Ficha Técnica de LED Branco Frio PLCC-2 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 3.1V - Potência 0.062W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um componente LED de montagem em superfície que utiliza o pacote PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo emite luz Branca Fria e é projetado para confiabilidade e desempenho em ambientes exigentes. O seu principal alvo de projeto são os sistemas de iluminação interior automotiva, onde a consistência de cor, brilho e estabilidade a longo prazo são críticas.

As principais vantagens deste LED incluem o seu fator de forma compacto, o amplo ângulo de visão de 120 graus adequado para iluminação difusa e a construção robusta qualificada segundo o padrão AEC-Q101 para componentes automotivos. Também está em conformidade com as diretivas ambientais RoHS e REACH. A intensidade luminosa típica é de 1800 milicandelas (mcd) quando alimentado por uma corrente padrão de 20 miliamperes (mA).

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros operacionais são definidos sob condições padrão de teste. A corrente direta (I_F) tem um ponto de operação recomendado de 20 mA, com um mínimo de 2 mA e um máximo absoluto de 30 mA. A 20 mA, a tensão direta típica (V_F) é de 3,10 Volts, com uma faixa de 2,75V a 3,75V. Isto resulta numa dissipação de potência típica de aproximadamente 62 miliwatts (0,062 Watts).

A saída fotométrica primária é caracterizada pela intensidade luminosa. O valor típico é de 1800 mcd, com um mínimo de 1120 mcd e um máximo de 2800 mcd a 20 mA. A cor é definida pelas coordenadas de cromaticidade CIE 1931, com um alvo típico de (0,3; 0,3). A tolerância para estas coordenadas é de ±0,005, garantindo a consistência da cor. O ângulo de visão, onde a intensidade luminosa é metade do valor de pico, é de 120 graus com uma tolerância de ±5 graus.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Gestão Térmica

Para garantir a longevidade do dispositivo, as condições de operação nunca devem exceder as especificações máximas absolutas. A corrente direta contínua máxima permitida é de 30 mA. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto de curta duração (I_FM) de 250 mA para pulsos ≤ 10 microssegundos. A temperatura máxima da junção (T_J) é de 125°C. A faixa de temperatura ambiente de operação recomendada é de -40°C a +110°C.

O desempenho térmico é quantificado pela resistência térmica. A resistência térmica real da junção ao ponto de solda (R_th_JS_real) é no máximo de 180 K/W. A resistência térmica elétrica (R_th_JS_el), derivada do método da tensão direta, é no máximo de 120 K/W. Um projeto térmico adequado da PCB é essencial para manter a temperatura da junção dentro dos limites seguros, especialmente em correntes de acionamento mais altas ou temperaturas ambientes elevadas.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra o perfil de emissão do LED Branco Frio convertido por fósforo. Apresenta um pico amplo na região azul do chip primário e um pico secundário mais amplo na região amarela/verde do fósforo, combinando-se para produzir luz branca. O diagrama típico do padrão de radiação confirma a distribuição tipo Lambertiana com o ângulo de visão especificado de 120 graus.

3.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

O gráfico que relaciona a corrente direta com a tensão direta exibe a relação exponencial característica de um díodo. É crucial para o projeto do circuito garantir que o driver possa fornecer a tensão necessária, especialmente considerando aV_Fvariação com a temperatura e entre unidades individuais.

3.3 Dependência da Temperatura

Vários gráficos ilustram o comportamento do dispositivo em função da temperatura. A intensidade luminosa relativa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, um fenómeno comum a todos os LEDs. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo linearmente com o aumento da temperatura. As coordenadas de cromaticidade (CIE x, y) também se deslocam com a corrente direta e a temperatura da junção, o que é uma consideração importante para aplicações críticas em termos de cor.

3.4 Derating e Operação Pulsada

A curva de derating da corrente direta dita a corrente contínua máxima permitida com base na temperatura do ponto de solda (T_S). Por exemplo, a uma temperatura do ponto de 110°C, a corrente máxima é de 22 mA. O gráfico de capacidade de manuseio de pulsos permitidos fornece orientação para esquemas de acionamento pulsado, mostrando a corrente de pico do pulso (I_FP) permitida para uma determinada largura de pulso (t_p) e ciclo de trabalho (D).

4. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base na intensidade luminosa e nas coordenadas de cromaticidade para garantir a consistência de desempenho dentro de um lote de produção.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em códigos de bin alfanuméricos que vão desde L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). Para este produto específico, a saída típica situa-se nos bins AB (1400-1800 mcd) e BA (1800-2240 mcd), conforme destacado na ficha técnica. A tolerância de medição do fluxo luminoso é de ±8%.

4.2 Binning de Cromaticidade (Branco Frio)

A cor Branco Frio é definida dentro de regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A ficha técnica fornece as coordenadas dos cantos para vários códigos de bin (por exemplo, FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0). Isto permite aos projetistas selecionar um bin que atenda aos seus requisitos precisos de temperatura de cor e tonalidade. O alvo típico é o bin NK0 com coordenadas (0,3339; 0,3336).

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED utiliza um pacote padrão PLCC-2 de montagem em superfície. O desenho mecânico especifica as dimensões críticas, incluindo comprimento total, largura, altura, espaçamento dos terminais e posições dos pontos de solda. A adesão a estas dimensões é vital para o projeto do footprint da PCB e para a montagem automatizada.

5.2 Layout Recomendado dos Pontos de Solda & Polaridade

É fornecido um padrão recomendado para os pontos de solda (land pattern) para garantir a formação confiável das juntas de solda e um alívio térmico adequado. O diagrama indica claramente os pontos do ânodo e do cátodo. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O componente é adequado para processos de soldagem por reflow. A ficha técnica especifica um perfil com uma temperatura de pico de 260°C, que não deve ser excedida por mais de 30 segundos. As taxas de pré-aquecimento, estabilização, reflow e arrefecimento devem ser controladas de acordo com as diretrizes padrão IPC/JEDEC para dispositivos sensíveis à humidade (MSL 2).

6.2 Precauções de Utilização

As precauções gerais de manuseio incluem evitar tensão mecânica na lente, proteger o dispositivo de descargas eletrostáticas (classificação ESD de 8 kV HBM) e armazenar em condições apropriadas para manter a classificação MSL 2. O LED não foi projetado para operação com tensão reversa.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

O número da peça é 57-11-C70200H-AM. As informações de encomenda normalmente incluem o número da peça base e podem envolver a especificação dos bins desejados para intensidade luminosa e cor. A embalagem é geralmente em fita e bobina para compatibilidade com equipamentos de montagem pick-and-place de alta velocidade. As dimensões exatas da bobina e a orientação do componente são detalhadas na secção de informações de embalagem.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Aplicações Típicas

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva, como iluminação para botões do painel de instrumentos, painéis de controlo, iluminação ambiente e luzes indicadoras. A sua confiabilidade e qualificação também o tornam adequado para outros ambientes exigentes.

8.2 Considerações de Projeto de Circuito

Os projetistas devem implementar um circuito driver de corrente constante para garantir uma saída de luz estável e evitar a fuga térmica. A corrente deve ser definida em ou abaixo de 20 mA para operação típica, considerando os requisitos de derating com base no ambiente térmico da aplicação. Um resistor limitador de corrente é insuficiente para aplicações de precisão devido àV_Fvariação. O amplo ângulo de visão elimina a necessidade de ópticas secundárias em muitos cenários de iluminação difusa.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-2 genéricos, os principais diferenciadores deste dispositivo são a sua qualificação automotiva AEC-Q101, que envolve testes de stress rigorosos para humidade, ciclagem térmica e vida operacional, e a sua estrutura de binning mais apertada para intensidade luminosa e cor. A classificação ESD de 8 kV também excede as ofertas típicas de grau comercial, proporcionando maior robustez contra eventos eletrostáticos durante o manuseio e montagem.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a corrente mínima necessária para o LED acender?

R: A corrente direta pode ser tão baixa quanto 2 mA, mas a intensidade luminosa será significativamente menor do que o valor nominal a 20 mA.

P: Como é que a temperatura afeta a saída de luz?

R: A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. O gráfico na secção 3.3 quantifica esta relação, mostrando uma redução para cerca de 40% do seu valor à temperatura ambiente a uma temperatura de junção de 140°C.

P: Posso alimentar este LED com uma fonte de 5V e um resistor?

R: Sim, mas com cuidado. Com umaV_Ftípica de 3,1V, um resistor em série precisaria de dissipar 1,9V a 20 mA, exigindo um resistor de 95 ohms. Este método é sensível a variações naV_Fe na tensão da fonte, levando a alterações no brilho. Um driver de corrente constante é recomendado para um desempenho estável.

P: O que significa MSL 2 para armazenamento?

R: Nível de Sensibilidade à Humidade 2 indica que o pacote pode ser armazenado num ambiente de fábrica (

11. Estudo de Caso de Implementação

Considere uma aplicação de retroiluminação da consola central automotiva. Vários LEDs são colocados atrás de um painel de plástico translúcido. Utilizando o ângulo de visão de 120 graus, podem ser necessários menos LEDs para obter uma iluminação uniforme em comparação com um dispositivo de ângulo mais estreito. O projetista seleciona o bin de intensidade BA e o bin de cor NK0 para garantir brilho e cor consistentes em todas as unidades. Um CI driver de LED dedicado fornece uma corrente constante de 18 mA a cada série, ligeiramente abaixo dos 20 mA típicos para prolongar a vida útil e contabilizar o aquecimento local. Vias térmicas são colocadas sob os pontos de solda na PCB para conduzir o calor para um plano de terra interno, mantendo a temperatura do ponto de solda abaixo de 85°C para permitir a operação com corrente total de acordo com a curva de derating.

12. Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN) que emite luz azul quando polarizado diretamente (eletroluminescência). Esta luz azul é parcialmente absorvida por uma camada de fósforo de granato de ítrio e alumínio (YAG) que reveste o chip. O fósforo reemite esta energia como um amplo espectro de luz amarela. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como luz branca, especificamente na gama de temperatura de cor "branco frio".

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs SMD para iluminação automotiva e geral continua em direção a uma maior eficácia (mais lúmens por watt), um índice de reprodução de cor (IRC) melhorado e maior confiabilidade a temperaturas de operação mais elevadas. A tecnologia de pacotes está a evoluir para permitir maior densidade de potência e melhor gestão térmica do chip para a placa. Há também um foco em binning de cor e fluxo mais apertado para reduzir o custo do sistema, minimizando a necessidade de correção eletrónica de cor. Os materiais semicondutores e de fósforo subjacentes estão constantemente a ser refinados para eficiência e longevidade.