Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 2. Análise dos Parâmetros Técnicos
- 2.1 Características Elétricas/Ópticas (a Ts=25°C, IF=100mA)
- 2.2 Classificações Máximas Absolutas
- 3. Explicação do Sistema de Classificação
- 3.1 Faixas de Tensão Direta
- 3.2 Faixas de Fluxo Luminoso
- 3.3 Faixas de Cromaticidade (C.I.E. 1931)
- 4. Análise das Curvas de Desempenho
- 4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta
- 4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
- 4.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa e Corrente Direta
- 4.4 Distribuição Espectral
- 5. Informações Mecânicas e do Pacote
- 5.1 Dimensões do Pacote
- 5.2 Identificação de Polaridade
- 6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
- 6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
- 6.2 Soldagem Manual
- 6.3 Reparo
- 6.4 Condições de Armazenamento
- 7. Informações de Embalagem e Pedido
- 7.1 Fita Transportadora e Bobina
- 7.2 Informações da Etiqueta
- 7.3 Embalagem Resistente à Umidade
- 8. Recomendações de Aplicação
- 8.1 Aplicações Típicas
- 8.2 Considerações de Projeto
- 9. Comparação de Tecnologia
- 10. Perguntas Frequentes
- 10.1 Posso acionar este LED com corrente superior a 120mA?
- 10.2 Qual é a vida útil típica?
- 10.3 Como devo soldar o LED para evitar danos?
- 10.4 Posso usar este LED para aplicações externas?
- 11. Casos Práticos de Projeto
- 11.1 Retrofit de Lâmpada LED
- 11.2 Módulo de Iluminação Linear
- 12. Princípio de Funcionamento
- 13. Tendências de Desenvolvimento
- Terminologia de Especificação LED
- Desempenho Fotoeletrico
- Parâmetros Elétricos
- Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
- Embalagem e Materiais
- Controle de Qualidade e Classificação
- Testes e Certificação
1. Visão Geral do Produto
Este LED Branco é um dispositivo de montagem superficial de alto desempenho fabricado com tecnologia de chip azul e conversão de fósforo. O produto é alojado em um pacote compacto PLCC-2 medindo 2,8mm x 3,5mm x 0,7mm, tornando-o adequado para diversas aplicações de iluminação onde espaço e eficiência são críticos. As principais características incluem um ângulo de visão extremamente amplo de 120 graus, compatibilidade com todos os processos de montagem SMT e soldagem, e conformidade com RoHS. O LED é classificado com nível de sensibilidade à umidade 3 e é fornecido em fita e bobina (12.000 peças por bobina). As aplicações típicas incluem iluminação interna, iluminação de lâmpadas e aplicações internas gerais.
2. Análise dos Parâmetros Técnicos
2.1 Características Elétricas/Ópticas (a Ts=25°C, IF=100mA)
A tabela a seguir resume os principais parâmetros elétricos e ópticos medidos com uma corrente direta de 100mA e temperatura de solda de 25°C.
- Tensão Direta (VF):O produto é classificado em duas faixas de tensão: Y0 (8,6-9,0V) e Z0 (9,0-9,4V). A tensão direta típica é de 8,9V para Y0 e 9,2V para Z0 (extrapolado dos valores típicos).
- Fluxo Luminoso (Φ):Três faixas de fluxo estão disponíveis: FC6 (140-150 lm), FC7 (150-160 lm) e FC8 (160-170 lm). Para RF-W6HP32DS-FH-I3 e RF-W57HP32DS-FH-I3, os valores de fluxo luminoso são especificados dentro dessas faixas.
- Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA a VR=15V.
- Ângulo de Visão (2θ½):120 graus (típico).
- Índice de Reprodução de Cor (IRC):Mínimo de 80, típico de 81,5.
- Resistência Térmica (RTHJ-S):15 °C/W (típico).
2.2 Classificações Máximas Absolutas
- Dissipação de Potência (PD): 1080 mW
- Corrente Direta (IF): 120 mA (CC), 220 mA (pico, ciclo de trabalho 1/10, pulso de 0,1ms)
- Tensão Reversa (VR): 15 V
- Descarga Eletrostática (HBM): 2000 V
- Temperatura de Operação (TOPR): -40 a +105 °C
- Temperatura de Armazenamento (TSTG): -40 a +105 °C
- Temperatura de Junção (TJ): 125 °C
Notas importantes:A tolerância da medição de tensão direta acima é de ±0,1V. A tolerância da medição de coordenada de cor é de 0,005. A tolerância da medição de intensidade luminosa é de ±10%. A dissipação de potência não deve exceder a classificação máxima absoluta. Todas as medições são feitas em condições padronizadas.
3. Explicação do Sistema de Classificação
3.1 Faixas de Tensão Direta
A tensão direta é dividida em duas faixas (a IF=100mA): Y0 (8,6-9,0V) e Z0 (9,0-9,4V). Para RF-W57HP32DS-FH-I3 e RF-W6HP32DS-FH-I3, a faixa de tensão é Y0 e Z0 respectivamente, conforme indicado.
3.2 Faixas de Fluxo Luminoso
Três faixas de fluxo estão disponíveis: FC6 (140-150 lm), FC7 (150-160 lm) e FC8 (160-170 lm). Os produtos específicos são alocados da seguinte forma: RF-W57HP32DS-FH-I3 (FC6), RF-W6HP32DS-FH-I3 (FC7/FC8).
3.3 Faixas de Cromaticidade (C.I.E. 1931)
As coordenadas de cor são definidas em elipses de MacAdam de 6 passos. Duas faixas de cor são especificadas: A57 e A65. Suas coordenadas cromáticas são fornecidas na tabela abaixo (Tabela 1-4):
- Faixa A57:(x1,y1)=(0,3203,0,3432); (x2,y2)=(0,3368,0,3581); (x3,y3)=(0,3365,0,3403); (x4,y4)=(0,3212,0,3257)
- Faixa A65:(x1,y1)=(0,3245,0,3567); (x2,y2)=(0,3074,0,3400); (x3,y3)=(0,3085,0,3233); (x4,y4)=(0,3256,0,3399)
4. Análise das Curvas de Desempenho
4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta
A Figura 1-7 mostra que a tensão direta aumenta com a corrente direta em um comportamento típico de diodo. A 100mA, a tensão é de cerca de 9V. Para correntes mais altas (até 120mA), a tensão aumenta ligeiramente.
4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
A Figura 1-8 indica que a intensidade luminosa relativa aumenta proporcionalmente com a corrente direta, quase linearmente. A 100mA, a intensidade relativa é aproximadamente 1,0 (normalizada).
4.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa e Corrente Direta
As Figuras 1-9 e 1-10 mostram que, à medida que a temperatura de solda aumenta, a intensidade relativa diminui devido à redução da eficiência quântica. A temperatura máxima de junção é de 125°C, portanto, é necessária redução de potência acima de 25°C. As curvas fornecem diretrizes para corrente permitida em temperaturas elevadas.
4.4 Distribuição Espectral
A Figura 1-13 mostra um espectro típico de LED branco com um pico azul em torno de 450nm e uma ampla emissão de fósforo amarelo que se estende de 500nm a 700nm. A temperatura de cor correlacionada (CCT) corresponde às faixas de cromaticidade (por exemplo, A57 ~ 5700K, A65 ~ 6500K).
5. Informações Mecânicas e do Pacote
5.1 Dimensões do Pacote
O pacote tem dimensões de 2,80mm (comprimento) × 3,50mm (largura) × 0,70mm (altura). A vista superior mostra um contorno retangular com duas almofadas de contato. A vista lateral indica um perfil baixo. A vista inferior mostra duas almofadas: ânodo (A) e cátodo (C) com marcação de polaridade. O padrão de soldagem recomendado é fornecido com dimensões da almofada: 2,10mm (comprimento), 1,96mm (largura), espaçamento de 0,50mm. Todas as dimensões em milímetros, tolerância ±0,05mm, salvo indicação em contrário.
5.2 Identificação de Polaridade
A polaridade é marcada na parte inferior: A para ânodo, C para cátodo. O lado do cátodo também possui uma pequena marcação de ponto na superfície superior para fácil identificação.
6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
O perfil de soldagem por refluxo recomendado é baseado nos padrões JEDEC. Parâmetros principais:
- Taxa média de rampa: máx. 3 °C/s (de Tsmin a Tp)
- Pré-aquecimento: 150°C (mín.) a 200°C (máx.), duração de 60 a 120 segundos
- Tempo acima de 217°C (TL): máx. 60 segundos
- Temperatura de pico (TP): 260°C, máx. 10 segundos
- Taxa de resfriamento: máx. 6 °C/s
- Tempo de 25°C ao pico: máx. 8 minutos
Importante: Não são permitidos mais de dois ciclos de refluxo. Se mais de 24 horas passarem entre o primeiro e o segundo refluxo, os LEDs podem absorver umidade e ser danificados. Não aplique tensão nos LEDs durante o aquecimento.
6.2 Soldagem Manual
Se a soldagem manual for necessária, mantenha a temperatura do ferro abaixo de 300°C e a duração inferior a 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida.
6.3 Reparo
O reparo após a soldagem não é recomendado. Se inevitável, use um ferro de solda de cabeça dupla e confirme se as características não foram danificadas.
6.4 Condições de Armazenamento
Antes de abrir a bolsa de alumínio: armazene a ≤30°C e ≤75% UR por até um ano. Após a abertura: use dentro de 24 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Se o material absorvente de umidade desbotou ou o tempo de armazenamento excedeu, asse a 60±5°C por >24 horas antes do uso.
7. Informações de Embalagem e Pedido
7.1 Fita Transportadora e Bobina
As peças são embaladas em fita transportadora com dimensões: passo 4,00mm, largura 8,00mm, tamanho do bolso 3,02mm × 5,24mm, profundidade 1,55mm. Dimensões da bobina: A (12,2±0,3mm), B (79,6±0,2mm), C (14,2±0,2mm), D (290±2mm). Cada bobina contém 12.000 peças.
7.2 Informações da Etiqueta
As etiquetas incluem: Número da Peça, Número da Especificação, Número do Lote, Código da Faixa, Fluxo Luminoso (Ф), Faixa de Cromaticidade (XY), Tensão Direta (VF), Comprimento de Onda (WLD), Quantidade (QTY) e Data.
7.3 Embalagem Resistente à Umidade
As bobinas são colocadas em uma bolsa de barreira contra umidade com dessecante e cartão indicador de umidade, depois embaladas em caixas de papelão.
8. Recomendações de Aplicação
8.1 Aplicações Típicas
- Iluminação interna (luminárias embutidas, painéis de luz)
- Iluminação de lâmpadas (lâmpadas LED retrofit)
- Aplicações internas gerais (luminárias de teto, fitas de luz)
8.2 Considerações de Projeto
- Gerenciamento térmico: A temperatura de junção não deve exceder 125°C. Deve ser fornecido dissipador de calor adequado. A resistência térmica (junção-ponto de solda) é de 15°C/W.
- Redução de corrente: Use acionamento de corrente constante para evitar sobrecorrente. A corrente direta máxima é de 120mA CC, mas em altas temperaturas ambientes, reduza a corrente adequadamente.
- Proteção ESD: Este LED é sensível a descargas eletrostáticas (HBM 2000V). Use aterramento adequado e manuseio seguro contra ESD durante a montagem.
- Teor de enxofre e halogênios: Certifique-se de que os materiais na luminária (adesivos, selantes, refletores) tenham baixo teor de enxofre (<100 ppm) e baixo teor de bromo/cloro (cada<900 ppm, total<1500 ppm) para evitar corrosão e descoloração.
- COV: Evite materiais que liberem vapores orgânicos, pois podem penetrar no encapsulante de silicone e reduzir a emissão de luz.
- Limpeza: Se a limpeza for necessária após a soldagem, use álcool isopropílico. A limpeza ultrassônica não é recomendada. Não use solventes que possam atacar o silicone.
9. Comparação de Tecnologia
Comparado a LEDs de potência média convencionais (por exemplo, pacotes 2835 ou 3030), este LED PLCC-2 oferece um ângulo de visão mais amplo (120° vs. típico 110-120°) e maior fluxo luminoso por pacote (até 170 lm a 100mA). A resistência térmica (15°C/W) é competitiva. O uso de encapsulamento de silicone proporciona melhor estabilidade em alta temperatura do que o epóxi, embora exija manuseio cuidadoso para evitar contaminação superficial. O sistema de classificação permite controle rigoroso da consistência de cor e fluxo, importante para luminárias de alta qualidade.
10. Perguntas Frequentes
10.1 Posso acionar este LED com corrente superior a 120mA?
Não, a classificação máxima absoluta é de 120mA CC. Operar acima disso pode causar degradação rápida ou falha. Sempre use resistores limitadores de corrente ou drivers de corrente constante.
10.2 Qual é a vida útil típica?
Embora não seja especificada diretamente na ficha técnica, LEDs de potência média típicos com gerenciamento térmico adequado podem atingir vida útil L70 >50.000 horas na corrente nominal. Os testes de confiabilidade (1000 horas em alta temperatura/umidade) indicam boa robustez.
10.3 Como devo soldar o LED para evitar danos?
Siga o perfil de refluxo recomendado (pico de 260°C por 10s, máximo de duas passagens). O LED é sensível à umidade nível 3; se exposto ao ar ambiente por mais de 24 horas, asse antes de soldar. Não aplique força mecânica enquanto estiver quente.
10.4 Posso usar este LED para aplicações externas?
A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +105°C, portanto, ele pode ser usado em luminárias externas desde que a luminária seja devidamente vedada contra umidade e contaminantes. No entanto, o encapsulante de silicone pode ser suscetível à degradação UV ao longo do tempo; considere o uso de revestimentos resistentes a UV se for esperada exposição prolongada ao ar livre.
11. Casos Práticos de Projeto
11.1 Retrofit de Lâmpada LED
Em uma lâmpada LED típica de 9W, 12 a 14 desses LEDs podem ser usados em configuração série-paralelo para atingir saída total de 800 a 1000 lúmens. O amplo ângulo de visão ajuda a obter uma grande dispersão do feixe. O gerenciamento térmico via PCB de alumínio e alojamento garante que a temperatura de junção permaneça abaixo de 85°C.
11.2 Módulo de Iluminação Linear
Para uma fita linear de 1 pé, 24 LEDs a 100mA cada podem fornecer ~3500 lúmens. O pacote pequeno permite montagem densa. O uso de circuitos integrados de corrente constante e layout cuidadoso da PCB garante distribuição uniforme de corrente.
12. Princípio de Funcionamento
Este LED é um LED branco convertido por fósforo. Um chip LED azul InGaN emite luz azul em aproximadamente 450nm. Esta luz azul excita parcialmente um fósforo de emissão amarela (tipicamente YAG:Ce ou similar) revestido no chip. A combinação da emissão do chip azul e da ampla emissão do fósforo amarelo produz luz branca. A temperatura de cor é determinada pela composição e espessura do fósforo. O encapsulamento com silicone fornece acoplamento óptico e proteção. A característica elétrica segue o comportamento típico de junção p-n: a tensão direta diminui com o aumento da temperatura, enquanto o fluxo luminoso diminui devido ao quenching térmico.
13. Tendências de Desenvolvimento
As tendências atuais para LEDs brancos de potência média incluem maior eficácia (200+ lm/W), melhor reprodução de cor (IRC 90+) e consistência de cor mais rigorosa (elipses de MacAdam de 3 ou 1 passo). Este produto com IRC 80 e faixas de 6 passos é voltado para iluminação geral onde o custo-benefício é equilibrado. Versões futuras podem incorporar fósforos de IRC mais alto e melhor gerenciamento térmico para alcançar maior confiabilidade. A tendência também inclui miniaturização e integração com controles inteligentes, embora este pacote permaneça como uma pegada padrão.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |