Especificação de LED Branco 3,2x1,6x0,7mm - Tensão 2,7-3,5V - Potência 105mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este LED branco é fabricado utilizando um chip azul combinado com conversão de fósforo, oferecendo um encapsulamento compacto de montagem superficial de 3,2 mm x 1,6 mm x 0,7 mm. Ele é projetado para indicação geral, displays e eletrodomésticos. As principais características incluem um ângulo de visão extremamente amplo (140°), adequação para todos os processos de montagem SMT e soldagem, nível de sensibilidade à umidade 3 e conformidade com RoHS. O LED está disponível em vários bins de tensão direta e intensidade luminosa para atender a diversos requisitos de aplicação.

2. Interpretação dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas

Nas condições de teste de IF = 20 mA e Ts = 25°C, a tensão direta (VF) é dividida em oito bins de F2 (2,7 V – 2,8 V) a J1 (3,4 V – 3,5 V). A intensidade luminosa (IV) é medida sob a mesma condição e varia de 600 mcd a 1200 mcd em doze bins (1BF a LD2). O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente 140°, enquanto a corrente reversa (IR) a VR = 5 V é inferior a 10 µA. A resistência térmica (RthJ-S) é especificada como 450 °C/W máximo.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

Em Ts = 25°C, as classificações máximas absolutas são as seguintes: dissipação de potência (Pd) 105 mW, corrente direta (IF) 30 mA, corrente direta de pico (IFP) 60 mA (1/10 de ciclo, 0,1 ms de pulso), descarga eletrostática (ESD) 1000 V (HBM), temperatura de operação (Topr) -40°C a +85°C, temperatura de armazenamento (Tstg) -40°C a +85°C e temperatura de junção (Tj) 95°C. Os projetistas devem garantir que o LED nunca seja operado além desses limites e que haja dissipação de calor adequada ao operar próximo à corrente máxima.

3. Sistema de Classificação

Para atender às diversas necessidades de aplicação, o LED é classificado em bins para tensão direta, intensidade luminosa e cromaticidade. Os bins de tensão são rotulados como F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, cada um cobrindo uma faixa de 0,1 V. Os bins de intensidade são designados 1BF (600–650 mcd) a LD2 (1150–1200 mcd). A classificação de cromaticidade é baseada nas coordenadas CIE 1931, conforme mostrado no diagrama de cromaticidade (Fig. 1-6) e Tabela 1-3. Toda a classificação é realizada em IF = 20 mA. Este sistema de classificação permite que os clientes selecionem componentes com tolerâncias apertadas para desempenho óptico consistente em produção em massa.

4. Análise de Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Conforme mostrado na Fig. 1-7, a corrente direta aumenta quase linearmente com a tensão direta na faixa de 2,5 V a 3,5 V, com um ponto de operação típico de 20 mA e aproximadamente 2,8 V – 3,0 V para a maioria dos bins.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A Fig. 1-8 ilustra que a intensidade luminosa relativa aumenta com a corrente direta até 30 mA, seguindo uma tendência ligeiramente sublinear. Em 20 mA, a intensidade relativa é normalizada para 1,0.

4.3 Dependência da Temperatura

A Fig. 1-9 mostra que a intensidade relativa diminui com o aumento da temperatura ambiente, caindo para cerca de 0,85 a 85°C. A Fig. 1-10 indica que a corrente direta máxima permitida diminui à medida que a temperatura do pino aumenta, atingindo zero a 120°C.

4.4 Desvio de Cromaticidade com a Corrente

A Fig. 1-11 apresenta o deslocamento das coordenadas CIE quando a corrente direta varia de 1 mA a 30 mA. As coordenadas x e y se deslocam ligeiramente para valores mais baixos com o aumento da corrente, mas permanecem dentro de uma faixa estreita.

4.5 Distribuição Espectral

A Fig. 1-12 mostra a intensidade espectral relativa em função do comprimento de onda. O pico de emissão está em torno de 450 nm (azul) com um componente de fósforo amplo de 520 nm a 700 nm, dando a aparência geral branca.

4.6 Padrão de Radiação

A Fig. 1-13 descreve as características de radiação angular. A intensidade luminosa permanece acima de 80% do máximo dentro de ±40° e cai para 50% em aproximadamente ±70°, confirmando um ângulo de visão muito amplo de 140°.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED é alojado em um encapsulamento de 3,2 mm × 1,6 mm × 0,7 mm com uma vista superior mostrando dois pads de ânodo e cátodo. A vista inferior indica um layout de pads com um cátodo de 1,40 mm × 1,70 mm e um pad de ânodo menor. A vista lateral mostra uma altura de lente de 0,70 mm e espessura total de 0,70 mm. Padrões de soldagem recomendados são fornecidos com um pad de 1,50 mm × 1,60 mm para cada eletrodo e um espaçamento de 2,10 mm entre os pads. A polaridade está marcada conforme mostrado na Fig. 1-4.

5.2 Fita Transportadora e Bobina

Os LEDs são embalados em fitas transportadoras com passo de 2,00 mm, largura de 8,00 mm e cavidades com dimensões compatíveis com o encapsulamento. Cada bobina contém 4000 peças. A bobina tem diâmetro externo de 178 mm ± 1 mm, diâmetro do cubo de 60 mm ± 0,1 mm e largura de 13,0 mm ± 0,5 mm. Uma marca de polaridade é impressa na fita transportadora para indicar a orientação durante a montagem pick-and-place.

5.3 Etiqueta e Saco de Barreira contra Umidade

Cada bobina é etiquetada com número de peça, número de especificação, número de lote, código do bin, fluxo luminoso (Ф), bin de cromaticidade (XY), tensão direta (VF), comprimento de onda (WLD), quantidade e data de produção. A bobina é selada em um saco de barreira contra umidade com dessecante e um cartão indicador de umidade. O saco é então colocado dentro de uma caixa de papelão para envio.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Recomenda-se a soldagem por refluxo padrão sem chumbo com temperatura de pico de 260°C e tempo acima de 217°C de 60 a 150 segundos. O pré-aquecimento de 150°C a 200°C deve durar de 60 a 120 segundos. A taxa de resfriamento não deve exceder 6°C/s. São permitidos no máximo dois ciclos de refluxo, com um tempo de espera de pelo menos 24 horas entre os ciclos, se os LEDs foram armazenados em ambiente não seco.

6.2 Soldagem Manual e Retrabalho

Se for necessária soldagem manual, deve-se usar um ferro de solda abaixo de 300°C por no máximo 3 segundos por pad, e a operação deve ser realizada apenas uma vez. O retrabalho deve ser evitado; se inevitável, deve-se usar um ferro de solda de dupla cabeça para aquecer ambos os pads simultaneamente. Deve-se evitar estresse mecânico e resfriamento rápido após a soldagem.

6.3 Condições de Armazenamento e Secagem

Antes de abrir o saco de barreira contra umidade, os LEDs podem ser armazenados por até 1 ano a ≤30°C e ≤75% UR. Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 168 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Se o tempo de exposição exceder 168 horas ou o indicador de umidade mostrar umidade excessiva, é necessária a secagem a 60°C ± 5°C por 24 horas antes do refluxo.

7. Recomendações de Aplicação

Este LED branco é ideal para indicadores ópticos, interruptores, símbolos, retroiluminação de displays e aparelhos elétricos domésticos. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento limite a corrente às classificações máximas absolutas e inclua um resistor em série para evitar fuga térmica. Devido ao amplo ângulo de visão (140°), o LED é adequado para aplicações que exigem distribuição uniforme de luz em uma grande área. Para ambientes de alta temperatura ambiente, é necessária a redução da corrente direta, conforme indicado na Fig. 1-10.

8. Vantagens Técnicas Comparativas

Comparado aos LEDs brancos convencionais de 3,2×1,6 mm, este produto oferece uma faixa de classificação de tensão mais ampla (2,7–3,5 V) e etapas de classificação de intensidade mais finas (intervalos de 50 mcd), permitindo um ajuste óptico mais rigoroso em matrizes de múltiplos LEDs. O ângulo de visão de 140° é mais amplo do que os dispositivos típicos de 120°, melhorando a uniformidade em aplicações de retroiluminação e indicadores. A resistência térmica especificada de 450°C/W é relativamente baixa para este tamanho de encapsulamento, auxiliando na dissipação de calor.

9. Perguntas Frequentes

P: Posso usar este LED em aplicações externas?R: A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, tornando-o adequado para aplicações internas e algumas externas, mas pode ser necessária proteção ambiental adicional (por exemplo, revestimento conformal) para alta umidade ou atmosferas corrosivas.
P: Como lidar com a sensibilidade a ESD?R: O LED tem classificação ESD HBM de 1000 V. Use precauções padrão de ESD, incluindo estações de trabalho aterradas, ionizadores e embalagens condutivas.
P: Quais solventes de limpeza são seguros?R: O álcool isopropílico é recomendado. Evite solventes que possam atacar o encapsulante de silicone. A limpeza ultrassônica não é recomendada.
P: Por que a tensão direta é classificada tão finamente?R: A classificação fina permite consistência no brilho e na cor em aplicações onde vários LEDs são acionados em paralelo sem regulação de corrente individual.

10. Caso Prático de Aplicação

Em um eletrodoméstico típico (por exemplo, display de máquina de lavar), quatro LEDs no mesmo bin de intensidade e tensão são usados para fornecer retroiluminação uniforme. O amplo ângulo de visão de 140° garante legibilidade de qualquer direção. Os LEDs são soldados em uma PCB com pads térmicos conectados a um plano de cobre para dissipação de calor. Testes de confiabilidade realizados de acordo com a especificação não mostraram falhas após 1000 horas de teste de vida a 20 mA e 25°C ambiente.

11. Princípio de Funcionamento

O LED branco consiste em um chip flip ou vertical InGaN/GaN emissor de azul revestido com um fósforo amarelo YAG:Ce. A luz azul do chip excita parcialmente o fósforo, que emite luz amarela. A combinação de luz azul residual e amarela produz luz branca. A temperatura de cor correlacionada (CCT) exata depende da composição e espessura do fósforo; os bins típicos estão na região de branco frio (cerca de 5000K–7000K) com base nas coordenadas cromáticas fornecidas.

12. Tendências de Desenvolvimento

As tendências atuais na indústria de LEDs incluem maior miniaturização (por exemplo, encapsulamentos de 2,0×1,2 mm), maior eficácia luminosa (visando >130 lm/W para este footprint), melhor estabilidade do fósforo e redução da resistência térmica através de materiais de substrato avançados. A integração de múltiplos chips em um único encapsulamento (CSP) e tolerância de classificação mais fina (