Desenho de Estêncil Recomendados
- 6. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Aplicação
- 6.1 Sensibilidade à Umidade e Requisitos de Secagem
- 6.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)
- 6.3 Projeto do Circuito de Aplicação
- 6.4 Precauções de Manuseio
- 7. Nomenclatura do Produto e Informações de Pedido
- 8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
- 8.1 Gerenciamento Térmico
- 8.2 Projeto Óptico
- 8.3 Confiabilidade e Vida Útil
- 9. Perguntas Frequentes (FAQ)
- 9.1 Qual é a diferença entre as classificações de fluxo luminoso?
- 9.2 A secagem é sempre necessária antes da soldagem?
- 9.3 Posso alimentar este LED com uma fonte de tensão constante de 3.3V?
- 9.4 Como interpretar os códigos de classificação de comprimento de onda (G5, G6, G7)?
1. Visão Geral do Produto
A série SMD5050N é um LED de montagem em superfície de alta luminosidade, projetado para aplicações que requerem iluminação verde eficiente e confiável. Esta série é caracterizada por sua pegada compacta de 5.0mm x 5.0mm e desempenho robusto em uma variedade de condições operacionais. É adequada para diversas aplicações de iluminação, incluindo retroiluminação, iluminação decorativa e luzes indicadoras, onde a consistência de cor e brilho é crítica.
2. Parâmetros e Especificações Técnicas
2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
A tabela a seguir lista os limites máximos além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou próximos a estes valores não é recomendada.
- Corrente Direta (IF): 90 mA
- Corrente de Pulso Direta (IFP): 120 mA (Largura do pulso ≤ 10ms, Ciclo de trabalho ≤ 1/10)
- Dissipação de Potência (PD): 306 mW
- Temperatura de Operação (Topr): -40°C a +80°C
- Temperatura de Armazenamento (Tstg): -40°C a +80°C
- Temperatura de Junção (Tj): 125°C
- Temperatura de Soldagem (Tsld): 200°C ou 230°C por 10 segundos (Soldagem por refluxo)
2.2 Características Eletro-Ópticas (Ts=25°C, IF=60mA)
Parâmetros de desempenho típicos sob condições padrão de teste.
- Tensão Direta (VF): 3.2 V (Típico), 3.4 V (Máximo)
- Tensão Reversa (VR): 5 V
- Comprimento de Onda Dominante (λd): 525 nm (Típico)
- Corrente Reversa (IR): 10 µA (Máximo)
- Ângulo de Visão (2θ1/2): 120° (Típico)
3. Sistema de Classificação e Binning
3.1 Classificação de Fluxo Luminoso
Os LEDs são classificados em grupos (bins) com base na sua saída de fluxo luminoso a uma corrente direta de 60mA. Isto garante consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação.
- B4: 6.0 - 6.5 lm
- B5: 6.5 - 7.0 lm
- B6: 7.0 - 7.5 lm
- B7: 7.5 - 8.0 lm
- B8: 8.0 - 8.5 lm
- B9: 8.5 - 9.0 lm
- C1: 9.0 - 10.0 lm
- C2: 10.0 - 11.0 lm
- C3: 11.0 - 12.0 lm
- C4: 12.0 - 13.0 lm
- C5: 13.0 - 14.0 lm
3.2 Classificação de Comprimento de Onda Dominante
Para manter uma saída de cor precisa, os LEDs também são classificados de acordo com o seu comprimento de onda dominante.
- G5: 519.0 - 522.5 nm
- G6: 522.5 - 526.0 nm
- G7: 526.0 - 530.0 nm
4. Curvas e Gráficos de Desempenho
A ficha técnica inclui vários gráficos de desempenho essenciais para engenheiros de projeto.
4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV)
Este gráfico ilustra a relação entre a tensão direta aplicada e a corrente direta resultante. É crucial para projetar o circuito limitador de corrente apropriado, garantindo operação estável e prevenindo fuga térmica.
4.2 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo
Esta curva mostra como a saída de luz escala com o aumento da corrente de acionamento. Ajuda a otimizar o equilíbrio entre brilho e eficiência/consumo de energia para uma aplicação específica.
4.3 Temperatura de Junção vs. Distribuição Espectral de Potência Relativa
Este gráfico demonstra o efeito da temperatura de junção na saída espectral do LED. Compreender esta relação é vital para aplicações onde a estabilidade da cor em função da temperatura é importante.
4.4 Curva de Distribuição de Energia Espectral
Esta curva fornece uma visão detalhada da luz emitida através do espectro visível, mostrando o pico de comprimento de onda e a largura espectral, que define a pureza da cor verde.
5. Informações Mecânicas e de Embalagem
5.1 Dimensões do Pacote e Desenho de Contorno
O pacote SMD5050N tem dimensões nominais de 5.0mm (C) x 5.0mm (L) x 1.6mm (A). Desenhos mecânicos detalhados com tolerâncias (ex.: .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) são fornecidos para o layout da PCB.
5.2 Padrão de PCB e Desenho de Estêncil Recomendados
Para garantir soldagem confiável e desempenho térmico ideal, são recomendados projetos específicos de layout de terminais e abertura de estêncil para pasta de solda. Seguir estas diretrizes ajuda a prevenir o efeito "tombstone" e garante a formação adequada da junta de solda.
6. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Aplicação
6.1 Sensibilidade à Umidade e Requisitos de Secagem
A série SMD5050N é sensível à umidade (classificada MSL conforme IPC/JEDEC J-STD-020C). Se a embalagem 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 evitar trincas por "popcorn" ou outras falhas induzidas por umidade.
- Condição de Secagem:60°C por 24 horas.
- Pós-Secagem:Os componentes devem ser soldados em até 1 hora ou armazenados em ambiente seco (<20% UR).
- Armazenamento (Embalagem Fechada):Temperatura: 5-30°C, Umidade: <85% UR.
- Armazenamento (Embalagem Aberta):Usar em até 12 horas ou armazenar em gabinete seco (<60% UR, preferencialmente com dessecante ou nitrogênio).
6.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)
Como dispositivos semicondutores, estes LEDs são suscetíveis a danos por descarga eletrostática.
- Fontes de ESD:Atrito, indução e condução.
- Danos Potenciais:Aumento da corrente de fuga (redução de brilho/vida útil) ou falha catastrófica (LED inoperante).
- Medidas de Proteção:Utilizar estações de trabalho antiestáticas aterradas, pulseiras, ionizadores e piso condutivo. Manusear com ferramentas e embalagens seguras para ESD.
6.3 Projeto do Circuito de Aplicação
O projeto adequado do circuito é crítico para longevidade e desempenho.
- Método de Acionamento:Acionadores de corrente constante são fortemente recomendados em vez de fontes de tensão constante para garantir saída de luz estável e proteger o LED de picos de corrente.
- Limitação de Corrente:Incorpore um resistor em série em cada string de LED para regulação de corrente adicional e proteção, especialmente ao usar fontes de tensão constante.
- Polaridade:Sempre verifique a polaridade antes de conectar a alimentação para evitar danos por polarização reversa.
- Sequenciamento de Energia:Conecte a carga do LED à saída do acionador primeiro, depois aplique a energia de entrada ao acionador para evitar transitórios de tensão.
6.4 Precauções de Manuseio
Evite manusear diretamente a lente do LED com as mãos nuas ou pinças metálicas.
- Contato com as Mãos:Óleos da pele podem contaminar a lente de silicone, reduzindo a saída de luz. Pressão excessiva dos dedos pode danificar os fios de ligação (wire bonds) ou o chip.
- Contato com Pinça:Pinças metálicas podem riscar a lente ou o chip se não forem usadas com cuidado. Use ferramentas de sucção a vácuo ou pinças plásticas dedicadas sempre que possível.
7. Nomenclatura do Produto e Informações de Pedido
O número do modelo do produto segue um sistema de codificação específico que define atributos-chave. A estrutura do código é: T [Código de Formato] [Contagem de Chips] [Código da Lente] [Código de Cor] - [Classificação de Fluxo] [Classificação de Comprimento de Onda].
- Código de Formato (5A):Denota o contorno do pacote 5050N.
- Contagem de Chips:Indica o número de chips LED dentro do pacote (ex.: 1, 2, 3).
- Código da Lente (00/01):00 para sem lente secundária, 01 com lente.
- Código de Cor (G):Especifica emissão Verde.
- Classificação de Fluxo:Um código (ex.: B4, C1) correspondente à faixa de fluxo luminoso.
- Classificação de Comprimento de Onda:Um código (ex.: G5, G6) correspondente à faixa de comprimento de onda dominante.
8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
8.1 Gerenciamento Térmico
Embora o pacote ofereça bom desempenho térmico, um dissipador de calor eficaz é essencial para manter a vida útil do LED e a estabilidade da cor, especialmente ao operar com correntes altas ou em temperaturas ambientes elevadas. Certifique-se de que a PCB tenha vias térmicas e área de cobre adequadas conectadas ao terminal térmico do LED.
8.2 Projeto Óptico
O amplo ângulo de visão de 120 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla. Para feixes focados, ópticas secundárias (refletores ou lentes) serão necessárias. O material da lente de silicone deve ser considerado ao selecionar adesivos ou encapsulantes compatíveis.
8.3 Confiabilidade e Vida Útil
A vida útil do LED é significativamente influenciada pelas condições operacionais. Acionar o LED abaixo de sua corrente máxima nominal e manter uma baixa temperatura de junção maximizará sua vida operacional. As faixas de temperatura de armazenamento e operação especificadas devem ser rigorosamente seguidas para um desempenho confiável.
9. Perguntas Frequentes (FAQ)
9.1 Qual é a diferença entre as classificações de fluxo luminoso?
As classificações (de B4 a C5) representam grupos classificados com base na saída de luz medida. Usar LEDs da mesma classificação dentro de um produto garante uniformidade de brilho. Para aplicações críticas, especifique uma classificação mais restrita para minimizar a variação.
9.2 A secagem é sempre necessária antes da soldagem?
Não. A secagem só é necessária se os componentes sensíveis à umidade tiverem sido expostos a ambientes úmidos após a abertura da embalagem selada original e antes da soldagem por refluxo. Componentes armazenados corretamente em condições secas não requerem secagem.
9.3 Posso alimentar este LED com uma fonte de tensão constante de 3.3V?
Não é recomendado. A tensão direta tem uma tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante próxima da Vf típica (3.2V) pode levar a corrente excessiva e falha rápida. Sempre use um acionador de corrente constante ou uma fonte de tensão constante com um resistor limitador de corrente em série.
9.4 Como interpretar os códigos de classificação de comprimento de onda (G5, G6, G7)?
Estes códigos definem a faixa do comprimento de onda dominante do LED. LEDs G5 emitem luz com pico entre 519nm e 522.5nm (um verde ligeiramente mais azulado), enquanto LEDs G7 têm pico entre 526nm e 530nm (um verde mais amarelado). Escolha a classificação que corresponde ao seu ponto de cor alvo.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |