Ficha Técnica do LED Vermelho SMD5050N - Dimensões 5.0x5.0x1.6mm - Tensão 2.2V - Potência 0.234W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série SMD5050N é um LED de montagem em superfície de alto brilho, concebido para aplicações que requerem emissão de luz vermelha fiável e eficiente. Este documento fornece uma visão técnica abrangente do modelo T5A003RA, detalhando as suas especificações, características de desempenho e procedimentos de manuseio adequados para garantir um desempenho ótimo e longevidade nas aplicações finais.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)

Os seguintes parâmetros definem os limites operacionais do LED. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Corrente Direta (IF):90 mA (Contínua)
• Corrente de Pulsos Direta (IFP):120 mA (Largura de Pulso ≤10ms, Ciclo de Trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (PD):234 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 Soldadura (Tsld):Soldadura por refluxo a 200°C ou 230°C durante no máximo 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas (Ts=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão.

• Tensão Direta (VF):2.2 V (Típico), 2.6 V (Máximo) com IF=60mA
• Tensão Reversa (VR):5 V
• Comprimento de Onda Dominante (λd):625 nm
• Corrente Reversa (IR):10 μA (Máximo)
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120°

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso (a 60mA)

Os LEDs são classificados em bins com base no seu fluxo luminoso para garantir consistência no brilho da aplicação. Os bins disponíveis para luz vermelha são:

• Código A5:Mín. 2.0 lm, Tipo 2.5 lm
• Código A6:Mín. 2.5 lm, Tipo 3.0 lm
• Código A7:Mín. 3.0 lm, Tipo 3.5 lm
• Código A8:Mín. 3.5 lm, Tipo 4.0 lm
• Código A9:Mín. 4.0 lm, Tipo 4.5 lm
• Código B1:Mín. 4.5 lm, Tipo 5.0 lm
• Código B2:Mín. 5.0 lm, Tipo 5.5 lm

3.2 Binning por Comprimento de Onda Dominante

Para controlar o tom preciso de vermelho, os LEDs são classificados pelo seu comprimento de onda dominante.

• Código R1:620 nm a 625 nm
• Código R2:625 nm a 630 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos de desempenho essenciais para o projeto de circuitos e gestão térmica. Embora pontos de dados específicos das curvas não sejam fornecidos no texto, os seguintes gráficos são padrão para análise:

• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV):Este gráfico mostra a relação entre a tensão no LED e a corrente que o atravessa. É crucial para selecionar a resistência limitadora de corrente apropriada ou projetar drivers de corrente constante.
• Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo:Esta curva ilustra como a saída de luz varia com o aumento da corrente de acionamento. Ajuda a determinar o ponto de operação ideal para equilibrar brilho e eficiência.
• Temperatura de Junção vs. Potência Espectral Relativa:Este gráfico demonstra como a saída espectral do LED e a intensidade luminosa geral podem mudar com variações na temperatura de junção, destacando a importância da gestão térmica.
• Distribuição de Potência Espectral:Esta curva mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda, definindo as características de cor do LED.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED SMD5050N tem dimensões padrão de 5.0mm x 5.0mm. A altura exata e as tolerâncias dimensionais são especificadas no desenho mecânico (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 Projeto Recomendado de Pads e Estêncil

Para uma soldadura fiável, é recomendado um layout específico de pads e um projeto de abertura de estêncil. Os diagramas fornecidos asseguram a formação adequada das juntas de solda, o alinhamento do componente e o alívio térmico durante o processo de refluxo. Aderir a estas pegadas é crítico para o rendimento de fabrico e a fiabilidade a longo prazo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Sensibilidade à Humidade e Secagem

O pacote SMD5050N é sensível à humidade (classificado MSL conforme IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Armazenamento:Armazene as embalagens fechadas abaixo de 30°C e 85% de HR. Após abertura, armazene abaixo de 30°C e 60% de HR, de preferência numa cabine seca ou recipiente selado com dessecante.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Utilize no prazo de 12 horas após a abertura da embalagem de barreira à humidade.
• Secagem:Se os componentes foram expostos a condições ambientais além da vida útil no chão de fábrica ou se o indicador de dessecante mostrar humidade elevada, é necessária secagem. Seque a 60°C durante 24 horas. Não exceda os 60°C. O refluxo deve ocorrer no prazo de 1 hora após a secagem ou as peças devem ser devolvidas ao armazenamento seco.

6.2 Proteção contra ESD (Descarga Eletrostática)

Os LEDs são dispositivos semicondutores suscetíveis a danos por descarga eletrostática.

• Fontes:A ESD pode ser gerada por fricção, indução ou condução.
• Danos:A ESD pode causar falha imediata (LED morto) ou dano latente, levando à redução do brilho, alteração de cor (em LEDs brancos) e redução da vida útil.
• Precauções:Implemente um programa completo de controlo de ESD: utilize estações de trabalho antiestáticas aterradas, tapetes de chão, pulseiras e ionizadores. O pessoal deve usar vestuário antiestático. Utilize materiais de embalagem condutivos ou dissipativos.

7. Considerações de Projeto para Aplicação

7.1 Projeto do Circuito

O acionamento adequado é essencial para o desempenho e fiabilidade do LED.

• Método de Acionamento:Uma fonte de corrente constante é altamente recomendada para uma saída de luz estável e longevidade. Se utilizar uma fonte de tensão com uma resistência em série, assegure-se de que o valor da resistência é calculado com base na tensão direta máxima do LED e na corrente desejada.
• Configuração do Circuito:É aconselhável incluir uma resistência limitadora de corrente em cada série de LEDs para melhor estabilidade e proteção individual da série, em oposição a uma única resistência para um arranjo em paralelo.
• Polaridade:Verifique e respeite sempre a polaridade ânodo/cátodo ao ligar o LED à fonte de alimentação para evitar danos por polarização reversa.

7.2 Precauções de Manuseio

Evite manusear diretamente a lente do LED com as mãos nuas ou pinças metálicas.

• Contacto Manual:Óleos e sais da pele podem contaminar a lente de silicone, causando degradação óptica e redução da saída de luz. A pressão física pode danificar as ligações por fio ou o próprio chip.
• Contacto com Ferramentas:Pinças metálicas podem riscar a lente ou exercer pressão pontual excessiva. Utilize sempre que possível ferramentas de vácuo ou pinças de plástico dedicadas e não abrasivas.

8. Regra de Numeração de Modelos

A convenção de nomenclatura do produto segue um código estruturado:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Os elementos-chave decodificados a partir do documento são:

• Código de Cor:R (Vermelho), Y (Amarelo), B (Azul), G (Verde), U (Violeta), A (Laranja), I (IR), L (Branco Quente <3700K), C (Branco Neutro 3700-5000K), W (Branco Frio >5000K), F (Cor Completa).
• Número de Chips:S (1 chip de baixa potência), P (1 chip de alta potência), 2 (2 chips), 3 (3 chips), etc.
• Código Óptico:00 (Sem lente), 01 (Com lente).
• Código do Pacote:5A (5050N), 32 (3528), 3B (3014), 3C (3030), 19 (Cerâmico 3535), 15 (Cerâmico 5050), 12 (Cerâmico 9292).
• Código de Fluxo Luminoso e Temperatura de Cor:Definido por bins alfanuméricos específicos (ex.: A5, R1).

9. Cenários de Aplicação Típicos

O LED vermelho SMD5050N é adequado para uma vasta gama de aplicações que requerem indicação, sinalização ou iluminação vermelha vibrante, incluindo:

• Iluminação de fundo para indicadores e ecrãs.
• Iluminação arquitetónica e decorativa.
• Iluminação interior automóvel (não crítica).
• Indicadores de estado em eletrónica de consumo.
• Sinalização de retalho e publicidade.

10. Fiabilidade e Garantia de Qualidade

Embora dados específicos de MTBF ou vida útil L70/B50 não sejam fornecidos no excerto, os valores máximos absolutos definidos (temperatura de junção, corrente) e os procedimentos de manuseio (MSL, ESD) formam a base para uma operação fiável. A adesão às condições de operação especificadas e às diretrizes de montagem é fundamental para alcançar a vida útil esperada do produto. Uma gestão térmica adequada para manter a temperatura de junção bem abaixo do máximo de 125°C é especialmente crítica para a manutenção do fluxo luminoso a longo prazo.

11. Comparação e Diferenciação Técnica

O formato SMD5050N oferece um equilíbrio entre saída de luz e tamanho do pacote. Comparado com pacotes mais pequenos como 3528 ou 3014, o 5050 normalmente aloja múltiplos chips ou um único chip maior, permitindo um fluxo luminoso mais elevado. O ângulo de visão de 120 graus proporciona um padrão de iluminação amplo e uniforme, adequado para muitas aplicações de iluminação geral e sinalização. A inclusão de diretrizes detalhadas de sensibilidade à humidade e manuseio de ESD indica um produto concebido para processos de montagem automatizados modernos, onde a fiabilidade é fundamental.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)

12.1 Qual é a corrente de operação recomendada?

Os parâmetros técnicos são testados a 60mA, que é um ponto de operação comum. A corrente contínua máxima absoluta é de 90mA. Para um equilíbrio ótimo entre brilho, eficiência e vida útil, operar entre 60mA e 80mA é típico, mas consulte sempre a curva de fluxo luminoso vs. corrente e assegure uma dissipação de calor adequada.

12.2 Por que é necessária a secagem antes da soldadura?

O pacote de plástico pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente, causando delaminação interna ou fissura (\"efeito pipoca\"), o que leva a falhas imediatas ou latentes. A secagem remove esta humidade absorvida.

12.3 Posso acionar este LED diretamente com uma fonte de 3.3V ou 5V?

Não sem um mecanismo limitador de corrente. A tensão direta típica é de 2.2V. Ligá-lo diretamente a uma fonte de 3.3V faria com que uma corrente excessiva fluísse, potencialmente excedendo a classificação máxima e destruindo o LED. Deve utilizar um driver de corrente constante ou uma resistência em série para limitar a corrente ao valor desejado.

13. Estudo de Caso de Implementação

Cenário:Projetar uma unidade de iluminação de fundo para um pequeno ecrã informativo que requer iluminação vermelha uniforme numa área de 100mm x 50mm.

Implementação:Uma matriz de LEDs SMD5050N (ex.: bin B1 para brilho consistente) é planeada numa PCB de núcleo metálico (MCPCB) para gestão térmica. Um driver de corrente constante é selecionado para fornecer 70mA por série de LEDs. Os LEDs são dispostos em várias séries paralelas, cada uma com a sua própria resistência em série, conforme o projeto de circuito recomendado. O layout da PCB segue a pegada de pads recomendada. Antes da montagem, os LEDs, armazenados conforme as diretrizes MSL, são secos porque a humidade do chão de fábrica excedeu 60% de HR. Durante a montagem, os operadores utilizam pulseiras ESD e canetas de vácuo para a colocação. A inspeção pós-refluxo confirma a formação adequada das juntas de solda e a ausência de danos visíveis.

14. Princípio de Operação

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões da região do tipo n recombinam-se com as lacunas da região do tipo p. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida de energia dos materiais semicondutores utilizados no chip do LED. Para este LED vermelho, materiais como Arsenieto de Gálio e Alumínio (AlGaAs) ou compostos semelhantes são tipicamente utilizados para produzir luz na gama de 620-630nm.

15. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED continua a direcionar-se para uma maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior fiabilidade a densidades de potência mais elevadas. Para tipos de pacotes como o 5050, os avanços incluem o uso de materiais de pacote mais robustos e termicamente condutores, sistemas de fósforo avançados para LEDs brancos e projetos que minimizam as perdas ópticas. Além disso, a integração com drivers inteligentes para dimerização e controlo de cor está a tornar-se mais comum. A ênfase em procedimentos de manuseio detalhados (MSL, ESD) nas fichas técnicas reflete o foco da indústria em alcançar alto rendimento e fiabilidade em ambientes de fabrico automatizados e de alto volume.