Folha de Dados do LED Branco SMD 3,00x1,40x0,52mm - Tensão Direta 2,8V - Fluxo Luminoso 23lm - Potência 0,192W - Qualificado AEC-Q102 para Automotivo

1. Visão Geral do Produto

Este LED branco é fabricado utilizando um chip azul combinado com fósforo para obter um amplo espectro de luz branca. O dispositivo vem em um invólucro EMC (Epoxy Molding Compound) compacto com dimensões de 3,00 mm x 1,40 mm x 0,52 mm. É projetado para aplicações de iluminação automotiva interna e externa, totalmente em conformidade com a qualificação de teste de estresse AEC-Q102 para semicondutores discretos de grau automotivo. O LED oferece um ângulo de visão extremamente amplo de 120°, tornando-o adequado para aplicações que exigem distribuição uniforme de luz. Com nível de sensibilidade à umidade 2 (MSL2) e conformidade com RoHS, o dispositivo é otimizado para montagem SMT padrão e processos de soldagem por refluxo.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas

Na condição de teste de IF = 50 mA e Ts = 25 °C, a tensão direta (VF) varia de 2,6 V (mínimo) a 3,2 V (máximo), com um valor típico de 2,8 V. A corrente reversa (IR) em VR = 5 V é tipicamente inferior a 10 µA, garantindo baixa fuga. O fluxo luminoso (Φ) é especificado entre 19,6 lm (mín.) e 26,9 lm (máx.), com um valor típico de 23 lm. O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 120 graus. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RTHJ-S) é de no máximo 50 °C/W, indicando boa capacidade de dissipação de calor.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

A dissipação máxima de potência (PD) é de 384 mW. A corrente direta (IF) não deve exceder 120 mA DC, enquanto a corrente direta de pico (IFP) pode atingir 200 mA em um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 10 ms. A tensão reversa máxima (VR) é de 5 V. O dispositivo pode suportar descarga eletrostática (ESD) de até 8000 V (HBM) com um rendimento superior a 90%. A faixa de temperatura operacional é de -40 °C a +125 °C, e a temperatura de armazenamento é idêntica. A temperatura máxima da junção (TJ) é de 150 °C.

3. Sistema de Classificação

3.1 Classificações de Tensão Direta

Em IF = 50 mA, a tensão direta é classificada em seis categorias: G1 (2,8–2,9 V), G2 (2,9–3,0 V), H1 (3,0–3,1 V), H2 (3,1–3,2 V), I1 (3,2–3,3 V) e I2 (3,3–3,4 V). Esta classificação fina ajuda os clientes a selecionar LEDs com tensão rigidamente controlada para circuitos em paralelo ou série.

3.2 Classificações de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado em três categorias: KA (19,6–21,8 lm), KB (21,8–24,2 lm) e LA (24,2–26,9 lm). Combinado com as categorias de tensão, isso fornece uma seleção abrangente para requisitos de brilho específicos da aplicação.

3.3 Classificações Cromáticas

O diagrama cromático CIE mostra duas categorias de cor: ZG0 e ZG1. ZG0 tem limites de coordenadas (0,3059,0,3112), (0,3122,0,3258), (0,3240,0,3258), (0,3177,0,3112). ZG1 é definido por (0,3122,0,3258), (0,3185,0,3404), (0,3303,0,3404), (0,3240,0,3258). Essas categorias garantem uma aparência de cor consistente em todos os lotes de produção.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva I-V mostra que, à medida que a tensão direta aumenta de 2,6 V para 3,0 V, a corrente direta sobe de 0 mA para cerca de 60 mA. A curva é exponencial, típica para LEDs, indicando que pequenas alterações de tensão causam grandes variações de corrente; portanto, a regulação de corrente é crítica.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta até 70 mA. A 50 mA, a intensidade relativa é de cerca de 100%, e a 10 mA, cai para aproximadamente 20%. Essa relação linear auxilia no escurecimento por ajuste de corrente.

4.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa

À medida que a temperatura do ponto de solda aumenta de 20 °C para 120 °C, a intensidade relativa diminui gradualmente de 100% para cerca de 85%. Isso destaca a importância do gerenciamento térmico para manter a estabilidade da emissão de luz.

4.4 Temperatura de Solda vs. Corrente Direta

A corrente direta máxima permitida deve ser reduzida em temperaturas mais altas. Em Ts = 25 °C, IF máx é 120 mA; em Ts = 100 °C, reduz-se para cerca de 60 mA. Uma dissipação de calor adequada garante a operação dentro dos limites seguros.

4.5 Tensão Direta vs. Temperatura de Solda

A tensão direta diminui ligeiramente com o aumento da temperatura (cerca de -2 mV/°C). Esse coeficiente de temperatura negativo deve ser considerado em projetos de acionamento de tensão constante.

4.6 Diagrama de Radiação

O padrão de emissão é semelhante ao lambertiano, com um amplo ângulo de meia intensidade de ±60°. Isso fornece iluminação uniforme em uma ampla área, ideal para iluminação automotiva interna, como luzes de teto ou luminárias de leitura.

4.7 Desvio de Cor vs. Temperatura

Em temperaturas de solda mais altas (85 °C e 105 °C), as coordenadas cromáticas se deslocam ligeiramente para valores Y mais altos (mais verdes), mas a mudança está dentro de 0,01 unidades, indicando boa estabilidade de cor com a temperatura.

4.8 Distribuição Espectral

O LED branco exibe um amplo espectro de 400 nm a 750 nm com um pico em torno de 450 nm (chip azul) e um pico secundário de fósforo em torno de 550-600 nm. Isso resulta em um alto índice de renderização de cor adequado para iluminação geral.

5. Informações Mecânicas e do Invólucro

5.1 Dimensões do Invólucro

O invólucro mede 3,00 mm x 1,40 mm x 0,52 mm. A vista superior mostra uma área de emissão central dimensionada em 2,61 mm x 1,60 mm. A vista lateral mostra uma espessura de 0,52 mm com uma pequena saliência de 0,05 mm. A vista inferior indica duas almofadas de solda: um cátodo (C) e um ânodo (A). A almofada do cátodo é maior (0,86 mm x 1,40 mm). A marcação de polaridade é mostrada na parte inferior como um símbolo '-'.

5.2 Padrão de Solda Recomendado

Para uma conexão térmica e elétrica ideal, o padrão de terra de PCB recomendado é 3,50 mm x 2,10 mm com uma área de almofada central de 0,91 mm x 1,00 mm. Todas as dimensões estão em milímetros com tolerâncias de ±0,2 mm.

5.3 Identificação de Polaridade

Os terminais positivo (ânodo) e negativo (cátodo) estão claramente marcados na vista inferior. A orientação correta é essencial para o funcionamento adequado.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Refluxo SMT

O processo de soldagem por refluxo deve aderir aos seguintes parâmetros: taxa média de rampa de Tsmin a Tp ≤ 3 °C/s; pré-aquecimento de 150 °C a 200 °C por 60–120 segundos; tempo acima de 217 °C (TL) por no máximo 60 segundos; temperatura de pico (Tp) de 260 °C com tempo de permanência dentro de 5 °C de Tp por no máximo 10 segundos; taxa de resfriamento ≤ 6 °C/s; tempo total de 25 °C a Tp ≤ 8 minutos. Apenas dois ciclos de refluxo são permitidos; se mais de 24 horas os separarem, os LEDs podem absorver umidade e serem danificados.

6.2 Reparação

A reparação deve ser evitada após a soldagem. Se necessário, use um ferro de solda de dupla ponta. O estresse mecânico na lente de silicone durante o aquecimento deve ser evitado.

6.3 Cuidados

O material de encapsulamento é silicone, que é macio. Pressão excessiva na superfície superior pode danificar o circuito interno. Os bicos de pick-and-place devem aplicar força mínima. Não monte LEDs em PCB empenada nem dobre a placa após a soldagem. Evite resfriamento rápido após o refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Fita Transportadora e Bobina

Os LEDs são embalados em fita transportadora com 5000 peças por bobina. As dimensões da bobina são: A = 178 ± 1 mm, B = 8,0 ± 0,1 mm, C = 60 ± 1 mm, D = 13,0 ± 0,5 mm. A fita inclui bolsos vazios de 80–100 peças no início e no final para manuseio.

7.2 Especificações da Etiqueta

Cada bobina possui uma etiqueta com número da peça, número de especificação, número do lote, código do compartimento (incluindo fluxo luminoso Φ, compartimento cromático XY, tensão direta VF e código de comprimento de onda WLD), quantidade e data de fabricação.

7.3 Embalagem Resistente à Umidade

As bobinas são seladas em sacos de barreira à umidade com dessecante e indicadores de umidade. O nível de sensibilidade à umidade é 2. Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 24 horas. Se o armazenamento exceder 24 horas, é necessária uma secagem a 60 ± 5 °C por pelo menos 24 horas antes do uso.

8. Recomendações de Aplicação

Este LED destina-se principalmente à iluminação automotiva interna e externa, como indicadores de painel, iluminação ambiente interna, luzes de travão, sinais de mudança de direção e luzes laterais. O amplo ângulo de visão de 120° e o alto brilho (até 26,9 lm) o tornam adequado para iluminação direta e indireta. Para melhor desempenho, o projeto térmico deve garantir que a temperatura do ponto de solda permaneça abaixo de 125 °C. Use resistores limitadores de corrente ou drivers de corrente constante para evitar exceder a corrente direta máxima. Medidas de proteção contra ESD, como pulseiras de aterramento e estações de trabalho antiestáticas, são obrigatórias durante a montagem.

9. Confiabilidade e Testes

9.1 Testes de Confiabilidade

A qualificação do produto segue AEC-Q102. Os testes realizados incluem: Condicionamento de refluxo (260 °C, 10 s, 2×), pré-condicionamento MSL2 (85 °C/60% UR por 168 h), choque térmico (-40 °C a 125 °C, 1000 ciclos), teste de vida (Ta = 105 °C, IF = 50 mA, 1000 h) e teste de vida em alta temperatura e umidade (85 °C/85% UR, IF = 50 mA, 1000 h). Critérios de aceitação: 0 falhas permitidas em 20 amostras.

9.2 Critérios de Falha

Um dispositivo é considerado falho se a tensão direta exceder 1,1 vezes o limite superior de especificação (USL), a corrente reversa exceder 2,0 vezes o USL, ou o fluxo luminoso cair abaixo de 0,7 vezes o limite inferior de especificação (LSL).

10. Precauções de Manuseio e Armazenamento

Evite exposição a ambientes com teor de enxofre superior a 100 PPM. Os teores individuais de bromo e cloro devem ser inferiores a 900 PPM, e seu total inferior a 1500 PPM. Os COVs dos materiais da luminária podem penetrar no encapsulante de silicone e causar descoloração; recomenda-se teste de compatibilidade. Não use adesivos que liberem vapor orgânico. Manuseie o componente pela lateral com pinça; nunca toque diretamente na lente de silicone. Armazene os sacos não abertos a ≤ 30 °C / ≤ 75% UR por até um ano. Após a abertura, use dentro de 24 horas ou seque antes do uso.

11. Perguntas Técnicas Comuns

P: Posso acionar este LED com tensão constante?R: O acionamento com tensão constante só é possível com um resistor em série para limitar a corrente, porque a tensão direta varia com a temperatura e o compartimento. Recomenda-se uma fonte de corrente constante.

P: Qual é a vida útil típica?R: O LED é qualificado para 1000 h a 105 °C e 50 mA, mas a vida útil típica em temperaturas mais baixas (85 °C) pode exceder 10.000 horas com depreciação gradual do lúmen.

P: Vários LEDs podem ser conectados em paralelo?R: Sim, mas devido às diferenças de classificação VF, cada LED deve ter seu próprio resistor limitador de corrente para evitar sobrecarga de corrente.

12. Estudos de Caso de Projeto

Caso: Substituição de luz de teto interna– Seis LEDs do compartimento LA (24,2-26,9 lm) a 50 mA cada podem produzir mais de 150 lm, suficientes para uma luz de teto de 12 V. Usar um driver de corrente constante com 300 mA total e gerenciamento térmico adequado em uma PCB de núcleo de alumínio garante operação confiável a 85 °C ambiente.

Caso: Luz lateral externa– Dois LEDs em série (6,4 V total) com um resistor de 120 ohms em uma linha de 12 V fornecem ~47 mA, permanecendo dentro da classificação de 50 mA. O amplo ângulo de visão atende aos regulamentos ECE para luzes laterais.

13. Princípios de Tecnologia

A luz branca é produzida pela combinação de um chip LED InGaN azul (emitindo em torno de 450 nm) com um fósforo emissor de amarelo (tipicamente YAG:Ce). A luz azul excita parcialmente o fósforo, que converte alguns dos fótons azuis em amarelo. A mistura de luz azul e amarela parece branca. O invólucro EMC proporciona alta resistência à temperatura e robustez mecânica em comparação com invólucros de silicone convencionais.

14. Tendências de Desenvolvimento

A iluminação automotiva continua a mudar de incandescente para LED, impulsionada pela eficiência energética, longa vida útil e flexibilidade de design. As tendências futuras incluem maior luminância (mais de 30 lm por chip a 50 mA), pacotes menores (por exemplo, 2,0x1,0 mm) e integração em sistemas de iluminação adaptativa. O uso de LEDs de grau automotivo com qualificação AEC-Q102 está se tornando padrão para funções externas e internas. A tecnologia de fósforo melhorada aumentará a consistência de cor e reduzirá o quenching térmico.