LED Branco 1,6x0,8x0,7mm - Tensão Direta 2,8-3,4V - Potência 105mW - Folha de Dados Técnica

1. Visão Geral do Produto

A série de LEDs brancos RF-BWB190DS-DD é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) de alto desempenho projetado usando um chip azul InGaN revestido com fósforo para produzir luz branca. Suas dimensões compactas de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,7 mm o tornam ideal para aplicações com espaço limitado, permitindo layouts de PCB de alta densidade. O LED é projetado para todos os processos padrão de montagem e soldagem SMT, oferecendo um amplo ângulo de visão de 140° e nível de sensibilidade à umidade 3 (MSL 3). É totalmente compatível com RoHS, garantindo compatibilidade ambiental.

1.1 Descrição Geral

Este LED branco é fabricado excitando um chip azul com uma camada de fósforo, que converte parte da luz azul em comprimentos de onda amarelo e verde, produzindo um espectro branco amplo. O produto está disponível em vários bins de brilho e cor para atender a diversos requisitos de aplicação. O design do pacote inclui um encapsulamento de silicone transparente que melhora a extração de luz e a confiabilidade.

1.2 Características

• Ângulo de visão extremamente amplo: 140 graus, adequado para aplicações de indicador e retroiluminação.
• Compatível com todos os processos padrão de montagem e soldagem SMT (refluxo compatível até 260°C).
• Nível de sensibilidade à umidade: Nível 3 (conforme J-STD-020), com condições de armazenamento conforme especificado.
• Compatível com RoHS; livre de chumbo, mercúrio, cádmio e outras substâncias perigosas.
• Baixa resistência térmica: 450°C/W típico, exigindo gerenciamento térmico cuidadoso no projeto.
• Resistência a descarga eletrostática (ESD): 1000V (HBM), fornecendo robustez razoável contra ESD.

1.3 Aplicações

• Indicadores ópticos: luzes de status, iluminação de botões.
• Retroiluminação de interruptores e símbolos: automotivo, eletrônicos de consumo, painéis industriais.
• Iluminação geral: iluminação decorativa, iluminação de sinalização de emergência.
• Retroiluminação de display: pequenos displays LCD ou de segmentos.

2. Parâmetros Técnicos – Análise Objetiva Aprofundada

As características elétricas e ópticas são medidas a uma temperatura ambiente de 25°C, salvo indicação em contrário. O LED é especificado a uma corrente de teste de 20 mA (CC).

2.1 Tensão Direta (VF)

A tensão direta é classificada em várias faixas (F2 a J1) cobrindo de 2,7V mín. a 3,5V máx., com valores típicos entre 2,8V e 3,4V. Esta ampla faixa de bins acomoda variações na fabricação e permite que os clientes selecionem grupos de tensão para projetos em série/paralelo. A tolerância de medição é de ±0,1V. Na classificação máxima absoluta, a corrente direta pode atingir até 30 mA contínuos, mas a condição de teste especificada é de 20 mA para desempenho típico.

2.2 Intensidade Luminosa (IV)

Os bins de intensidade luminosa variam de 1BE (550 mcd mín.) a 1FB (950 mcd mín., até 1000 mcd máx.), medidos a 20 mA. Os bins de maior intensidade são obtidos através de controle mais rigoroso do fósforo e seleção do chip. A tolerância de medição é de ±10%. Para aplicações que exigem brilho consistente, é recomendado especificar um único bin de intensidade.

2.3 Ângulo de Visão

O ângulo de visão (2θ1/2) é de 140 graus típico, indicando um padrão de emissão muito amplo. Isso torna o LED adequado para aplicações onde o indicador deve ser visível de uma ampla gama de ângulos, como em iluminação de painéis ou mobiliário urbano.

2.4 Corrente Reversa e Resistência Térmica

A corrente reversa é limitada a um máximo de 10 µA em VR = 5V (medição por pulso). A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RTHJ-S) é de 450°C/W máxima. Este valor relativamente alto significa que o LED não é adequado para operação de alta potência sem dissipação de calor adequada; a dissipação máxima de potência é de 105 mW. Os projetistas devem garantir que a temperatura da junção não exceda 95°C.

2.5 Classificações Máximas Absolutas

• Dissipação de Potência: 105 mW
• Corrente Direta: 30 mA (CC), 60 mA de pico (10% de ciclo, pulso de 0,1ms)
• ESD (HBM): 1000 V
• Temperatura de Operação: -40°C a +85°C
• Temperatura de Armazenamento: -40°C a +85°C
• Temperatura da Junção: 95°C máxima

Exceder qualquer uma dessas classificações pode causar danos permanentes. Resistores limitadores de corrente adequados e gerenciamento térmico são essenciais.

3. Sistema de Classificação (Binning)

O LED é classificado em bins de tensão direta, intensidade luminosa e coordenadas de cor para fornecer maior aderência de desempenho.

3.1 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é agrupada em códigos F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1 variando de 2,7-2,8V a 3,4-3,5V. Cada bin tem 0,1V de largura. Isso permite que os usuários selecionem uma faixa estreita de tensão para distribuição consistente de corrente em strings paralelas.

3.2 Bins de Intensidade Luminosa

Os bins de intensidade são rotulados de 1BE (550-600 mcd) a 1FB (950-1000 mcd), com incrementos de 50 mcd por bin. Bins superiores estão disponíveis mediante solicitação, mas podem exigir pedido especial.

3.3 Bins de Cromaticidade

O LED é oferecido em vários bins de cor branca (W31, W32, W51, W52, W71, W72) definidos por coordenadas CIE 1931 específicas. Esses bins cobrem uma faixa de temperaturas de cor correlacionadas (CCT) de aproximadamente 6000K a 3000K, adequadas para várias preferências de balanço de branco. A tolerância nas coordenadas de cor é de ±0,005.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Características ópticas típicas são fornecidas nas curvas da folha de dados. Principais insights:

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva VF-IF mostra uma tensão direta típica de aproximadamente 3,2V a 20 mA. Em correntes mais baixas (por exemplo, 5 mA), a VF cai para aproximadamente 2,8V. A 30 mA, a VF sobe para cerca de 3,4V. Isso enfatiza a importância de usar um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente para evitar fuga térmica.

4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa

A intensidade luminosa relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta até cerca de 30 mA. A 20 mA, a intensidade é de aproximadamente 100% (relativa). A 10 mA, reduz-se para cerca de 50%. Essa linearidade torna o LED adequado para dimerização por redução de corrente.

4.3 Efeitos da Temperatura

À medida que a temperatura do pino aumenta, a intensidade relativa diminui. A 85°C (temperatura do pino), a intensidade cai para cerca de 80% do valor a 25°C. A tensão direta também diminui com a temperatura, o que pode causar aumento de corrente se a tensão não for regulada. O projeto térmico deve manter a junção abaixo de 95°C.

4.4 Comprimento de Onda e Distribuição Espectral

A curva espectral atinge o pico em torno de 450 nm (azul) com um amplo pico secundário de 500-700 nm (amarelo/vermelho) devido ao fósforo. O comprimento de onda dominante desloca-se ligeiramente com a corrente: corrente mais alta aumenta o componente azul, movendo a cor para um branco mais frio.

4.5 Padrão de Radiação

O padrão de radiação é semelhante ao Lambertiano com um amplo ângulo de meia potência de 70° (140° total). A intensidade relativa a 90° ainda é cerca de 10% do valor no eixo, indicando uma cobertura muito ampla.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

• Comprimento: 1,60 mm
• Largura: 0,80 mm
• Altura: 0,70 mm (corpo), 0,80 mm com pads de solda
• Tolerâncias: ±0,2 mm salvo indicação em contrário

5.2 Design do Pad de Solda

O padrão de solda recomendado inclui dois pads retangulares (0,8 mm x 0,8 mm) com uma distância centro a centro de 2,4 mm. O cátodo é identificado por um entalhe na vista inferior.

5.3 Polaridade

A polaridade do LED é marcada por um ponto verde ou entalhe no lado do cátodo. Polaridade incorreta pode causar danos; sempre verifique a orientação antes de soldar.

6. Diretrizes de Montagem e Soldagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

A soldagem por refluxo deve seguir o perfil especificado:

• Taxa média de rampa: máx. 3°C/s (de Tsmin a Tp)
• Pré-aquecimento: 150°C a 200°C por 60-120 segundos
• Tempo acima de 217°C: máx. 60 segundos
• Temperatura de pico: 260°C, máx. 10 segundos
• Taxa de resfriamento: máx. 6°C/s
• Tempo total de 25°C ao pico: máx. 8 minutos

O refluxo não deve exceder duas vezes. Se mais de 24 horas se passarem entre os ciclos de soldagem, os LEDs devem ser re-cozidos para remover a umidade. Soldagem manual: temperatura abaixo de 300°C, duração inferior a 3 segundos, apenas uma vez.

6.2 Precauções de Manuseio

• Não aplique estresse mecânico ao LED durante ou após a soldagem.
• Evite resfriamento rápido após o refluxo.
• Não monte LEDs em PCBs empenadas; não empeno a PCB após a soldagem.
• Use proteção ESD durante todo o manuseio.
• Garantir que o teor de enxofre no ambiente de operação<100 ppm; bromo e cloro cada<900 ppm, total<1500 ppm (recomendado, não garantido).
• Evite compostos orgânicos voláteis (VOCs) que podem danificar o encapsulamento de silicone.

6.3 Condições de Armazenamento

• Antes de abrir a bolsa barreira de umidade: ≤30°C, ≤75% UR, vida útil de 1 ano a partir da data.
• Após abertura: ≤30°C, ≤60% UR, utilizável por 168 horas.
• Se as condições forem excedidas, assar a 60±5°C por ≥24 horas antes do uso.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Detalhes da Embalagem

Embalagem padrão: 4.000 peças por carretel. Dimensões da fita transportadora: largura de 8 mm, passo do furo de roda dentada de 2,0 mm, passo do componente de 4,0 mm. Dimensões do carretel: 178 mm de diâmetro (7"), 60 mm de diâmetro do cubo, furo do cubo de 13 mm.

7.2 Informações da Etiqueta

Cada carretel é etiquetado com Número de Peça, Número de Especificação, Número de Lote, Código do Bin (incluindo fluxo luminoso, cromaticidade, tensão direta, comprimento de onda), quantidade e código de data.

7.3 Código de Pedido

O modelo RF-BWB190DS-DD especifica a série. Para seleção exata do bin, consulte as vendas; bins personalizados podem estar disponíveis.

8. Resumo dos Testes de Confiabilidade

O LED passou nos seguintes testes de confiabilidade (22 amostras cada, critério de aceitação 0/1):

• Refluxo: 260°C, 10 seg, 2 vezes
• Ciclo de Temperatura: -40°C a 100°C, 100 ciclos
• Choque Térmico: -40°C a 100°C, 300 ciclos
• Armazenamento em Alta Temperatura: 100°C, 1000 h
• Armazenamento em Baixa Temperatura: -40°C, 1000 h
• Teste de Vida: 25°C, 20 mA, 1000 h

Critérios de falha: variação de VF > 10%, IR > 2x especificação, fluxo luminoso<70% do inicial.

9. Considerações de Projeto

9.1 Redução de Corrente e Térmica

Para garantir longa vida útil, opere o LED com no máximo 20 mA contínuos. Use um resistor limitador de corrente ou driver de corrente constante. Para altas temperaturas ambientes, reduza a corrente direta para manter a temperatura da junção abaixo de 95°C. O pad térmico (ponto de solda) deve ter boa dissipação de calor para o plano de cobre da PCB.

9.2 Proteção do Circuito

Sempre inclua um resistor em série para limitar a corrente. Quando usado em matrizes, a classificação da tensão direta é crítica para evitar concentração de corrente. Diodos de proteção ESD no circuito de acionamento são recomendados para ambientes agressivos.

9.3 Compatibilidade de Materiais

Evite o contato do encapsulamento de silicone com produtos químicos agressivos (por exemplo, ácidos/bases fortes, solventes). Use adesivos que não liberem vapores orgânicos. Sele o conjunto do LED contra contaminantes de enxofre e halogênio.

10. Princípio de Funcionamento

O LED branco opera por eletroluminescência: uma polarização direta faz com que elétrons e lacunas se recombinem no chip azul InGaN, emitindo fótons azuis (cerca de 450 nm). Esses fótons atingem uma camada de fósforo (tipicamente YAG:Ce) que absorve parte da luz azul e reemite num amplo espectro amarelo-verde. A combinação da emissão azul transmitida e amarela produz luz branca. A composição do fósforo determina a temperatura de cor correlacionada e o índice de reprodução de cor.

11. Considerações Ambientais e Regulatórias

O produto está em conformidade com RoHS e não contém chumbo, mercúrio, cádmio, crômio hexavalente, PBB ou PBDE adicionados intencionalmente. No entanto, o fósforo pode conter pequenas quantidades de cério, que é isento. Os usuários devem cumprir as regulamentações locais para descarte. O LED não é classificado como perigoso sob as diretivas atuais REACH e WEEE.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)

12.1 Qual é a vida útil típica deste LED?

Sob condições nominais (20 mA, Tj<85°C), o LED pode durar mais de 50.000 horas com

12.2 Posso usar este LED para iluminação de alta potência?

Não, a potência máxima é de 105 mW. É projetado para aplicações de indicador e sinalização, não para iluminação geral.

12.3 Como escolher o bin correto para o meu projeto?

Selecione bins de tensão para corresponder à sua tensão de acionamento e tolerâncias; escolha bins de intensidade para consistência de brilho; selecione bins de cromaticidade para uniformidade de cor. Para strings em série, use o mesmo bin de tensão.

12.4 O que acontece se eu exceder as classificações máximas absolutas?

Exceder as classificações pode causar falha imediata, degradação prematura ou deslocamento de cor. Sempre inclua margens de segurança.

13. Estudos de Caso (Exemplos Ilustrativos)

13.1 Luz Indicadora em um Eletrodoméstico

Um fabricante de máquinas de lavar usou o LED branco de 1,6x0,8mm para o indicador de energia. O amplo ângulo de visão permitiu visibilidade de qualquer direção. Eles selecionaram o bin de tensão H1 (3,0-3,1V) e usaram um resistor em série de 150Ω com uma fonte de 5V, fornecendo 13 mA, prolongando a vida do LED para corresponder à garantia do eletrodoméstico.

13.2 Retroiluminação de Interruptor Automotivo

Um fornecedor de nível 1 automotivo usou este LED para retroiluminação de interruptores de janela. O ângulo de visão de 140° garantiu iluminação uniforme. Eles exigiram o bin de cor W31 (branco frio) para corresponder à temperatura de cor do painel. Implementaram dimerização PWM a 200 Hz para ajustar o brilho à noite. O LED passou nos testes de ciclo de temperatura a 85°C em conformidade com AEC-Q101 (equivalente).

14. Tendências de Desenvolvimento Futuro

A tendência para esses pequenos LEDs brancos é de maior eficácia e melhor estabilidade de cor. Versões futuras podem atingir eficácia de 150 lm/W usando fósforos mais eficientes (por exemplo, fósforos vermelho-verde de nitreto para alto IRC) e designs de chip aprimorados. A miniaturização continua, com pacotes 1005 (1,0x0,5mm) e 0603 se tornando comuns. A indústria também está se movendo em direção a bins de cromaticidade padronizados (elipses de MacAdam) para reduzir a variação de cor.