Ficha Técnica do LED SMD de Média Potência 67-21ST - Pacote PLCC-2 - Tensão Máx. 9.6V - Corrente 60mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 67-21ST é um LED de média potência de montagem em superfície (SMD) alojado num pacote PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). É um LED branco de visão superior concebido para oferecer um equilíbrio entre desempenho, eficiência e fiabilidade para soluções de iluminação modernas. O seu fator de forma compacto e construção robusta tornam-no adequado para processos de montagem automatizada.

1.1 Vantagens e Posicionamento Principais

Esta série de LEDs está posicionada como uma solução versátil para iluminação geral e decorativa. As suas principais vantagens resultam de uma combinação de características ópticas e elétricas. Oferece alta eficácia luminosa, contribuindo para projetos energeticamente eficientes. O pacote oferece um amplo ângulo de visão de 120 graus, garantindo uma distribuição de luz uniforme. Além disso, está disponível com opções de alto Índice de Reprodução de Cor (CRI), com um CRI mínimo de 80 para os modelos padrão e opções que se estendem até CRI 90, tornando-o adequado para aplicações onde a perceção precisa da cor é importante. O produto adere às principais normas ambientais e de segurança, sendo livre de chumbo, conforme com o REACH da UE e cumprindo os requisitos livres de halogéneo (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Aplicações Alvo

A combinação de características torna este LED ideal para uma vasta gama de aplicações. Os usos principais incluem iluminação ambiente geral e de tarefas. É também muito adequado para iluminação decorativa, iluminação de destaque arquitetónico e iluminação de entretenimento ou palco devido à sua saída de cor consistente. Adicionalmente, pode ser utilizado em luzes indicadoras, iluminação de interruptores e várias outras tarefas de iluminação que requeiram uma fonte de luz branca compacta e fiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise detalhada e objetiva dos principais parâmetros de desempenho do LED sob condições de teste padrão (temperatura do ponto de soldadura a 25°C).

2.1 Especificações Absolutas Máximas

As Especificações Absolutas Máximas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições para operação normal.

• Corrente Direta (I_F): 80 mA (Contínua)
• Corrente Direta de Pico (I_FP): 160 mA (Pulsada, Ciclo de Trabalho 1/10, Largura de Pulso 10ms)
• Dissipação de Potência (P_d): 800 mW
• Temperatura de Operação (T_opr): -30°C a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg): -40°C a +100°C
• Resistência Térmica, Junção ao Ponto de Soldadura (R_{th J-S}): 17 °C/W
• Temperatura Máxima da Junção (T_j): 115 °C
• Temperatura de Soldadura: Reflow: 260°C por 10 segundos máx.; Soldadura Manual: 350°C por 3 segundos máx.

Nota Importante: O dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas (ESD). Devem ser observadas precauções adequadas de manuseamento ESD durante todas as fases de produção e manuseamento.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são especificados à corrente direta de operação típica de 60mA.

• Fluxo Luminoso (Φ): Os valores mínimos variam de 70 lm a 76 lm dependendo da variante específica do produto e da temperatura de cor correlacionada (CCT). Aplica-se uma tolerância típica de ±11%.
• Tensão Direta (V_F): A especificação máxima é 9.6V. A gama típica durante a operação situa-se entre 8.7V e 9.6V, com uma tolerância de ±0.1V.
• Índice de Reprodução de Cor (C_RIou R_a): As variantes padrão têm um CRI mínimo de 80. O valor R9 (vermelho saturado) é especificado como um mínimo de 0 para estes bins padrão. A tolerância é ±2.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor de pico.
• Corrente Reversa (I_R): Máximo 50 µA a uma tensão reversa (V_R) de 15V.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning compatível com ANSI para garantir a consistência de cor e fluxo. O número do produto contém códigos que definem o seu bin de desempenho.

3.1 Decodificação do Número do Produto

A estrutura67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 Tcontém informação chave:

• HXX: Representa o bin de cromaticidade e fluxo. Os dois primeiros dígitos estão frequentemente relacionados com a CCT (ex., 27 para 2700K, 30 para 3000K).
• XX: Representa o código do bin de fluxo (ex., 70, 73, 76 lm mín.).
• 96: Índice de Tensão Direta, indicando V_Fmáx = 9.6V.
• Z6: Índice de Corrente Direta, indicando I_F= 60mA.

3.2 Binning de Cromaticidade (Cor)

O LED é classificado de acordo com a sua Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e coordenadas de cromaticidade precisas no diagrama CIE 1931. A ficha técnica fornece caixas de coordenadas detalhadas para cada CCT (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Cada CCT é ainda dividida em sub-bins (ex., A, B, C, D, F, G para 2700K) definidos por intervalos específicos de coordenadas x,y. Este binning apertado garante um desvio de cor mínimo entre LEDs numa matriz. Os intervalos de referência garantem que a CCT se situa dentro das tolerâncias padrão ANSI (ex., 2580K-2700K para um bin de 2700K).

3.3 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo é categorizado em bins definidos por um código e uma saída luminosa mínima/máxima a 60mA.

• R5: 70 – 76 lm
• R5B: 73 – 76 lm
• R6: 76 – 83 lm
• R7: 83 – 90 lm

A tolerância padrão para o fluxo luminoso é ±11%.

3.4 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é agrupada para auxiliar no projeto do driver e no emparelhamento de corrente.

• Grupo 8796:
  • 87C: 8.7V – 9.0V
  • 90C: 9.0V – 9.3V
  • 93C: 9.3V – 9.6V

A tolerância para a tensão direta é ±0.1V.

4. Considerações Térmicas e de Fiabilidade

4.1 Gestão Térmica

A resistência térmica da junção ao ponto de soldadura é de 17 °C/W. Este parâmetro é crucial para calcular a temperatura da junção (T_j) durante a operação. Exceder a T_jmáxima de 115°C reduzirá significativamente a vida útil e pode causar falha. Um projeto térmico adequado da PCB, incluindo área de cobre suficiente e possivelmente vias térmicas, é essencial para manter uma baixa temperatura no ponto de soldadura, especialmente quando operando na corrente direta máxima ou perto dela.

4.2 Diretrizes de Soldadura

O LED é compatível com processos padrão de soldadura por reflow. O perfil máximo é de 260°C de temperatura de pico por um máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por pastilha. Recomenda-se seguir o perfil de reflow sugerido para pacotes PLCC semelhantes para evitar choque térmico ou danos no pacote.

5. Notas de Projeto para Aplicação

5.1 Seleção do Driver

Dada a gama de tensão direta (até 9.6V máx. a 60mA), um driver de corrente constante é obrigatório para operação estável e para prevenir fuga térmica. O driver deve ser especificado para uma corrente de saída de 60mA (± tolerância apropriada). Para projetos que utilizam múltiplos LEDs em série, a tensão direta cumulativa deve ser considerada. A ligação em paralelo de LEDs não é geralmente recomendada sem equilíbrio de corrente individual.

5.2 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 120 graus é benéfico para aplicações que requerem iluminação ampla e uniforme sem ópticas secundárias. Para aplicações que necessitam de um feixe focalizado, serão necessárias ópticas primárias (lentes). A resina transparente do pacote garante alta eficiência de extração de luz.

5.3 Recomendações de Layout da PCB

O desenho das pastilhas da PCB deve corresponder à pegada recomendada para o pacote PLCC-2 para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica. Para melhorar o desempenho térmico, ligue a pastilha térmica (se presente na pegada) a um grande plano de cobre. A utilização de vias térmicas sob o pacote para ligar a camadas internas ou inferiores de cobre pode melhorar significativamente a dissipação de calor.

6. Lista de Produção em Massa e Especificações Típicas

A ficha técnica lista várias configurações padrão do produto disponíveis em produção em massa. Um exemplo é o67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT: 3000K
• CRI (Mín.): 80
• R9 (Mín.): 0
• Fluxo Luminoso (Mín.): 73 lm
• Tensão Direta (Máx.): 9.6V
• Corrente Direta: 60mA

Existem variantes semelhantes para 2700K (70 lm mín.), 4000K (76 lm mín.), 5000K (76 lm mín.), 5700K (76 lm mín.) e 6500K (76 lm mín.), todas com CRI mínimo de 80.

7. Comparação e Posicionamento Técnico

Comparado com LEDs tradicionais de baixa potência, o 67-21ST oferece uma saída luminosa significativamente maior por pacote, reduzindo o número de componentes necessários para uma determinada intensidade luminosa. Comparado com LEDs de alta potência, oferece tipicamente melhor eficácia a correntes de operação mais baixas e simplifica a gestão térmica devido à menor dissipação de potência por dispositivo. O seu pacote PLCC-2 é um formato padrão da indústria, económico e com fiabilidade comprovada, oferecendo um forte equilíbrio entre desempenho, facilidade de uso e custo para aplicações de iluminação geral de média potência.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

8.1 Qual é a tensão de operação típica?

Embora o máximo seja 9.6V, a tensão direta típica a 60mA será mais baixa, frequentemente na gama de 8.7V a 9.3V dependendo do bin de tensão específico. Projete sempre o driver para acomodar a tensão máxima.

8.2 Posso alimentar este LED a 80mA?

A Especificação Absoluta Máxima para corrente direta contínua é 80mA. Operar a esta corrente é possível, mas gerará mais calor, reduzirá a eficácia e potencialmente encurtará a vida útil. É crucial garantir que a temperatura da junção permaneça abaixo de 115°C implementando uma excelente gestão térmica. A condição de operação recomendada é 60mA.

8.3 Como é garantida a consistência da cor?

A consistência da cor é alcançada através de um binning apertado no diagrama de cromaticidade CIE. Ao selecionar LEDs do mesmo sub-bin de CCT e cromaticidade (ex., 30K-F), pode ser alcançada uma correspondência de cor muito próxima dentro de um único lote de produção ou entre lotes.

8.4 É necessário um dissipador de calor?

Para um único LED operando a 60mA (~0.55W de potência elétrica), um dissipador de calor dedicado geralmente não é necessário se estiver montado numa PCB padrão com alguma área de cobre para espalhamento de calor. No entanto, para matrizes de LEDs ou operação em altas temperaturas ambientes, é necessário um projeto térmico cuidadoso da PCB (usando vias térmicas, cobre mais espesso), e pode ser necessário um dissipador de calor externo para manter uma operação fiável.