Ficha Técnica de LED UVA 2835 SMD - Pacote 2.8x3.5mm - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma série de Diodos Emissores de Luz (LEDs) de Ultravioleta-A (UVA) de alto desempenho, alojados em um pacote compacto de dispositivo de montagem em superfície (SMD). O domínio de aplicação principal destes componentes é em sistemas que requerem emissão controlada de ultravioleta na faixa de 365 a 370 nanômetros.

As vantagens centrais desta série de produtos incluem sua alta eficácia radiante, que se traduz em mais saída óptica por unidade de entrada elétrica, e seu perfil de baixo consumo de energia. O dispositivo apresenta um amplo ângulo de visão de 120 graus, garantindo irradiação ampla e uniforme nas suas aplicações alvo. Seu formato, medindo 2,8 mm de comprimento e 3,5 mm de largura, torna-o adequado para integração em montagens eletrônicas modernas com espaço limitado.

O produto é projetado para estar em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança internacionais. É confirmado como compatível com RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), é fabricado usando processos sem chumbo (Pb-free) e adere ao regulamento REACH da UE. Além disso, atende aos requisitos livres de halogênio, com o conteúdo de bromo (Br) e cloro (Cl) mantido abaixo dos limites especificados (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.1 Aplicações Alvo

O comprimento de onda específico e as características de saída tornam esta série de LED ideal para várias aplicações de nicho:

• Cura UV para Unhas:Utilizado em dispositivos para curar esmaltes em gel para unhas.
• Detecção de Falsificação por UV:Empregado em scanners e detectores para revelar elementos de segurança em cédulas, documentos ou produtos que fluorescem sob luz UVA.
• Armadilhas para Mosquitos UV:Integrado em dispositivos de captura de insetos onde a luz UVA atrai insetos voadores.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Corrente Direta Contínua Máxima (I_F):120 mA
• Resistência Máxima a ESD (Modelo Corpo Humano):2000 V
• Resistência Térmica (R_th):25 °C/W. Este parâmetro indica a eficácia com que o calor viaja da junção do LED para o terminal de solda. Um valor mais baixo é melhor para o gerenciamento térmico.
• Temperatura Máxima de Junção (T_J):110 °C. A temperatura no próprio chip semicondutor não deve exceder este limite.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_Opr):-40 °C a +85 °C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_Stg):-40 °C a +100 °C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

O ponto de operação típico e o desempenho para o código de pedido listado são definidos abaixo. Todas as medições são normalmente realizadas a uma temperatura de terminal de solda de 25°C, salvo indicação em contrário.

• Corrente Direta (I_F):60 mA (Ponto de Operação Típico)
• Tensão Direta (V_F):3,2 V a 3,8 V (em I_F= 60mA)
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):365 nm a 370 nm
• Fluxo Radiante (Φ_e):
  • Mínimo: 70 mW
  • Típico: 90 mW
  • Máximo: 130 mW

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em grupos de desempenho (bins). Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a critérios mínimos específicos para sua aplicação.

3.1 Classificação de Fluxo Radiante

Os LEDs são categorizados com base em sua saída mínima de fluxo radiante na corrente de operação. Os códigos de classificação (R5, R6, R7, R8, R9, S1) representam níveis crescentes de saída, de um mínimo de 70mW (R5) até 130mW (S1). A tolerância de medição é de ±10%.

3.2 Classificação de Comprimento de Onda de Pico

O comprimento de onda é rigidamente controlado. Todos os dispositivos desta série estão dentro de uma única classificação denominada "U36", que garante um comprimento de onda de pico entre 365nm e 370nm, com uma tolerância de medição de ±1nm.

3.3 Classificação de Tensão Direta

Os dispositivos também são classificados pela sua queda de tensão direta a 60mA. Três classificações são definidas:

• 3234: V_F= 3,2V - 3,4V
• 3436: V_F= 3,4V - 3,6V
• 3638: V_F= 3,6V - 3,8V

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV)

A curva fornecida ilustra a relação não linear entre a tensão aplicada através do LED e a corrente resultante. Para um driver de corrente constante ajustado para 60mA, a queda de tensão esperada estará dentro da faixa de 3,2V-3,8V, conforme definido nas características elétricas. A curva mostra como a tensão aumenta com a corrente, enfatizando a necessidade de uma regulação de corrente adequada, e não de tensão, para controlar a saída de luz e prevenir a fuga térmica.

4.2 Fluxo Radiante Relativo vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída óptica (fluxo radiante) é aproximadamente proporcional à corrente direta. Aumentar a corrente de acionamento aumentará a saída de luz. No entanto, operar acima dos 60mA recomendados gerará mais calor, potencialmente reduzindo a eficácia e a vida útil, conforme mostrado na curva de derating.

4.3 Fluxo Radiante Relativo vs. Temperatura de Junção

Esta é uma característica crítica para o gerenciamento térmico. A curva mostra que à medida que a temperatura de junção (T_J) aumenta, a saída de fluxo radiante diminui. Este coeficiente de temperatura negativo destaca a importância de um projeto térmico eficaz (por exemplo, usando uma PCB com vias térmicas, área de cobre adequada e possivelmente um dissipador de calor) para manter a temperatura de junção do LED o mais baixa possível durante a operação, garantindo uma saída de luz estável e máxima.

4.4 Comprimento de Onda de Pico vs. Temperatura de Junção

O comprimento de onda de emissão de pico de um LED tem uma leve dependência da temperatura. Este gráfico quantifica esse deslocamento para este dispositivo UVA. Compreender esse deslocamento é importante para aplicações onde o comprimento de onda exato é crítico, como em certos processos de cura ou fluorescência.

4.5 Distribuição Espectral

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para este LED UVA, a emissão está centrada em torno do pico de 365-370nm com uma largura espectral característica. Esta informação é vital para aplicações sensíveis a bandas espectrais UV específicas.

4.6 Curva de Derating

A curva de derating fornece a corrente direta contínua máxima permitida com base na temperatura medida no terminal de solda (lado do ânodo). À medida que a temperatura do terminal de solda aumenta, a corrente operacional segura máxima deve ser reduzida para evitar exceder a temperatura máxima de junção de 110°C. Esta curva é essencial para projetar sistemas confiáveis, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Mecânicas

O pacote do LED tem uma pegada retangular de 2,8mm x 3,5mm. Desenhos dimensionais detalhados especificam o posicionamento exato dos terminais de solda, a geometria da lente e a localização do terminal térmico. Observa-se que o terminal térmico está eletricamente conectado ao cátodo. As tolerâncias dimensionais padrão são de ±0,2mm, salvo indicação em contrário. Uma nota crítica de manuseio alerta contra a aplicação de força na lente, pois isso pode causar falha do dispositivo.

5.2 Design dos Terminais de Solda e Polaridade

O diagrama do padrão de solda identifica claramente os terminais do ânodo e do cátodo. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem. O projeto inclui um terminal térmico central para facilitar a transferência de calor do chip do LED para a placa de circuito impresso (PCB).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Processo de Soldagem por Refluxo

Esta série de LED UVA é adequada para processos padrão de montagem de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT). As diretrizes principais incluem:

• A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo para evitar estresse térmico.
• O estresse mecânico no corpo do LED durante a fase de aquecimento da soldagem deve ser minimizado.
• A placa de circuito não deve ser dobrada ou flexionada após os LEDs serem soldados no lugar.
• Se um adesivo for utilizado, seu processo de cura deve seguir perfis de forno padrão compatíveis com o componente.

Um perfil típico de soldagem por refluxo é sugerido, mostrando a relação tempo-temperatura recomendada para as fases de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento para garantir uma junta de solda confiável sem danificar o LED.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Embalagem em Fita e Bobina

Para montagem automatizada pick-and-place, os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada enrolada em bobinas. A quantidade padrão de embalagem é de 2000 peças por bobina. São fornecidos desenhos dimensionais detalhados para os compartimentos da fita transportadora e para a própria bobina, com tolerâncias típicas de ±0,1mm.

7.2 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Os componentes são embalados em sacos de barreira resistentes à umidade para evitar a absorção de umidade atmosférica, o que poderia causar "estouro" (rachadura do pacote) durante o processo de refluxo em alta temperatura. Uma vez que o saco selado é aberto, os componentes devem ser usados dentro de um prazo especificado ou pré-aquecidos (baked) de acordo com as diretrizes padrão IPC/JEDEC antes da soldagem.

7.3 Nomenclatura do Produto (Código de Pedido)

O código de pedido completo é uma string estruturada que codifica todas as especificações principais. Por exemplo:UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2Té decomposto da seguinte forma:

• UVA2835TZ0112:Número de peça base (UVA, pacote 2835, material PCT, com Zener, 1 chip, ângulo de 120°).
• P:Orientação do chip (lado P para cima).
• UA:Código do Índice de Reprodução de Cor (UVA).
• 6570:Código da faixa de comprimento de onda.
• 120:Código da especificação de fluxo radiante máximo.
• X38:Faixa de tensão direta (3,2V-3,8V).
• 060:Classificação de corrente direta (60mA).
• 2:Tipo de embalagem (2.000 peças por bobina).
• T:Código de embalagem em fita.

7.4 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários campos para rastreabilidade e identificação:

• P/N:O número de produção do fabricante.
• QTY:A quantidade de componentes na bobina.
• CAT / HUE / REF:Códigos para a classificação de Fluxo Radiante, Cor (Comprimento de Onda) e Tensão Direta, respectivamente.
• LOT No:Número do lote de fabricação para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Gerenciamento Térmico

Dada a resistência térmica de 25°C/W e o impacto negativo da temperatura na saída e no comprimento de onda, um dissipador de calor eficaz é primordial. Os projetistas devem:

• Usar uma PCB com um padrão de terminal térmico dedicado conectado a planos de terra internos ou grandes áreas de cobre.
• Incorporar múltiplas vias térmicas sob o terminal térmico do LED para conduzir calor para outras camadas da PCB ou para um dissipador de calor externo.
• Consultar a curva de derating para garantir que a corrente operacional seja apropriada para a temperatura máxima esperada do terminal de solda na aplicação.

8.2 Acionamento Elétrico

LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um circuito driver de corrente constante é fortemente recomendado em vez de um simples resistor em série ou fonte de tensão, especialmente para saída consistente e longevidade. O driver deve ser projetado para fornecer uma corrente estável de 60mA (ou uma corrente mais baixa conforme os requisitos de derating) e deve ser capaz de suportar a faixa de tensão direta de 3,2V a 3,8V.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 120 graus fornece um feixe amplo. Para aplicações que requerem luz UV focalizada ou colimada, ópticas secundárias (lentes ou refletores) serão necessárias. O material dessas ópticas deve ser transparente aos comprimentos de onda UVA (por exemplo, vidro especializado ou plásticos estáveis a UV como PMMA).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com lâmpadas UV de orifício passante mais antigas ou pacotes SMD maiores, este LED UVA 2835 oferece vantagens significativas:

• Tamanho e Integração:A pegada compacta 2835 permite colocação de maior densidade e integração em dispositivos modernos menores.
• Eficiência:A alta eficácia radiante leva a menor consumo de energia e geração de calor reduzida para uma determinada saída de luz.
• Vida Útil:LEDs de estado sólido normalmente têm uma vida operacional muito mais longa do que lâmpadas UV tradicionais.
• Ligação/Desliga Instantânea:LEDs atingem a saída total instantaneamente, ao contrário de algumas lâmpadas que requerem tempo de aquecimento.
• Ambiental:A conformidade com RoHS, Livre de Halogênio e REACH atende a rigorosas regulamentações ambientais globais.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre fluxo radiante (mW) e fluxo luminoso (lm)?

Fluxo luminoso (medido em lumens) é ponderado pela sensibilidade do olho humano (visão fotópica). Fluxo radiante (medido em watts) é a potência óptica total emitida, independentemente da visibilidade. Como a luz UVA é em grande parte invisível para os humanos, seu desempenho é corretamente especificado em fluxo radiante (mW).

10.2 Por que um driver de corrente constante é necessário?

A tensão direta de um LED varia com a temperatura e de unidade para unidade (como visto na classificação). Uma fonte de tensão constante causaria grandes variações na corrente, levando a saída de luz inconsistente e potencial dano por sobrecorrente. Uma fonte de corrente constante garante desempenho estável e previsível.

10.3 Posso acionar este LED na sua corrente máxima de 120mA?

O Valor Máximo Absoluto de 120mA é um limite de estresse, não uma condição operacional recomendada. A operação contínua nesta corrente geraria calor excessivo, provavelmente excedendo a temperatura máxima de junção, a menos que uma solução de resfriamento excepcional seja usada. A corrente operacional recomendada é de 60mA, conforme definido na tabela de características elétricas. A curva de derating deve ser consultada para qualquer operação acima da temperatura ambiente.

10.4 Como interpretar os códigos de classificação ao fazer um pedido?

Selecione as classificações com base nos requisitos mínimos da sua aplicação. Por exemplo, se o seu sistema precisa de pelo menos 90mW de saída UV, você deve especificar as classificações R7, R8, R9 ou S1. Se o seu circuito driver tem restrições de tensão apertadas, você pode precisar especificar uma classificação de tensão direta particular (por exemplo, 3234). O código de pedido completo incorpora essas seleções de classificação.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

11.1 Caso: Detector Portátil de Notas Falsas por UV

Objetivo do Projeto:Criar um dispositivo portátil e alimentado por bateria para verificar cédulas.

Implementação:Uma matriz de 4 a 6 destes LEDs UVA pode ser acionada em série por um pequeno e eficiente conversor boost/driver de corrente constante alimentado por uma bateria de íon-lítio de 3,7V. O amplo ângulo de feixe de 120° elimina a necessidade de ópticas complexas, permitindo uma colocação simples atrás de uma janela transmissora de UV. O tamanho compacto 2835 mantém a PCB pequena. O gerenciamento térmico é menos crítico aqui devido ao uso intermitente e de curta duração típico de tal dispositivo. O projetista selecionaria uma classificação de fluxo radiante (por exemplo, R7 ou superior) para garantir intensidade de iluminação adequada.

12. Introdução ao Princípio Técnico

LEDs UVA operam no princípio da eletroluminescência em materiais semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n do chip do LED, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda específico desses fótons (neste caso, 365-370nm) é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores usados na construção do chip, tipicamente envolvendo nitreto de alumínio e gálio (AlGaN) ou compostos III-nitretos similares. A radiação UVA emitida não é visível ao olho humano, mas pode causar fluorescência em certos materiais e iniciar reações fotoquímicas, que é a base para suas aplicações em cura e detecção.

13. Tendências Tecnológicas

O campo dos LEDs UV está avançando rapidamente. As principais tendências incluem:

• Aumento da Eficácia:Pesquisas contínuas visam melhorar a eficiência wall-plug (potência óptica de saída / potência elétrica de entrada) dos LEDs UVA, reduzindo o consumo de energia e a carga térmica.
• Comprimentos de Onda Mais Curtos:O desenvolvimento continua em direção a LEDs UVB e UVC confiáveis e eficientes para aplicações em esterilização, terapia médica e sensoriamento.
• Maior Densidade de Potência:Melhorias no design do chip e no gerenciamento térmico da embalagem estão permitindo dispositivos únicos com maior saída de fluxo radiante.
• Melhoria da Vida Útil e Confiabilidade:Avanços em materiais e embalagens estão estendendo a vida operacional dos LEDs UV, tornando-os viáveis para aplicações industriais mais exigentes.
• Redução de Custos:À medida que os volumes de fabricação aumentam e os processos amadurecem, o custo por miliwatt de saída UV continua a diminuir, abrindo novas aplicações de mercado.