Ficha Técnica do LED Branco T3B Série 3014 Dual Chip 0.25W - Dimensões 3.0x1.4x0.8mm - Tensão 6.3V - Potência 0.25W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T3B representa uma família de LEDs de montagem em superfície (SMD) que utilizam o encapsulamento 3014. A característica definidora desta série é a integração de dois chips LED conectados em série dentro de um único encapsulamento. Esta configuração é projetada para aplicações que requerem uma tensão direta mais elevada do que os LEDs de chip único típicos, mantendo um fator de forma compacto. A aplicação principal é em unidades de retroiluminação, luzes indicadoras e iluminação geral onde o espaço é limitado e é necessária compatibilidade de tensão específica.

A vantagem central da configuração da série dual chip é o aumento da tensão direta (Vf). Operando a uma tensão nominal de 6.3V a 40mA, simplifica o projeto do *driver* para sistemas que já fornecem tensões na faixa de 6-7V, potencialmente eliminando a necessidade de circuitos adicionais de redução de tensão. O encapsulamento 3014 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm) oferece um bom equilíbrio entre saída de luz e utilização do espaço na placa.

2. Parâmetros Técnicos e Interpretação Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições em que a temperatura do ponto de solda (Ts) é mantida a 25°C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Corrente Direta (IF):60 mA (Contínua)
• Corrente de Pulso Direta (IFP):80 mA (Largura do pulso ≤ 10ms, Ciclo de trabalho ≤ 1/10)
• Dissipação de Potência (PD):408 mW
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C
• Temperatura de Junção (Tj):125°C
• Temperatura de Soldagem (Tsld):Soldagem por refluxo a 230°C ou 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Típicas em Ts=25°C, IF=40mA)

Estes parâmetros definem o desempenho esperado sob condições normais de operação.

• Tensão Direta (VF):6.3 V (Típico), 6.8 V (Máximo). A conexão em série de dois chips resulta nesta Vf mais elevada.
• Tensão Reversa (VR):5 V
• Corrente Reversa (IR):10 µA (Máximo)
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120°. Este amplo ângulo de feixe é típico para o encapsulamento 3014 sem lente secundária.

3. Explicação do Sistema de Binagem

O produto é classificado de acordo com vários parâmetros-chave para garantir consistência e atender aos requisitos de projeto. O código de pedido segue uma estrutura específica para selecionar estas binagens.

3.1 Regra de Numeração do Modelo

A convenção de nomenclatura é: T [Código do Encapsulamento] [Código da Contagem de Chips] [Código da Lente] [Código Interno] - [Código do Fluxo Luminoso] [Código CCT]. Por exemplo, T3B002LWA decodifica como: Série T, encapsulamento 3014 (3B), dual chip (2), sem lente (00), código interno 2, binagem específica de fluxo luminoso, Branco Frio (W).

3.2 Binagem de Temperatura de Cor Correlata (CCT)

Os LEDs brancos são classificados em regiões de cromaticidade específicas definidas por elipses no diagrama de cromaticidade CIE 1931. As binagens padrão para pedidos são:

• 27M5: 2725K ± 145K
• 30M5: 3045K ± 175K
• 40M5: 3985K ± 275K
• 50M5: 5028K ± 283K
• 57M5: 5665K ± 355K
• 65M5: 6530K ± 510K

Os sufixos "M5" e "M7" referem-se ao passo da elipse de MacAdam (passo 5 ou passo 7), indicando a tolerância da consistência de cor. Um número de passo menor denota um controle de cor mais rigoroso.

3.3 Binagem de Fluxo Luminoso

O fluxo é especificado como um valor mínimo a 40mA. Os valores típicos e máximos podem ser superiores. A binagem é combinada com CCT e Índice de Reprodução de Cor (IRC).

• Branco Quente (2700-3700K), IRC 70:Mín. 28 lm
• Branco Neutro (3700-5000K), IRC 70:Mín. 30 lm
• Branco Frio (5000-7000K), IRC 70:Mín. 32 lm
• Branco Quente, IRC 80+:Mín. 26 lm
• Branco Neutro, IRC 80+:Mín. 28 lm
• Branco Frio, IRC 80+:Mín. 30 lm

3.4 Binagem de Tensão Direta

A binagem de tensão padrão é de 6.0V a 6.5V. O valor típico é 6.3V. Esta binagem auxilia no projeto de *drivers* de corrente constante com margem de tensão apropriada.

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

A curva I-V para o LED dual chip mostrará uma tensão de condução aproximadamente o dobro da de um chip único. A curva é exponencial inicialmente, tornando-se mais linear acima do ponto de condução. Os projetistas devem garantir que o *driver* possa fornecer a tensão necessária, especialmente em baixas temperaturas onde a Vf aumenta.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. A eficiência normalmente atinge o pico em uma determinada corrente e depois diminui devido ao aumento dos efeitos térmicos e ao *droop*. Operar na corrente recomendada de 40mA garante eficiência e longevidade ideais.

4.3 Distribuição Espectral de Potência

A luz branca é gerada por um chip LED azul que excita uma camada de fósforo. A curva espectral mostra um pico azul dominante do chip e uma emissão mais ampla de amarelo/vermelho do fósforo. A proporção e a largura da emissão do fósforo determinam o CCT e o IRC. LEDs branco frio têm um pico azul mais proeminente, enquanto LEDs branco quente têm uma emissão de fósforo de comprimento de onda mais longo mais forte.

4.4 Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junção

A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura de junção (Tj) aumenta. Esta característica é crucial para o projeto de gestão térmica. Um dissipador de calor eficaz é necessário para manter a Tj o mais baixa possível, garantindo saída de luz estável e longa vida útil.

4.5 Padrão de Radiação Espacial (Ângulo de Visão)

O ângulo de visão de 120 graus representa a largura angular na qual a intensidade luminosa é metade da intensidade de pico (eixo de 0 graus). O padrão de radiação para um encapsulamento 3014 é tipicamente Lambertiano ou quase Lambertiano, fornecendo iluminação uniforme e de ampla área, adequada para iluminação de painéis.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

As dimensões do encapsulamento 3014 são 3.0mm (L) ± 0.1mm x 1.4mm (W) ± 0.1mm x 0.8mm (H) ± 0.1mm. A lente é tipicamente à base de silicone.

5.2 Layout dos *Pads* e Projeto do Estêncil

A pegada recomendada inclui dois *pads* de ânodo e dois *pads* de cátodo. O projeto do *pad* de solda é crítico para um refluxo adequado, estabilidade mecânica e condução térmica. O padrão de estêncil fornecido garante que o volume correto de pasta de solda seja depositado para a formação de uma junta de solda confiável. As tolerâncias para as dimensões dos *pads* são ±0.1mm para valores com uma casa decimal e ±0.05mm para valores com duas casas decimais.

5.3 Identificação de Polaridade

O lado do cátodo do LED é tipicamente marcado, muitas vezes com uma tonalidade verde no substrato ou um entalhe/chanfro no encapsulamento. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos por polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é classificado para soldagem por refluxo sem chumbo. Dois perfis são aceitáveis: uma temperatura de pico de 230°C ou 260°C, com o tempo acima do líquido (tipicamente ~217°C) controlado para um máximo de 10 segundos na temperatura de pico. Um perfil padrão de aquecimento, *soak*, refluxo e resfriamento deve ser seguido para minimizar o estresse térmico.

6.2 Sensibilidade à Umidade e Secagem (*Baking*)

O encapsulamento 3014 é sensível à umidade (MSL). Se a bolsa selada a vácuo original for aberta e os LEDs forem expostos à umidade ambiente (indicado pelo cartão indicador de umidade ficando rosa), eles devem ser secos (*baked*) antes do refluxo para evitar danos de "*popcorn*" durante a soldagem.

• Condição de Secagem (*Baking*):60°C por 24 horas.
• Pós-Secagem:Os LEDs devem ser soldados dentro de 1 hora ou armazenados em um gabinete seco (<20% UR).
• Não seque a temperaturas superiores a 60°C.

6.3 Condições de Armazenamento

• Bolsa Não Aberta:Temperatura 5-30°C, Umidade <85%.
• Após Abertura:Temperatura 5-30°C, Umidade <60%. Para armazenamento de longo prazo, use um recipiente selado com dessecante ou um gabinete de nitrogênio.
• Vida Útil no Chão de Fábrica (*Floor Life*):Recomenda-se usar os componentes dentro de 12 horas após a abertura da bolsa de barreira de umidade sob condições de chão de fábrica (<60% UR).

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação de LCD:Para TVs, monitores e sinalização, onde a Vf mais elevada pode corresponder às saídas do *driver*.
• Iluminação Decorativa Geral:Fitas, módulos e iluminação de destaque.
• Luzes Indicadoras:Em eletrodomésticos e equipamentos industriais que requerem indicação de estado brilhante e confiável.

7.2 Projeto do *Driver*

Use um *driver* de corrente constante classificado para a corrente necessária (ex.: 40mA) com uma faixa de conformidade de tensão que acomode a Vf máxima da série de LEDs, incluindo tolerâncias e efeitos de temperatura. Para múltiplos LEDs, conecte-os em série, paralelo ou configurações série-paralelo com base na capacidade do *driver* e na redundância necessária.

7.3 Gestão Térmica

Embora a potência seja de apenas 0.25W, uma gestão térmica eficaz na PCB é essencial para manter uma baixa temperatura de junção. Use uma PCB com *vias* térmicas sob o *pad* térmico do LED (se presente) conectado a uma área de cobre ou a um plano de terra interno para dissipar calor. Isso maximiza a estabilidade da saída de luz e a vida útil operacional.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a um LED 3014 de chip único padrão (tipicamente Vf ~3.0-3.4V), a série T3B dual chip oferece uma diferenciação chave: uma tensão direta mais elevada. Isto pode ser uma vantagem ou um requisito, dependendo da arquitetura do sistema.

• Vantagem:Simplifica o projeto em sistemas com trilhos de 6V/12V, reduzindo ou eliminando conversores *buck*. Permite séries mais longas para uma determinada tensão do *driver*.
• Consideração:Requer um *driver* com maior capacidade de tensão. A dissipação de potência por encapsulamento é ligeiramente superior devido à Vf mais elevada na mesma corrente, necessitando de atenção ao projeto térmico.
• Comparado a um encapsulamento 5730 ou 5050 com potência similar, o 3014 oferece uma pegada menor, mas pode ter características térmicas e ópticas diferentes.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 60mA continuamente?

R: Embora o valor máximo absoluto seja 60mA, a corrente operacional recomendada é 40mA. Operar a 60mA aumentará significativamente a temperatura de junção, reduzirá a eficiência (lúmen/Watt) e potencialmente encurtará a vida útil do LED. Só deve ser considerado se uma gestão térmica robusta for implementada e a vida útil reduzida for aceitável.

P: Qual é a diferença entre as binagens CCT 27M5 e 30M5?

R: 27M5 visa uma luz branca mais quente em torno de 2725K, enquanto 30M5 está em torno de 3045K, que ainda é quente, mas ligeiramente menos laranja/vermelho. O "M5" indica que ambos são classificados dentro de uma elipse de MacAdam de 5 passos, significando uma consistência de cor muito boa dentro de cada binagem.

P: Por que a secagem (*baking*) é necessária e o que acontece se eu ignorá-la?

R: O encapsulamento plástico absorve umidade. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta umidade retida rapidamente se transforma em vapor, criando pressão interna que pode delaminar o encapsulamento, rachar o *die* ou quebrar as ligações dos fios, levando a falhas imediatas ou latentes (efeito *popcorn*).

P: Como interpreto o valor "mín." do fluxo luminoso?

R: Quando você pede uma binagem de fluxo específica (ex.: 30 lm mín. para Branco Neutro), você tem a garantia de que todos os LEDs atenderão ou excederão esse valor sob condições de teste. As peças enviadas podem ter uma saída superior, mas sempre estarão dentro da elipse de cromaticidade CCT especificada.

10. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Módulo LED 12V para Iluminação de Armário

Um projetista precisa criar um módulo fino e brilhante alimentado diretamente por um adaptador DC de 12V. Usar LEDs padrão de 3V exigiria 4 em série, deixando pouca margem de tensão para o *driver* de corrente constante, especialmente em baixas temperaturas. Usar os LEDs dual chip T3B com uma Vf de ~6.3V permite que dois LEDs sejam conectados em série. Esta configuração 2S tem uma Vf nominal de 12.6V, o que é uma boa combinação para uma fonte de 12V ao usar um *driver* de corrente constante linear ou *switching* simples com baixa queda de tensão. Isso simplifica o circuito, reduz a contagem de componentes e se adapta melhor às restrições mecânicas do que uma série 4S de LEDs menores.

11. Princípio de Operação

Um LED é um diodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede sua energia de *bandgap* é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). Em um LED branco, um chip de nitreto de gálio e índio (InGaN) emissor de azul é revestido com um fósforo de granato de ítrio e alumínio dopado com cério (YAG:Ce). Parte da luz azul é absorvida pelo fósforo e reemitida como luz amarela. A mistura da luz azul restante e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como branca. A temperatura de cor correlata é ajustada modificando a composição e concentração do fósforo. O projeto dual chip simplesmente coloca duas dessas estruturas semicondutoras eletricamente em série dentro de um encapsulamento.

12. Tendências Tecnológicas

A tendência geral nos LEDs SMD é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor (valores de IRC e R9 mais altos), melhor consistência de cor (binagem mais rigorosa, ex.: elipses de MacAdam de 3 ou 2 passos) e maior confiabilidade. Há também uma busca pela miniaturização mantendo ou aumentando a saída de luz. O uso de projetos dual chip ou multi-chip em encapsulamentos padrão como 3014 ou 2835 é um método para oferecer características elétricas específicas da aplicação (como Vf mais alta) sem alterar a pegada mecânica externa, proporcionando mais flexibilidade aos projetistas. Além disso, os avanços na tecnologia de fósforos e no projeto de chips continuam a expandir os limites de eficácia e qualidade de cor em todas as faixas de CCT.