Ficha Técnica de LED Branco Frio PLCC-6 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 3.2V - Potência 0.48W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED Branco Frio de alto desempenho, para montagem em superfície, em encapsulamento PLCC-6 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo é projetado para aplicações exigentes, particularmente no setor automotivo, onde a confiabilidade e o desempenho em condições adversas são primordiais. As suas principais vantagens incluem alta intensidade luminosa, um amplo ângulo de visão e uma construção robusta que atende aos padrões de grau automotivo.

O mercado-alvo principal é a iluminação automotiva, abrangendo tanto aplicações externas, como luzes de circulação diurna e luzes de posição, quanto iluminação interna, como iluminação do painel de instrumentos, iluminação ambiente e retroiluminação de interruptores. A qualificação AEC-Q101 e a conformidade com as diretivas RoHS e REACH reforçam a sua adequação para as cadeias de fornecimento automotivas globais.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros operacionais são definidos sob condições típicas de corrente direta (I_F) de 150 mA e temperatura ambiente de 25°C.

• Corrente Direta (I_F):A corrente operacional recomendada é de 150 mA, com um valor absoluto máximo de 200 mA. É necessária uma corrente mínima de 20 mA para operação.
• Intensidade Luminosa (I_V):O valor típico é de 10.000 milicandelas (mcd) a 150 mA, com um mínimo de 7.100 mcd e um máximo de até 18.000 mcd, dependendo do lote (bin). A tolerância de medição é de ±8%.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 3,2 volts, variando de um mínimo de 2,50 V a um máximo de 3,75 V a 150 mA. A tolerância de medição da tensão é de ±0,05V.
• Ângulo de Visão:Um amplo ângulo de 120 graus (2θ_½) garante uma distribuição de luz ampla e uniforme.
• Coordenadas de Cromaticidade (CIE x, y):As coordenadas típicas são (0,3, 0,3). A tolerância para estas coordenadas é de ±0,005.

2.2 Especificações Térmicas e Valores Absolutos Máximos

Compreender os limites é crucial para um projeto confiável.

• Dissipação de Potência (P_d):Máximo de 750 mW.
• Temperatura de Junção (T_j):Máximo absoluto de 125°C.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:Faixa de -40°C a +110°C.
• Resistência Térmica:A resistência térmica junção-ponto de solda é especificada como 40 K/W (real) e 30 K/W (elétrica).
• Sensibilidade ESD (HBM):Classificado para 8 kV, indicando boa robustez no manuseio.
• Corrente de Surto (I_FM):Suporta pulsos de 750 mA por ≤10 µs com um ciclo de trabalho baixo.

3. Explicação do Sistema de Lotes (Binning)

A saída do LED é categorizada em lotes (bins) para garantir consistência. Os projetistas devem selecionar os lotes apropriados para os requisitos da sua aplicação.

3.1 Lotes de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um código alfanumérico (ex.: L1, EA, FB). A tabela fornecida lista lotes desde L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). Para este produto específico, os lotes de saída possíveis são destacados, com uma intensidade típica de 10.000 mcd enquadrando-se nos lotes EA (7100-9000 mcd) ou EB (9000-11200 mcd). O lote exato deve ser confirmado a partir da informação de encomenda.

3.2 Lotes de Cromaticidade (Cor)

A cor branca é classificada de acordo com as coordenadas CIE 1931 (x, y). A ficha técnica define lotes específicos (ex.: 64A, 64B, 64C, 64D, 60A, 60B) com limites de coordenadas apertados e faixas de temperatura de cor correlacionada (CCT), tipicamente em torno de 6240K a 6680K, o que corresponde a uma aparência de branco frio. As coordenadas típicas (0,3, 0,3) estariam dentro de um desses lotes definidos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos fornecem uma visão do comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra um pico na região do comprimento de onda azul, típico de um LED branco convertido por fósforo. O gráfico do padrão de radiação confirma a distribuição do tipo Lambertiana com um ângulo de visão de 120 graus, onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico.

4.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

O gráfico ilustra a relação exponencial. A 150 mA, a tensão é aproximadamente 3,2V. Esta curva é essencial para projetar o circuito condutor limitador de corrente.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. O gráfico mostra a intensidade relativa a saturar em correntes mais altas, enfatizando a importância de operar dentro da faixa recomendada para eficiência e longevidade.

4.4 Dependência da Temperatura

Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção:A saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Na temperatura máxima de junção de 125°C, a intensidade relativa é significativamente menor do que a 25°C. Uma gestão térmica adequada é crítica para manter o brilho.

Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção:A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo linearmente com o aumento da temperatura. Isto pode ser usado para monitorização indireta da temperatura em algumas aplicações.

Desvio de Cromaticidade vs. Temperatura e Corrente:Os gráficos mostram como as coordenadas CIE x e y mudam com a temperatura de junção e a corrente direta. Os desvios são geralmente pequenos, mas devem ser considerados em aplicações críticas quanto à cor.

4.5 Redução de Corrente Direta e Capacidade de Pulsos

A curva de redução (derating) dita a corrente direta máxima permitida à medida que a temperatura do ponto de solda (T_S) aumenta. Por exemplo, a uma T_Sde 100°C, o I_Fmáximo é de 110 mA. O gráfico de capacidade de pulsos mostra a corrente direta de pico permitida (I_FA) para várias larguras de pulso (t_p) e ciclos de trabalho (D).

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED utiliza um pacote padrão PLCC-6 para montagem em superfície. As dimensões exatas (comprimento, largura, altura) e espaçamento dos terminais são definidos no desenho mecânico (Secção 7 do PDF original). O contorno do pacote é crucial para o design da área de solda na PCB.

5.2 Layout Recomendado para a Área de Solda

É fornecido um design de padrão de solda (land pattern) para garantir uma soldagem adequada, transferência de calor e estabilidade mecânica. Seguir esta recomendação previne o efeito "tombstoning" e melhora a confiabilidade da junta de solda.

5.3 Identificação da Polaridade

O pacote PLCC-6 tem um canto marcado ou outra característica para indicar o cátodo. A orientação correta é vital para o funcionamento do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É recomendado um perfil de refluxo específico, com uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 30 segundos. Este perfil, compatível com JEDEC, previne danos térmicos ao pacote plástico e ao chip.

6.2 Precauções de Utilização

• Proteção ESD:Embora classificado para 8 kV HBM, devem ser observadas as precauções padrão de ESD durante o manuseio.
• Controlo de Corrente:Alimente sempre o LED com uma fonte de corrente constante, não com tensão constante, para prevenir fuga térmica (thermal runaway).
• Gestão Térmica:Projete a PCB com alívio térmico adequado, utilizando o design de área de solda recomendado e, possivelmente, vias térmicas para dissipar calor.
• Resistência ao Enxofre:O dispositivo é notado por ter robustez ao enxofre, uma característica importante para ambientes automotivos onde gases contendo enxofre podem corroer componentes com acabamento em prata.
• Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL):Classificado MSL 2. Isto significa que o componente deve ser utilizado dentro de 1 ano a partir da data de selagem e deve ser submetido a um processo de "baking" se exposto a condições ambientais além do seu tempo de vida útil antes do refluxo.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Externa Automotiva:Luzes de circulação diurna (DRL), luzes de posição laterais, luzes de stop centrais altas (CHMSL). A alta luminosidade e o amplo ângulo são benéficos.
• Iluminação Interna Automotiva:Retroiluminação do conjunto de instrumentos, botões do sistema de infotainment, tiras de iluminação ambiente, luzes de teto.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito Condutor (Driver):É necessário um driver de corrente constante, comutado ou linear. Calcule o resistor limitador de corrente necessário ou as configurações do driver com base no V_Ftípico e na tensão de alimentação.
• Ótica:O amplo ângulo de 120 graus pode exigir ótica secundária (lentes, guias de luz) para colimar ou moldar o feixe para aplicações específicas.
• Design Térmico:Use a resistência térmica (R_thJS) e a curva de redução para calcular a temperatura de junção esperada. Garanta que T_jpermanece abaixo de 125°C em todas as condições operacionais. Um dissipador de calor na PCB pode ser necessário para operação com alta corrente ou alta temperatura ambiente.
• Seleção de Lote (Bin):Para aplicações que requerem brilho ou cor consistentes em vários LEDs, especifique lotes apertados para intensidade luminosa e coordenadas de cromaticidade.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo típico de energia deste LED?

R: No ponto operacional típico de 150 mA e 3,2V, a potência é P = I_F* V_F= 0,150 A * 3,2 V = 0,48 Watts.

P: Como interpreto o lote de intensidade luminosa 'EA'?

R: O lote 'EA' corresponde a uma faixa de intensidade luminosa de 7.100 a 9.000 mcd quando medido a 150 mA. Qualquer LED rotulado com este lote terá uma intensidade dentro dessa faixa.

P: Este LED pode ser usado diretamente num circuito automotivo de 12V?

R: Não. O LED requer um driver de corrente constante. Ligá-lo diretamente a uma fonte de 12V causaria um fluxo de corrente excessivo, destruindo instantaneamente o dispositivo. Deve ser utilizado um circuito limitador de corrente ou um CI driver de LED dedicado.

P: O que significa 'Robustez ao enxofre'?

R: Indica que os materiais e acabamentos do encapsulamento do LED são resistentes à corrosão causada por gases contendo enxofre (comuns em ambientes industriais e alguns automotivos), melhorando a confiabilidade a longo prazo.

9. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projetar um módulo de luz de circulação diurna (DRL) utilizando este LED.

Passos:

1. Determinar Requisitos:Intensidade luminosa alvo por LED, padrão do feixe, tensão operacional (ex.: sistema de 12V do veículo).
2. Selecionar o Driver:Escolha um CI driver de LED de corrente constante do tipo buck, de grau automotivo, que possa aceitar uma entrada de 9-16V e fornecer uma saída estável de 150 mA.
3. Cálculo Térmico:Estime a temperatura da PCB. Se o ambiente sob o capô puder atingir 85°C, use a curva de redução. A T_S= 95°C, o I_Fmáx. é ~200 mA. Operar a 150 mA fornece uma margem de segurança. Calcule se a área de cobre da PCB é suficiente para manter T_Sabaixo deste nível.
4. Design Ótico:Combine o LED com uma lente TIR (Reflexão Interna Total) para colimar a saída de 120 graus num feixe regulado adequado para um DRL.
5. Especificação do Lote (Bin):Para uma aparência uniforme, especifique um único lote apertado de cromaticidade (ex.: 64B) e um lote de intensidade luminosa (ex.: EB) para todos os LEDs no módulo.