Ficha Técnica 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 de montagem superficial de alto brilho, projetado para aplicações de iluminação geral. Esta série oferece luz branca em várias temperaturas de cor correlacionadas (CCT), incluindo Branco Quente, Branco Neutro e Branco Frio, com opções para diferentes valores de Índice de Reprodução de Cor (CRI). O encapsulamento apresenta uma pegada compacta de 5.0mm x 5.0mm, tornando-o adequado para projetos com restrições de espaço que requerem iluminação uniforme e eficiente.

A vantagem central desta série reside no seu sistema padronizado de binning para fluxo luminoso e cromaticidade, garantindo consistência de cor nas séries de produção. É projetado para confiabilidade sob processos padrão de montagem SMT e destina-se a aplicações como fitas de LED, módulos de retroiluminação, iluminação decorativa e iluminação de destaque arquitetônica.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

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 (Corrente contínua máxima)
• Corrente de Pulso Direta (IFP):120 mA (Largura de 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):Soldagem por refluxo a 200°C ou 230°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de T_s=25°C e representam o desempenho típico.

• Tensão Direta (V_F):3.2V (Típico), 3.4V (Máximo) em I_F=60mA.
• Tensão Reversa (V_R):5V
• Corrente Reversa (I_R):10 µA (Máximo)
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (Típico)

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Temperatura de Cor Correlacionada (CCT)

Os LEDs são classificados em regiões cromáticas específicas (bins) com base na sua CCT alvo. Isto garante uniformidade de cor quando múltiplos LEDs são usados em conjunto. Os bins padrão de encomenda são:

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

Nota: O fluxo luminoso para os produtos da série 5050N é especificado com um valor mínimo; o fluxo real enviado pode ser superior, mantendo-se dentro do bin de CCT encomendado.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo é categorizado por códigos (ex.: 1E, 1F, 1G) que representam intervalos mínimos e típicos de saída a 60mA. Os bins variam conforme a CCT e o CRI.

• Branco 70 CRI (Quente, Neutro, Frio):Os códigos variam de 1E (18-20 lm mín.) a 1H (24-26 lm mín. para Branco Frio).
• Branco 85 CRI:Os códigos variam de 1D (16-18 lm mín.) a 1F (20-22 lm mín.).
• Branco Quente 93 CRI:Códigos 1C (14-16 lm mín.) e 1D (16-18 lm mín.).

Tolerâncias: Fluxo Luminoso (±7%), Tensão Direta (±0.08V), CRI (±2), Coordenadas Cromáticas (±0.005).

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

A característica I-V é típica de um díodo. A tensão direta aumenta logaritmicamente com a corrente. Operar na corrente recomendada de 60mA garante eficiência e longevidade ótimas, mantendo-se bem dentro do valor máximo absoluto.

4.2 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo

A saída luminosa é aproximadamente linear com a corrente na faixa de operação normal. Conduzir o LED acima da corrente recomendada leva a retornos decrescentes na saída de luz, enquanto aumenta significativamente o calor e acelera a depreciação dos lúmens.

4.3 Distribuição Espectral de Potência e Efeitos da Temperatura de Junção

As curvas de distribuição de energia espectral relativa mostram os picos de emissão para diferentes faixas de CCT (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). O espectro desloca-se ligeiramente com o aumento da temperatura de junção, o que pode causar uma mudança mensurável nas coordenadas cromáticas e na CCT. Uma gestão térmica adequada é crucial para manter uma saída de cor estável.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento SMD5050 tem dimensões nominais de 5.0mm (C) x 5.0mm (L) x 1.6mm (A). Desenhos mecânicos detalhados especificam as tolerâncias: dimensões .X: ±0.10mm, dimensões .XX: ±0.05mm.

5.2 Layout dos Terminais e Design da Máscara de Solda

A ficha técnica fornece o padrão de terminais (footprint) recomendado e designs de máscara de solda para garantir a formação de uma junta de solda confiável durante o refluxo. Seguir estes layouts é crítico para o alinhamento correto, alívio térmico e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Sensibilidade à Humidade e Secagem

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

• Armazenamento:Armazene as embalagens fechadas a <30°C/<85% HR. Após abertura, armazene a <30°C/<60% HR num armário seco ou recipiente selado com dessecante.
• Vida Útil em Linha de Produção:Utilize no prazo de 12 horas após a abertura da embalagem.
• Secagem Necessária se:A embalagem foi aberta, a vida útil em linha foi excedida, ou o cartão indicador de humidade mostra exposição. Não seque LEDs já soldados a placas.
• Procedimento de Secagem:Seque a 60°C durante 24 horas na bobina original. Faça o refluxo no prazo de 1 hora após a secagem ou retorne ao armazenamento seco (<20% HR). Não exceda 60°C.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

Utilize um perfil de refluxo padrão sem chumbo. A temperatura de pico não deve exceder 230°C, e o tempo acima de 200°C deve ser limitado a um máximo de 10 segundos para evitar danos no encapsulamento ou degradação dos materiais internos.

7. Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

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

• Geração de ESD:Pode ocorrer por fricção, indução ou condução.
• Danos Potenciais:Danos latentes (aumento da corrente de fuga, redução do brilho/mudança de cor, vida útil mais curta) ou falha catastrófica (não funcionamento completo).
• Precauções:Implemente medidas padrão de controlo de ESD: utilize postos de trabalho aterrados, pulseiras, tapetes condutores, ionizadores e materiais de embalagem e manuseio seguros para ESD.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Fitas e Tiras de LED:Alta densidade e bom ângulo de visão permitem iluminação linear uniforme.
• Retroiluminação:Para sinalização, displays e painéis que requerem luz branca uniforme.
• Iluminação Decorativa e Arquitetónica:Iluminação de destaque, rebaixos e iluminação de contorno.
• Indicador/Iluminação de Uso Geral:Onde é necessária uma fonte de montagem superficial brilhante e compacta.

8.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente apropriado. Não ligue diretamente a uma fonte de tensão.
• Gestão Térmica:Projete o PCB com alívio térmico adequado e área de cobre para dissipar calor. Temperaturas de junção elevadas reduzem a saída de luz, alteram a cor e encurtam a vida útil.
• Design Óptico:O ângulo de visão de 120° proporciona uma iluminação ampla. Considere ópticas secundárias (lentes, difusores) se for necessário moldar o feixe.
• Binning para Consistência de Cor:Para aplicações com múltiplos LEDs, especifique bins apertados de CCT e fluxo ao fornecedor para evitar discrepâncias visíveis de cor ou brilho.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso conduzir este LED na sua corrente máxima de 90mA para obter maior brilho?

R: Não é recomendado para operação contínua. A corrente de operação recomendada é 60mA. Operar a 90mA gerará significativamente mais calor, podendo exceder a temperatura máxima de junção, levando a uma rápida depreciação dos lúmens e redução da confiabilidade. Projete sempre para as condições recomendadas.

P: O que acontece se não secar os LEDs após a embalagem ter estado aberta por mais de 12 horas?

R: A humidade absorvida pelo encapsulamento plástico pode expandir-se rapidamente durante a soldagem por refluxo, causando delaminação interna, danos nos fios de ligação ou fissuras no encapsulamento (\"efeito pipoca\"). Isto frequentemente resulta em falha imediata ou defeitos latentes que causam falha prematura em campo.

P: Quão crítico é o perfil de temperatura de soldagem?

R: Muito crítico. Exceder 230°C ou os limites de tempo-a-temperatura pode danificar a lente de silicone, o fósforo, a fixação do chip ou os fios de ligação. Siga sempre o perfil de refluxo recomendado.

P: O fluxo luminoso tem uma tolerância de ±7%. Como é que isto afeta o meu design?

R: Esta variação é normal na fabricação de LEDs. Para aplicações que requerem brilho uniforme, é aconselhável usar LEDs do mesmo lote de produção e especificar um bin de fluxo estreito. O circuito do driver também deve ser projetado para acomodar a faixa típica de tensão direta.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio de Funcionamento Básico

Um LED SMD branco utiliza tipicamente um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) azul. Parte da luz azul emitida por este chip é convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por uma camada de fósforo que reveste o chip. A combinação da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo resulta na perceção de luz branca. A mistura exata de fósforos determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI).

10.2 Tendências da Indústria

A tendência geral em LEDs SMD de média potência como o 5050 é para maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor (CRI mais elevado com valores R9) e melhor consistência de cor (binning mais apertado). Há também um foco em melhorar a confiabilidade e longevidade sob correntes de acionamento e temperaturas de operação mais elevadas. Além disso, a tecnologia de fósforos continua a avançar, permitindo cores mais saturadas e uma gama mais ampla para aplicações de display, bem como luz branca espectralmente mais ajustável para iluminação centrada no ser humano.