Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Características Principais
- 1.2 Número de Peça Disponível
- 2. Informações Mecânicas e do Pacote
- 3. Valores Máximos Absolutos
- 4. Características Eletro-Óticas
- 4.1 Dados de Desempenho Típicos
- 4.2 Análise das Curvas de Desempenho
- 5. Sistema de Binning e Classificação
- 5.1 Binning de Cor
- 5.2 Binning de Fluxo Luminoso
- 5.3 Binning de Tensão Direta
- 5.4 Código de Bin e Etiquetagem
- 6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
- 6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
- Tempo Total de 25°C ao Pico
- Soldagem por Onda/Imersão:
- Iluminação Geral de Indicadores:
- Indicadores de estado, luzes de ligação, retroiluminação para painéis ou interruptores.
- Acione sempre o LED com uma fonte de corrente constante, não de tensão constante. A corrente de acionamento típica é de 60 mA, mas o circuito deve limitar a corrente máxima a 80 mA contínuos. Um resistor limitador de corrente em série usado com uma fonte de tensão é um método simples, mas para estabilidade sobre variações de temperatura e tensão, recomenda-se um CI driver de LED dedicado.
- O LTW-K140SXR85 representa um pacote LED SMD padronizado e maduro. As suas principais vantagens são a compatibilidade com montagem automatizada, fiabilidade comprovada e ampla disponibilidade. Comparado com pacotes mais novos e menores (ex.: 0402, 0201), oferece maior saída de luz e potencialmente melhor desempenho térmico devido ao seu tamanho maior. Comparado com pacotes LED de alta potência maiores, é mais fácil de integrar e requer circuitos de acionamento e gestão térmica menos complexos.
- 9.2 Contexto da Indústria
- .2 Industry Context
1. Visão Geral do Produto
O produto é um pacote LED de montagem em superfície (SMD) de dimensões padrão e ângulo de feixe amplo. Foi concebido para combinar a longa vida útil e a elevada fiabilidade inerentes aos Diodos Emissores de Luz com um nível de brilho adequado para substituir tecnologias de iluminação convencionais em diversas aplicações. O pacote oferece flexibilidade de design e destina-se à integração em processos de montagem automatizados.
1.1 Características Principais
- Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para manuseio automatizado.
- Totalmente compatível com equipamentos automáticos padrão de pick-and-place.
- Adequado para processos de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR) e por fase de vapor.
- Conforme com as dimensões padrão do pacote EIA (Electronic Industries Alliance).
- Projetado para ser compatível com níveis de acionamento de circuitos integrados (CI).
- Fabricado como um produto ecológico e é livre de chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
1.2 Número de Peça Disponível
O número de peça específico abrangido por este documento éLTW-K140SXR85, que corresponde a um LED branco com uma temperatura de cor correlacionada (CCT) de 8500 Kelvin (K).
2. Informações Mecânicas e do Pacote
O dispositivo utiliza um contorno de pacote padrão EIA. A cor da lente é amarela, e a fonte de luz baseia-se na tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) que emite luz azul, a qual é convertida em luz branca pelo revestimento de fósforo na lente amarela.
Notas:
- Todos os desenhos dimensionais e tolerâncias são fornecidos em milímetros.
- A tolerância padrão para dimensões é de ±0,1 mm, salvo indicação explícita em contrário no desenho.
3. Valores Máximos Absolutos
Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
| Parâmetro | Símbolo | Valor Máximo | Unidade |
|---|---|---|---|
| Dissipação de Potência | Po | 280 | mW |
| Corrente Direta Contínua | IF | 80 | mA |
| Corrente Direta em Pulsos | IFP | 105 | mA |
| Gama de Temperatura de Operação | TT_opr | -40 a +80 | °C |
| Gama de Temperatura de Armazenamento | TT_stg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura da Junção | Tj | ≤100 | °C |
Notas Importantes:
- O dispositivo não deve ser operado sob condições de tensão reversa por períodos prolongados.
- O valor de corrente direta em pulsos (105 mA) aplica-se sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso não superior a 100 microssegundos (μs).
4. Características Eletro-Óticas
Esta secção detalha os principais parâmetros de desempenho do LED em condições típicas de operação, principalmente a uma corrente direta (IF) de 60 mA.
4.1 Dados de Desempenho Típicos
| Parâmetro | Símbolo | Valores | Unidade | Condição de Teste |
|---|---|---|---|---|
| Coordenadas de Cromaticidade | x, y | Típ. 0,292, 0,306 | - | IFI_F = 60mA |
| Fluxo Luminoso | Φv | Mín: 19,4, Típ: 23,0, Máx: 29,0 | lm | |
| Ângulo de Visão (Meio Ângulo) | 2θ1/2 | Típ. 120 | graus | |
| Tensão Direta | VF | Mín: 2,9, Típ: 3,2, Máx: 3,5 | V |
Notas Críticas de Aplicação:
- Fluxo Luminoso (Φv):Representa a saída total de luz visível medida com uma esfera integradora. Um código de classificação está marcado em cada saco de embalagem.
- Cromaticidade (x, y):Derivado do diagrama de cromaticidade CIE 1931. Uma tolerância de ±0,01 deve ser aplicada às coordenadas típicas.
- Descarga Eletrostática (ESD):Os LEDs são sensíveis à ESD. Procedimentos de manuseio adequados, utilizando pulseiras antiestáticas, luvas antiestáticas e equipamento aterrado, são obrigatórios para prevenir danos.
- Tolerâncias de Medição:A medição do fluxo luminoso tem uma margem de ±10%. A medição da tensão direta tem uma margem de ±0,1 V.
- Gestão Térmica:A resistência térmica junção-ponto de solda (Rjt) é um parâmetro crítico. É fornecido um valor de referência de 30°C/W quando montado numa PCB de núcleo metálico de alumínio (MCPCB) especificada de 2,5x2,5x0,17 cm. Um dissipador de calor adequado é essencial para manter a temperatura da junção dentro dos limites e garantir o desempenho e a longevidade.
4.2 Análise das Curvas de Desempenho
A folha de dados fornece várias representações gráficas do desempenho do dispositivo:
- Distribuição Espectral de Potência Relativa:Mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda, definindo as características de cor da luz branca 8500K.
- Padrão de Radiação / Característica do Ângulo de Visão:Ilustra a distribuição angular da intensidade luminosa, confirmando o amplo ângulo de visão de 120 graus.
- Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Essencial para o design do circuito, mostra a relação entre a corrente de acionamento e a queda de tensão no LED. A curva é não linear, típica do comportamento de um díodo.
- Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção:Demonstra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção do LED aumenta. Isto realça a importância da gestão térmica.
- Tensão Direta vs. Temperatura da Junção:Mostra a ligeira variação da tensão direta com alterações na temperatura da junção.
5. Sistema de Binning e Classificação
Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação para cor, brilho e tensão.
5.1 Binning de Cor
Os LEDs são classificados em regiões de cromaticidade específicas (ranks) no diagrama CIE 1931. A folha de dados define coordenadas para os ranks L1 e L5. Aplica-se uma tolerância de ±0,01 às coordenadas (x, y) dentro de cada bin definido.
5.2 Binning de Fluxo Luminoso
Os LEDs são classificados com base na sua saída total de luz a 60 mA.
| ΦvBin | Gama de Fluxo Luminoso (lm) a IF= 60 mA | |
|---|---|---|
| Mín | Máx | |
| S0 | 19.4 | 24.0 |
| S1 | 24.0 | 29.0 |
A tolerância no fluxo luminoso é de ±10%.
5.3 Binning de Tensão Direta
Os LEDs também são classificados pela sua queda de tensão direta a 60 mA.
| VFBin | Gama de Tensão Direta (V) a IF= 60 mA | |
|---|---|---|
| Mín | Máx | |
| V1 | 2.9 | 3.1 |
| V2 | 3.1 | 3.2 |
| V3 | 3.2 | 3.3 |
| V4 | 3.3 | 3.5 |
A tolerância na tensão direta é de ±0,1 V.
5.4 Código de Bin e Etiquetagem
Um código de bin completo é formado pela combinação dos ranks de cada categoria: Tensão / Fluxo / Cor (ex.: V1/S0/L1). Este código completo é indicado na etiqueta do produto para rastreabilidade e seleção.
6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
O dispositivo é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil recomendado é crucial para prevenir danos térmicos.
| Característica do Perfil | Especificação para Montagem sem Chumbo |
|---|---|
| Taxa Média de Aquecimento (TSmaxa TP) | 3°C/segundo máx. |
| Temperatura de Pré-aquecimento | 150°C a 200°C |
| Tempo de Pré-aquecimento | 60–180 segundos |
| Tempo Acima do Líquidus (TLL = 217°C) | 60–150 segundos |
| Temperatura de Pico (TP) | p) |
| 260°C máx.P) | Tempo dentro de 5°C do Pico (t |
| p) | 5 segundos máx. |
| Taxa de Arrefecimento | 6°C/segundo máx. |
Tempo Total de 25°C ao Pico
- 8 minutos máx.6.2 Notas Críticas de Montagem
- Métodos de Soldagem:A soldagem por refluxo é o método principal. A soldagem manual é possível, mas limitada a 350°C por um máximo de 2 segundos, uma única vez. O refluxo pode ser realizado até três vezes no máximo nas condições de pico especificadas.
- Referência de Temperatura:Todas as temperaturas do perfil referem-se ao lado superior do corpo do pacote.
- Sensibilidade à Humidade:Os LEDs são sensíveis à humidade. Se forem removidos da sua embalagem seca original por mais de 168 horas (1 semana), devem ser pré-aquecidos a 60°C durante 60 minutos antes da soldagem para prevenir o efeito \"pipoca\" ou a delaminação durante o refluxo.
- Armazenamento:Para armazenamento prolongado fora do saco original, utilize um recipiente selado com dessecante ou um ambiente de azoto.
- Arrefecimento:Evite o arrefecimento rápido (têmpera) a partir da temperatura de pico.
- Regra Geral:Utilize sempre a temperatura de soldagem mais baixa possível que garanta uma junta fiável.
Soldagem por Onda/Imersão:
Este método não é recomendado nem garantido para este pacote SMD.
| No. | 7. Dados de Testes de Fiabilidade | O produto foi submetido a uma série de testes de fiabilidade padronizados. Os resultados demonstram robustez sob vários tipos de stress ambiental e operacional. Todos os testes listados foram realizados com uma amostra de 20 unidades, e não foram reportadas falhas. | Item de Teste | Condição de Teste |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Duração | TsFalhasFVida Operacional a Alta Temperatura (HTOL) | T_a=85°C, I_F=60mA | 1000 hrs |
| 2 | 0/20 | TaVida Operacional a Baixa Temperatura (LTOL)FT_a=-40°C, I_F=60mA | 1000 hrs | 0/20 |
| 3 | Vida Operacional a Alta Temp./Alta Humidade | 60°C / 90% RH, I_F=60mAF500 hrs | 0/20 | Vida Operacional em Humidade Pulsada |
| 4 | 60°C/90%RH, I_F=60mA, 30min ligado/desligado | 500 hrsF0/20 | Armazenamento a Alta Temperatura (HTS) | 100°C |
| 5 | 1000 hrs | 0/20 | Armazenamento a Baixa Temperatura (LTS) | -40°C |
| 6 | 1000 hrs | 0/20 | Ciclo Térmico (TC) | -40°C ↔ 100°C, permanência de 30min |
| 7 | 200 ciclos | 0/20 | Choque Térmico (TS) | -40°C ↔ 100°C, permanência de 20min |
| 8 | 200 ciclos | 0/20 | 8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design | 8.1 Cenários de Aplicação Típicos |
Iluminação Geral de Indicadores:
Indicadores de estado, luzes de ligação, retroiluminação para painéis ou interruptores.
- Iluminação Decorativa e Arquitetónica:Iluminação de destaque, iluminação de contorno e outras aplicações onde um feixe amplo e uniforme é desejável.
- Eletrónica de Consumo:Retroiluminação para pequenos visores, iluminação de teclado ou elementos decorativos em dispositivos.
- Iluminação Interior Automóvel:Luzes de leitura, iluminação de porta-luvas ou outras aplicações não exteriores (sujeito a qualificação adicional para normas automóveis).
- 8.2 Considerações Críticas de DesignAcionamento por Corrente:
Acione sempre o LED com uma fonte de corrente constante, não de tensão constante. A corrente de acionamento típica é de 60 mA, mas o circuito deve limitar a corrente máxima a 80 mA contínuos. Um resistor limitador de corrente em série usado com uma fonte de tensão é um método simples, mas para estabilidade sobre variações de temperatura e tensão, recomenda-se um CI driver de LED dedicado.
- Gestão Térmica:Este é o aspeto mais crítico do design de LED para desempenho e vida útil. A dissipação de potência de 280 mW (a 60 mA, 3,2V = 192 mW típicos) deve ser efetivamente conduzida para longe da junção do LED. Utilize os dados de resistência térmica fornecidos (R
- jt=30°C/W) para calcular o dissipador de calor necessário para manter Tj abaixo de 100°C. Por exemplo, na MCPCB de referência, com uma ambiente de 50°C e dissipação de 192 mW, Tj seria aproximadamente 50°C + (0,192W * 30°C/W) = 55,8°C, o que é seguro.jDesign Ótico:jO ângulo de visão de 120 graus proporciona um feixe muito amplo e difuso. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias (lentes ou refletores).
- Proteção contra ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nos traços da PCB ligados ao LED, especialmente em ambientes propensos a descargas estáticas.
- Binning para Consistência:Para aplicações que requerem cor ou brilho uniformes em vários LEDs, especifique bins apertados (ex.: um único rank de cor e bin de fluxo) ao encomendar.
- 9. Comparação Técnica e Tendências9.1 Posicionamento do Produto
O LTW-K140SXR85 representa um pacote LED SMD padronizado e maduro. As suas principais vantagens são a compatibilidade com montagem automatizada, fiabilidade comprovada e ampla disponibilidade. Comparado com pacotes mais novos e menores (ex.: 0402, 0201), oferece maior saída de luz e potencialmente melhor desempenho térmico devido ao seu tamanho maior. Comparado com pacotes LED de alta potência maiores, é mais fácil de integrar e requer circuitos de acionamento e gestão térmica menos complexos.
9.2 Contexto da Indústria
A transição para fabrico sem chumbo (conforme RoHS) e ecológico é totalmente adotada neste produto. O perfil de refluxo especificado está alinhado com os processos modernos de montagem sem chumbo utilizados em toda a indústria eletrónica. A tendência na iluminação de estado sólido continua a evoluir para maior eficácia (mais lúmens por watt), mas este pacote padrão mantém-se relevante para aplicações onde a eficiência ultra-alta é menos crítica do que o custo, a fiabilidade e a facilidade de uso.
.2 Industry Context
The move towards lead-free (RoHS compliant) and green manufacturing is fully embraced in this product. The specified reflow profile aligns with modern lead-free assembly processes used across the electronics industry. The trend in solid-state lighting continues towards higher efficacy (more lumens per watt), but this standard package remains relevant for applications where ultra-high efficiency is less critical than cost, reliability, and ease of use.
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. |