Ficha Técnica do LED Azul SMD5050N - Pacote 5.0x5.0x1.6mm - Tensão 3.2V - Potência 0.306W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série SMD5050N é um LED de montagem em superfície projetado para aplicações que exigem alto brilho e confiabilidade em uma pegada compacta de 5.0mm x 5.0mm. Este documento fornece as especificações técnicas completas para a variante Azul, modelo T5A003BA. O dispositivo apresenta um pacote SMD padrão adequado para processos de montagem automatizada e destina-se a uso em retroiluminação, sinalização, iluminação decorativa e iluminação geral.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes parâmetros definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (T_s) de 25°C.

• Corrente Direta (I_F):90 mA (Contínua)
• Corrente de Pulso Direta (I_FP):120 mA (Largura de Pulso ≤10ms, Ciclo de Trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (P_D):306 mW
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Junção (T_j):125°C
• Temperatura de Soldagem (T_sld):Soldagem por refluxo a 200°C ou 230°C por no máximo 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros típicos de operação são medidos a T_s=25°C com uma corrente direta (I_F) de 60mA, que é a condição de teste recomendada.

• Tensão Direta (V_F):Típica 3.2V, Máxima 3.4V (Tolerância: ±0.08V)
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Corrente Reversa (I_R):Máxima 10 µA a V_R=5V
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):460 nm (Consulte os valores de bin na Seção 2.4)
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (Ângulo de visão amplo, design sem lente secundária)

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

A saída de fluxo luminoso é categorizada em bins para garantir consistência. As medições são realizadas em I_F=60mA com uma tolerância de ±7%.

• Código A4:Mín 1.5 lm, Típ 2.0 lm
• Código A5:Mín 2.0 lm, Típ 2.5 lm
• Código A6:Mín 2.5 lm, Típ 3.0 lm
• Código A7:Mín 3.0 lm, Típ 3.5 lm
• Código A8:Mín 3.5 lm, Típ 4.0 lm

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor azul é controlada com precisão através do binning de comprimento de onda.

• Código B1:445 nm – 450 nm
• Código B2:450 nm – 455 nm
• Código B3:455 nm – 460 nm
• Código B4:460 nm – 465 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos de desempenho essenciais para o design de circuitos e gerenciamento térmico.

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

Este gráfico mostra a relação não linear entre tensão e corrente. A tensão direta aumenta com a corrente e também depende da temperatura. Os projetistas devem usar esta curva para calcular a dissipação de potência (V_F* I_F) e garantir que o driver possa fornecer a tensão necessária, especialmente em baixas temperaturas onde V_F increases.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva ilustra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. Embora a saída aumente com a corrente, a eficiência normalmente diminui em correntes mais altas devido ao aumento dos efeitos térmicos. Operar significativamente acima do ponto de teste recomendado de 60mA pode reduzir a vida útil e deslocar a cor.

4.3 Potência Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção

Para LEDs azuis, o pico de comprimento de onda pode se deslocar com a temperatura de junção (tipicamente 0.1-0.3 nm/°C). Este gráfico é crítico para aplicações que exigem saída de cor estável. Temperaturas de junção mais altas causam um desvio para o vermelho (comprimento de onda mais longo), o que deve ser considerado no projeto térmico.

4.4 Distribuição de Potência Espectral

Este gráfico exibe o espectro de emissão completo do LED azul, mostrando um pico estreito em torno do comprimento de onda dominante (ex.: 460nm). A largura total à meia altura (FWHM) é tipicamente de 20-30nm para LEDs azuis baseados em InGaN. Compreender o espectro é vital para aplicações de mistura de cores ou ao usar conversão por fósforo para luz branca.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote SMD5050N tem dimensões nominais de 5.0mm (C) x 5.0mm (L) x 1.6mm (A). Desenhos mecânicos detalhados com tolerâncias são fornecidos: dimensões .X têm tolerância de ±0.10mm, e dimensões .XX têm tolerância de ±0.05mm.

5.2 Layout Recomendado de Pads e Design de Estêncil

Para soldagem confiável, um padrão específico de pads é recomendado. O design do pad garante a formação adequada do filete de solda e resistência mecânica. Um design de abertura de estêncil correspondente é fornecido para controlar o volume da pasta de solda, o que é crucial para obter uma junta de solda confiável sem pontes ou solda insuficiente.

5.3 Identificação de Polaridade

O cátodo do LED é tipicamente marcado no pacote. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar polarização reversa, que é limitada a 5V.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Sensibilidade à Umidade e Secagem

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

• Armazenamento:Armazene na embalagem selada original com dessecante a <30°C e <85% UR.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Após abrir a embalagem selada, os componentes devem ser usados dentro de 12 horas se armazenados a <30°C/<60% UR.
• Secagem Necessária Se:A embalagem foi aberta por >12 horas, ou o cartão indicador de umidade mostra alta umidade.
• Procedimento de Secagem:Seque a 60°C por 24 horas. Não exceda 60°C. Use dentro de 1 hora após a secagem ou armazene em um gabinete seco (<20% UR).

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED pode suportar um perfil de refluxo sem chumbo com temperatura de pico de 200°C ou 230°C por no máximo 10 segundos. Consulte as recomendações de perfil específicas para minimizar o estresse térmico no encapsulante de silicone e nas ligações de fio.

7. Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

LEDs azuis são sensíveis à descarga eletrostática. Os modos de falha incluem aumento da corrente de fuga (redução do brilho, desvio de cor) ou falha catastrófica (LED morto).

• Medidas de Prevenção:Use estações de trabalho antiestáticas aterradas, tapetes de chão e pulseiras.
• Pessoal:Os operadores devem usar roupas e luvas antiestáticas.
• Equipamento:Use ionizadores e certifique-se de que os ferros de soldar estejam devidamente aterrados.
• Embalagem:Use materiais condutivos ou antiestáticos para manuseio e transporte.

8. Design do Circuito de Aplicação

8.1 Método de Acionamento

Acionamento por Corrente Constante é fortemente recomendado.LEDs são dispositivos acionados por corrente; sua saída de luz é proporcional à corrente, não à tensão. Uma fonte de corrente constante fornece brilho estável e protege o LED de fuga térmica.

8.2 Resistor Limitador de Corrente (para Fonte de Tensão Constante)

Se uma fonte de tensão constante (ex.: uma fonte DC regulada) deve ser usada, um resistor limitador de corrente em série é obrigatório. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. A potência nominal do resistor deve ser suficiente: P_R= (I_F)² * R. Este método é menos eficiente e menos estável do que o acionamento por corrente constante, pois V_Fvaria com a temperatura.

8.3 Sequência de Conexão

Ao conectar um módulo de LED a um driver, siga esta sequência para evitar picos de tensão: 1) Identifique a polaridade do LED e do driver. 2) Conecte a saída do driver ao módulo de LED. 3) Finalmente, conecte a entrada do driver à fonte de alimentação. Isso evita conectar um driver energizado aos LEDs.

9. Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Evite Manuseio Direto:Não toque na lente do LED com as mãos nuas. Contaminantes como óleos da pele podem manchar permanentemente o silicone, reduzindo a saída de luz.
• Use Ferramentas Adequadas:Use ferramentas de sucção a vácuo ou pinças de ponta macia. Evite pressão mecânica excessiva na lente, o que pode danificar as ligações de fio ou o chip.
• Armazenamento de Longo Prazo:Para embalagens abertas, armazene em um gabinete seco com purga de nitrogênio ou dessecante a 5-30°C e <60% UR.

10. Nomenclatura do Produto e Informações de Pedido

O número do modelo segue um código estruturado: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Os elementos-chave incluem:

• Código do Pacote (5A):Denota o tamanho do pacote 5050N.
• Contagem de Chips:Indica o número de chips LED dentro do pacote (ex.: 1, 2, 3).
• Código de Cor (B):B para Azul. Outros códigos: R (Vermelho), Y (Amarelo), G (Verde), etc.
• Código de Óptica (00):00 indica nenhuma lente secundária (apenas lente primária).
• Código do Bin de Fluxo (ex.: A6):Especifica o bin de saída de fluxo luminoso.
• Código do Bin de Comprimento de Onda (ex.: B3):Especifica o bin de comprimento de onda dominante.

11. Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Iluminação lateral de TVs e monitores LCD, caixas de luz publicitárias.
• Iluminação Decorativa:Iluminação de destaque arquitetônica, iluminação de sanca, sinalização.
• Iluminação Geral:Como componente em módulos de LED branco usando conversão por fósforo.
• Iluminação Interna Automotiva:Painel de instrumentos, iluminação de porta-pés e iluminação ambiente.
• Eletrônicos de Consumo:Indicadores de status, retroiluminação de teclado.

12. Considerações de Projeto e Perguntas Frequentes

12.1 Como selecionar a corrente correta?

Opere na ou abaixo da corrente de teste recomendada de 60mA para o equilíbrio ideal de brilho, eficiência e vida útil. Correntes mais altas aumentam a saída de luz, mas geram mais calor, acelerando a depreciação do lúmen e potencialmente deslocando a cor.

12.2 Por que o gerenciamento térmico é importante?

O desempenho e a vida útil do LED são inversamente relacionados à temperatura de junção. Alta T_jreduz a saída de luz (depreciação do lúmen), causa um desvio de cor (para LEDs azuis e brancos) e pode levar a falhas prematuras. Garanta dissipação de calor adequada, especialmente em aplicações de alta potência ou fechadas.

12.3 Posso conectar múltiplos LEDs em série ou paralelo?

Conexão em série é preferívelao usar um driver de corrente constante, pois a mesma corrente flui por todos os LEDs. Certifique-se de que a tensão de conformidade do driver seja maior que a soma das V_Fde todos os LEDs na cadeia.Conexão em paralelo geralmente não é recomendadadevido às variações de bin de V_F, que podem causar desequilíbrio de corrente e brilho desigual/superaquecimento. Se a conexão em paralelo for inevitável, use um resistor limitador de corrente separado para cada ramo paralelo.

13. Comparação Técnica e Tendências

O SMD5050N, com sua pegada de 5.0x5.0mm, oferece uma área emissora maior e potencial de saída de luz mais alto do que pacotes menores como 3528 ou 3014. É uma solução madura e econômica para aplicações que não exigem a ultra-alta densidade de pacotes mais novos e menores. A tendência da indústria é em direção a maior eficiência (lúmens por watt) e melhor consistência de cor (binning mais apertado). Desenvolvimentos futuros podem incluir pacotes em escala de chip (CSP) e tecnologias de fósforo aprimoradas para LEDs brancos derivados de emissores azuis.