Ficha Técnica do LED Branco SMD5050 - Dimensões 5.0x5.0x1.6mm - Tensão 3.2V - Potência 0.306W - Documentação Técnica

1. Visão Geral do Produto

A série SMD5050 é um LED branco de montagem superficial e alto brilho, projetado para aplicações de iluminação geral. Esta série oferece uma gama de temperaturas de cor, desde branco quente até branco frio, com opções para diferentes índices de reprodução de cor (IRC). A embalagem possui uma pegada compacta de 5.0mm x 5.0mm, tornando-a adequada para projetos com espaço limitado que requerem iluminação uniforme e eficiente.

1.1 Características Principais e Aplicações-Alvo

As principais vantagens do LED SMD5050 incluem sua alta saída de fluxo luminoso, amplo ângulo de visão de 120 graus e desempenho robusto em uma faixa de temperatura especificada. Ele é projetado para confiabilidade em vários tipos de luminárias, incluindo iluminação arquitetônica, iluminação decorativa, retroiluminação para displays e sinalização. O design do produto facilita o gerenciamento térmico eficiente e a facilidade de montagem em processos automatizados de tecnologia de montagem superficial (SMT).

2. Análise de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para o LED SMD5050.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes parâmetros definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao LED. A operação sob estas condições não é garantida.

• Corrente Direta (IF): 90 mA (Contínua)
• 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 Elétricas e Ópticas Típicas

Medidas em condição de teste padrão de T_s= 25°C e I_F= 60mA.

• Tensão Direta (V_F): Típica 3.2V, Máxima 3.4V (Tolerância: ±0.08V)
• Tensão Reversa (V_R): 5V
• Corrente Reversa (I_R): Máxima 10 µA
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 120°

3. Explicação do Sistema de Binning

A série SMD5050 emprega um sistema abrangente de binning para garantir a consistência de cor e brilho, o que é crítico para aplicações de iluminação.

3.1 Binning de Temperatura de Cor (CCT)

Os LEDs são classificados em bins padrão de Temperatura de Cor Correlata (CCT), cada um associado a regiões de cromaticidade específicas no diagrama CIE. Os bins padrão para pedido são:

• 2700K (Regiões: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (Regiões: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (Regiões: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (Regiões: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (Regiões: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (Regiões: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (Regiões: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (Regiões: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (Regiões: 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

Nota: O pedido do produto especifica o fluxo luminoso mínimo e a região de cromaticidade exata, não um valor máximo de fluxo.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado em bins de acordo com a temperatura de cor e o Índice de Reprodução de Cor (IRC). A tabela a seguir descreve os bins de fluxo padrão em I_F=60mA. As tolerâncias são de ±7% para o fluxo luminoso e ±2 para o IRC.

• IRC 70, Branco Quente (2700-3700K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 70, Branco Neutro (3700-5000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm)
• IRC 70, Branco Frio (5000-10000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm), 1H (24-26 lm)
• IRC 80-85, Branco Quente (2700-3700K): Código 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm)
• IRC 80-85, Branco Neutro (3700-5300K): Código 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 80-85, Branco Frio (5300-10000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• IRC 90-93, Branco Quente (2700-3700K): Código 1C (14-16 lm), 1D (16-18 lm)

4. Análise das Curvas de Desempenho

Compreender a relação entre acionamento elétrico, saída óptica e temperatura é essencial para o projeto ideal do circuito e gerenciamento térmico.

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

A curva I-V é característica de um diodo semicondutor. Para o SMD5050, a tensão direta típica é de 3.2V a 60mA. Os projetistas devem garantir que o circuito limitador de corrente (ex.: driver de corrente constante ou resistor) seja projetado para operar dentro da faixa de tensão especificada para manter a saída de luz estável e evitar dissipação excessiva de potência.

4.2 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo

Esta curva mostra que a saída luminosa aumenta com a corrente direta, mas não linearmente. Operar significativamente acima da corrente de teste (60mA) pode levar à redução da eficiência (lúmens por watt) e degradação acelerada devido ao aumento da temperatura de junção. A corrente contínua máxima de 90mA deve ser considerada o limite superior de projeto.

4.3 Temperatura de Junção vs. Distribuição Espectral de Potência Relativa

À medida que a temperatura de junção do LED aumenta, a saída espectral pode mudar. Para LEDs brancos, isso geralmente se manifesta como uma mudança na temperatura de cor e uma potencial diminuição no fluxo luminoso. Um dissipador de calor eficaz é crucial para manter a cor e o brilho estáveis ao longo da vida útil do produto.

4.4 Distribuição Espectral de Potência Relativa

O gráfico espectral ilustra as características de emissão para diferentes faixas de CCT (ex.: 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). LEDs branco quente têm mais energia nos comprimentos de onda mais longos (vermelho/amarelo), enquanto LEDs branco frio têm um pico na região azul, complementado pela luz amarela convertida por fósforo. Esta informação é vital para aplicações com requisitos específicos de cor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Desenho de Contorno

A embalagem SMD5050 tem dimensões nominais de 5.0mm (C) x 5.0mm (L) x 1.6mm (A). Desenhos mecânicos detalhados especificam dimensões críticas, incluindo tamanho da lente, posicionamento do *lead frame* e tolerâncias gerais (ex.: ±0.10mm para dimensões .X, ±0.05mm para dimensões .XX).

5.2 Layout dos Terminais e Design do Estêncil

A ficha técnica fornece o layout recomendado dos terminais (*footprint*) e designs de estêncil para pasta de solda para garantir a formação confiável das juntas de solda durante o refluxo. Seguir estas recomendações é essencial para o alinhamento adequado, transferência de calor e resistência mecânica. O design dos terminais normalmente inclui seis terminais (para uma configuração de 3 *chips*) com dimensões específicas para facilitar a soldagem e a dissipação de calor.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Sensibilidade à Umidade e Secagem

O LED SMD5050 é sensível à umidade (classificado MSL conforme IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Armazenamento: Sacos fechados devem ser armazenados abaixo de 30°C e 85% UR. Após a abertura, armazene abaixo de 30°C e 60% UR, de preferência em um gabinete seco ou recipiente selado com dessecante.
• Vida Útil no Chão de Fábrica: Use dentro de 12 horas após abrir o saco de barreira à umidade.
• Requisito de Secagem: Se o dispositivo for exposto além da vida útil no chão de fábrica ou se o cartão indicador de umidade mostrar umidade excessiva, a secagem é necessária antes do refluxo.
• Método de Secagem: Seque a 60°C por 24 horas. Não exceda 60°C. O refluxo deve ocorrer dentro de 1 hora após a secagem, ou as peças devem ser devolvidas a um ambiente de armazenamento seco (<20% UR).

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED pode suportar uma temperatura de pico de refluxo de 200°C ou 230°C por no máximo 10 segundos. É crítico seguir um perfil de refluxo padrão e controlado para soldas sem chumbo, garantindo que as taxas de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento estejam dentro dos limites aceitáveis para evitar choque térmico ou danos à lente de epóxi e ao *die* interno.

7. Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

LEDs são dispositivos semicondutores suscetíveis a danos por ESD, particularmente os tipos branco, verde, azul e roxo.

• Geração de ESD: Pode ocorrer por atrito, indução ou condução.
• Danos Potenciais: A ESD pode causar defeitos latentes (aumento da corrente de fuga, redução do brilho/mudança de cor) ou falha catastrófica (não funcionamento completo).
• Precauções: Implemente medidas padrão de controle de ESD: use estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas, tapetes condutivos e embalagens antiestáticas. Manipule os LEDs apenas em áreas protegidas contra ESD.

8. Regra de Numeração do Modelo

O código do produto segue uma estrutura específica para denotar atributos-chave. O formato geral é:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. A divisão inclui códigos para:

• Formato da Embalagem: ex.: '5A' para 5050N.
• Número de *Chips*: ex.: '3' para um design de 3 *chips*.
• Código Óptico: ex.: '00' para sem lente, '01' para com lente.
• Código de Cor: ex.: 'L' para Branco Quente (<3700K), 'C' para Branco Neutro (3700-5000K), 'W' para Branco Frio (>5000K).
• Código Interno: Referência interna do fabricante.
• Código CCT: Especifica o bin de temperatura de cor.
• Código de Fluxo Luminoso: Especifica o bin de fluxo (ex.: 1E, 1F).

9. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

9.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Arquitetônica e Decorativa: Iluminação de sancas, iluminação de destaque e fitas lineares onde são necessários alto brilho e distribuição uniforme de luz.
• Retroiluminação: Painéis com iluminação lateral ou direta para sinalização, displays e painéis de controle.
• Iluminação Geral: Integrado em módulos para *downlights*, painéis de luz e outras luminárias, frequentemente em arranjos.

9.2 Considerações Críticas de Projeto

• Gerenciamento Térmico: A temperatura máxima de junção é 125°C. Um projeto adequado de PCB com *vias* térmicas suficientes e, se necessário, um dissipador de calor externo é obrigatório para manter T_jdentro de limites seguros, especialmente ao acionar com correntes mais altas ou em altas temperaturas ambientes. Isso garante confiabilidade de longo prazo e saída de luz estável.
• Acionamento por Corrente:** Sempre use um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente. Não é recomendado acionar com uma fonte de tensão constante, pois pode levar à fuga térmica. O driver deve ser projetado para acomodar a variação da tensão direta (tolerância).
• Projeto Óptico: O ângulo de visão de 120 graus fornece iluminação ampla. Para feixes focados, podem ser necessárias ópticas secundárias (lentes ou refletores) projetadas para a pegada 5050.
• Binning para Consistência: Para aplicações que requerem cor e brilho uniformes (ex.: arranjos com múltiplos LEDs), especifique um binning apertado tanto para CCT quanto para fluxo luminoso junto ao fornecedor.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre a tensão direta típica e a máxima?

A tensão direta típica (3.2V) é o valor esperado sob condições de teste padrão. A máxima (3.4V) é o limite superior para o bin do produto. Seu circuito acionador deve ser capaz de fornecer tensão suficiente para acomodar LEDs na V_Fmáxima para garantir que eles liguem e operem corretamente.

10.2 Posso acionar este LED continuamente a 90mA?

Embora 90mA seja a corrente contínua máxima absoluta, operar neste nível gerará calor significativo e provavelmente reduzirá a vida útil do LED devido à temperatura de junção elevada. Para confiabilidade e eficiência ideais, é aconselhável projetar para uma corrente de acionamento mais baixa, como a condição de teste de 60mA ou um valor determinado pelas suas capacidades de gerenciamento térmico.

10.3 Por que a secagem é necessária antes da soldagem?

A embalagem plástica pode absorver umidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, essa umidade retida pode se expandir rapidamente, causando delaminação interna, trincas ou "*popcorning*", o que leva a falhas imediatas ou latentes. A secagem remove essa umidade absorvida.

10.4 Como interpreto o código de binning de fluxo luminoso (ex.: 1F)?

O código de binning de fluxo (como 1F) corresponde a uma faixa específica de saída luminosa medida em lúmens a 60mA. Por exemplo, o código 1F para um LED branco frio com IRC 70 garante um mínimo de 20 lúmens e um máximo típico de 22 lúmens, com uma tolerância de ±7% na medição. Você seleciona o bin com base no requisito de brilho para sua aplicação.