Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Descrição Geral
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicações
- 2. Análise de Parâmetros Técnicos
- 2.1 Características Elétricas e Ópticas
- 2.2 Valores Máximos Absolutos
- 3. Sistema de Classificação por Bins
- 3.1 Bins de Tensão Direta
- 3.2 Bins de Intensidade Luminosa
- 3.3 Bins de Cromaticidade
- 4. Curvas de Desempenho
- 4.1 Tensão Direta vs Corrente Direta
- 4.2 Corrente Direta vs Intensidade Relativa
- 4.3 Efeitos da Temperatura
- 4.4 Corrente Direta vs Comprimento de Onda Dominante
- 4.5 Intensidade Relativa vs Comprimento de Onda
- 4.6 Padrão de Radiação
- 5. Mecânica e Embalagem
- 5.1 Dimensões do Invólucro
- 5.2 Padrões de Soldagem
- 5.3 Marca de Polaridade
- 6. Guia de Soldagem e Montagem
- 6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo SMT
- 6.2 Soldagem Manual
- 6.3 Reparo
- 6.4 Cuidados
- 7. Informações de Embalagem e Pedido
- 7.1 Especificação de Embalagem
- 7.2 Dimensões da Fita Transportadora e Bobina
- 7.3 Especificação do Formulário de Etiqueta
- 7.4 Embalagem Resistente à Umidade
- 7.5 Caixa de Papelão
- 8. Testes de Confiabilidade
- 8.1 Itens e Condições de Teste
- 8.2 Critérios de Falha
- 9. Notas de Aplicação
- 9.1 Projeto Térmico
- 9.2 Projeto de Circuito
- 9.3 Precauções Ambientais
- 10. Armazenamento e Manuseio
- 10.1 Condições de Armazenamento
- 10.2 Secagem
- 10.3 Proteção ESD
- 11. Princípios de Operação
- 12. Perguntas Frequentes
- 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
1.1 Descrição Geral
Este LED branco é fabricado usando um chip azul e tecnologia de conversão de fósforo. As dimensões do invólucro são 1,6mm × 0,8mm × 0,7mm, tornando-o adequado para aplicações SMD compactas. O LED emite luz branca através da combinação da emissão do chip azul e do fósforo amarelo, fornecendo iluminação eficiente.
1.2 Características
- Ângulo de visão extremamente amplo de 140°.
- Adequado para todos os processos de montagem SMT e soldagem.
- Nível de sensibilidade à umidade: Nível 3 conforme JEDEC.
- Em conformidade com RoHS.
1.3 Aplicações
- Indicadores ópticos.
- Interruptores, símbolos e displays.
- Aparelhos elétricos domésticos.
- Indicação de uso geral.
2. Análise de Parâmetros Técnicos
2.1 Características Elétricas e Ópticas
As características elétricas e ópticas são especificadas a Ts=25°C com IF=20mA, salvo indicação em contrário. A tensão direta (VF) é classificada em bins de G1 (2,8-2,9V) a J1 (3,4-3,5V), com valores típicos em torno de 3,0V a 20mA. A intensidade luminosa (IV) varia de 600 a 1100 mcd dependendo do código do bin. O ângulo de visão é de 140° (meio ângulo). A corrente reversa é inferior a 10µA a VR=5V. A resistência térmica da junção ao ponto de solda é de 450°C/W.
2.2 Valores Máximos Absolutos
| Parâmetro | Símbolo | Classificação | Unidade |
|---|---|---|---|
| Dissipação de Potência | Pd | 105 | mW |
| Corrente Direta | IF | 30 | mA |
| Corrente Direta de Pico (Pulso) | IFP | 60 | mA |
| Descarga Eletrostática (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Temperatura de Operação | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Armazenamento | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura da Junção | Tj | 95 | °C |
Exceder essas classificações pode causar danos permanentes. É necessário um dissipador de calor adequado para manter a temperatura da junção abaixo do máximo.
3. Sistema de Classificação por Bins
3.1 Bins de Tensão Direta
A tensão direta é classificada em bins a IF=20mA. Os bins cobrem de 2,8V a 3,5V com incrementos de 0,1V. Os bins típicos são G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V), J1 (3,4-3,5V).
3.2 Bins de Intensidade Luminosa
A intensidade luminosa é classificada de 600 a 1100 mcd. Os bins comuns incluem 1BF (600-650 mcd), 1BG (650-700 mcd), 1BH (700-750 mcd), 1BI (750-800 mcd), 1BJ (800-850 mcd), 1BK (850-900 mcd), 1FA (900-950 mcd), 1FB (950-1000 mcd), LC1 (1000-1050 mcd), LC2 (1050-1100 mcd).
3.3 Bins de Cromaticidade
O LED também é classificado por coordenadas de cromaticidade dentro do diagrama CIE 1931. Bins como B11, B12, B21, B22, B51, K21, K31 proporcionam consistência de cor rigorosa. Cada bin define uma região quadrilateral com coordenadas x,y especificadas. Por exemplo, o bin B11 tem coordenadas: (0,2423;0,2225), (0,2385;0,2244), (0,2449;0,2344), (0,2487;0,2325).
4. Curvas de Desempenho
4.1 Tensão Direta vs Corrente Direta
A Figura 1-7 mostra que a tensão direta aumenta com a corrente direta. A 20mA típicos, VF é cerca de 3,0V para o bin H1.
4.2 Corrente Direta vs Intensidade Relativa
A intensidade relativa aumenta com a corrente direta, conforme mostrado na Figura 1-8. É aproximadamente linear até 30mA.
4.3 Efeitos da Temperatura
As Figuras 1-9 e 1-10 demonstram que a temperatura do pino afeta tanto a intensidade relativa quanto a corrente direta. Temperaturas mais altas reduzem a emissão de luz e aumentam a tensão direta.
4.4 Corrente Direta vs Comprimento de Onda Dominante
A Figura 1-11 mostra que o comprimento de onda dominante se desloca ligeiramente com a corrente. A 25°C, o comprimento de onda permanece estável ao longo da faixa de operação.
4.5 Intensidade Relativa vs Comprimento de Onda
A Figura 1-12 fornece a distribuição espectral. O espectro do LED branco tem um pico azul em torno de 450-460nm e uma ampla emissão de fósforo amarelo.
4.6 Padrão de Radiação
O padrão de radiação na Figura 1-13 mostra uma ampla distribuição lambertiana com meio ângulo de 140°. Isso garante uma dispersão uniforme da luz.
5. Mecânica e Embalagem
5.1 Dimensões do Invólucro
O invólucro mede 1,6mm (C) × 0,8mm (L) × 0,7mm (A). A vista superior mostra a localização do chip LED. A vista lateral indica a espessura. A vista inferior revela duas almofadas: almofada 1 (cátodo) e almofada 2 (ânodo). Uma marca de polaridade está presente na parte inferior.
5.2 Padrões de Soldagem
Os pads de soldagem recomendados são fornecidos na Figura 1-5. Cada pad tem dimensão de 0,8mm × 0,8mm com espaçamento de 0,8mm. A área total de montagem tem 2,4mm de comprimento.
5.3 Marca de Polaridade
A marca de polaridade indica o lado do cátodo. Certifique-se da orientação correta durante a montagem para evitar polarização reversa.
6. Guia de Soldagem e Montagem
6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo SMT
O perfil de refluxo recomendado:
- Taxa de rampa: máx 3°C/s de Tsmin (150°C) a Tsmax (200°C).
- Tempo de pré-aquecimento: 60-120 segundos entre 150-200°C.
- 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.
A soldagem por refluxo não deve exceder duas vezes. Se houver mais de 24 horas entre as soldagens, é necessário secagem.
6.2 Soldagem Manual
Ao soldar manualmente, use temperatura do ferro abaixo de 300°C por menos de 3 segundos. Apenas uma 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 verifique as características do LED.
6.4 Cuidados
Não monte LEDs em PCB empenada. Evite estresse mecânico ou resfriamento rápido após a soldagem.
7. Informações de Embalagem e Pedido
7.1 Especificação de Embalagem
Os LEDs são embalados em formato de fita e bobina: 4000 peças por bobina.
7.2 Dimensões da Fita Transportadora e Bobina
Largura da fita transportadora 8mm, passo 4mm. Diâmetro externo da bobina 178mm, diâmetro do cubo 60mm. Dimensões detalhadas são fornecidas nas Figuras 2-1 e 2-2.
7.3 Especificação do Formulário de Etiqueta
Cada bobina possui uma etiqueta com número da peça, número da especificação, número do lote, código do bin (fluxo, cromaticidade, tensão), código de comprimento de onda, quantidade e data.
7.4 Embalagem Resistente à Umidade
As bobinas são seladas em saco de barreira contra umidade com dessecante e indicador de umidade. Siga o manuseio MSL3.
7.5 Caixa de Papelão
As bobinas são embaladas em caixas de papelão para envio.
8. Testes de Confiabilidade
8.1 Itens e Condições de Teste
| Teste | Condição | Tempo | Amostra | Aceitar/Rejeitar |
|---|---|---|---|---|
| Refluxo | 260°C, 10s | 2x | 22 | 0/1 |
| Ciclo de Temperatura | -40°C a 100°C | 100 ciclos | 22 | 0/1 |
| Choque Térmico | -40°C a 100°C | 300 ciclos | 22 | 0/1 |
| Armazenamento em Alta Temperatura | 100°C | 1000 horas | 22 | 0/1 |
| Armazenamento em Baixa Temperatura | -40°C | 1000 horas | 22 | 0/1 |
| Teste de Vida | 25°C, 20mA | 1000 horas | 22 | 0/1 |
8.2 Critérios de Falha
Após o teste, a tensão direta não deve exceder 1,1× o limite superior da especificação. A corrente reversa deve estar abaixo de 2,0× o limite superior da especificação. O fluxo luminoso não deve cair abaixo de 0,7× o limite inferior da especificação.
9. Notas de Aplicação
9.1 Projeto Térmico
A dissipação adequada de calor é crítica. A temperatura da junção não deve exceder 95°C. Use área de cobre adequada na PCB e vias térmicas para gerenciar o calor.
9.2 Projeto de Circuito
Sempre inclua um resistor limitador de corrente para evitar picos de corrente. Evite tensão reversa. O circuito deve garantir apenas polarização direta durante a operação.
9.3 Precauções Ambientais
O teor de enxofre nos materiais circundantes deve ser inferior a 100ppm. Teor individual de bromo e cloro abaixo de 900ppm, total abaixo de 1500ppm. Evite COVs que possam danificar o encapsulante do LED.
10. Armazenamento e Manuseio
10.1 Condições de Armazenamento
Antes de abrir a bolsa de alumínio: armazenar a ≤30°C e ≤75%UR por até 1 ano a partir da data. Após abertura: armazenar a ≤30°C e ≤60%UR por 168 horas. Se excedido, secar antes do uso.
10.2 Secagem
Secar a 60±5°C por pelo menos 24 horas se a barreira de umidade foi comprometida.
10.3 Proteção ESD
Os LEDs são sensíveis a ESD (HBM 1000V). Use precauções ESD adequadas durante o manuseio e montagem.
11. Princípios de Operação
O LED branco usa um chip InGaN azul revestido com um fósforo amarelo (por exemplo, YAG:Ce). A luz azul excita o fósforo para emitir luz amarela; a combinação de azul e amarelo produz luz branca. A temperatura de cor exata depende da composição e espessura do fósforo.
12. Perguntas Frequentes
P: Qual é a condição de armazenamento recomendada?
R: Antes de abrir, ≤30°C e ≤75%UR por até 1 ano. Após abrir, 168 horas a ≤30°C e ≤60%UR.
P: Quantos ciclos de refluxo são permitidos?
R: Máximo 2 vezes. Se mais de 24 horas entre ciclos, é necessário secagem.
P: Qual é o nível de sensibilidade à umidade?
R: Nível MSL 3.
P: O LED pode ser usado com acionamento por pulso?
R: Sim, a corrente direta de pico é de 60mA com ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0,1ms.
P: Qual é a resistência térmica típica?
R: 450°C/W da junção ao ponto de solda.
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. |