Ficha Técnica de LED RGB PLCC-6 - Ângulo de Visão de 120° - Vermelho 1,95V, Verde 2,75V, Azul 3,00V @20mA - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED RGB (Vermelho, Verde, Azul) de alto desempenho e montagem em superfície, num encapsulamento PLCC-6. O dispositivo foi projetado para proporcionar uma mistura de cores vibrante com um amplo ângulo de visão de 120 graus, tornando-o adequado para aplicações que requerem iluminação uniforme. Uma característica fundamental é a sua qualificação segundo a norma AEC-Q102, indicando robustez e fiabilidade para utilização no exigente ambiente automóvel. O produto cumpre as principais regulamentações ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e requisitos livres de halogênio.

1.1 Vantagens Principais

• Grau Automotivo:Qualificado para AEC-Q102, garantindo desempenho em condições automotivas severas.
• Alta Intensidade Luminosa:Oferece níveis de brilho elevados, particularmente no canal verde (Típ. 2200 mcd).
• Ângulo de Visão Ampla:Ângulo de visão de 120 graus proporciona uma distribuição de luz ampla e uniforme.
• Conformidade Ambiental:Conforme com as normas RoHS, REACH e livre de halogênio (Br/Cl < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Construção Robusta:Apresenta Classe de Robustez à Corrosão B1 e boa proteção contra ESD (2kV para Vermelho, 8kV para Verde/Azul).

1.2 Mercado-Alvo

A aplicação principal para este LED é emiluminação interior automotiva, como retroiluminação de painéis de instrumentos, iluminação de interruptores e sistemas de iluminação ambiente. As suas características também o tornam adequado para iluminação decorativa geral e indicadora onde é necessário um desempenho de cor fiável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

A secção seguinte fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

A condição operacional típica para os parâmetros especificados é a uma corrente direta (I_F) de 20mA e uma temperatura ambiente de 25°C.

• Tensão Direta (V_F):A queda de tensão em cada díodo a 20mA é tipicamente 1,95V (Vermelho), 2,75V (Verde) e 3,00V (Azul). Os projetistas devem ter em conta estas diferenças ao projetar circuitos limitadores de corrente para cada canal de cor, de forma a garantir brilho equilibrado e precisão cromática.
• Intensidade Luminosa (I_V):A saída típica é de 900 mcd (Vermelho), 2200 mcd (Verde) e 280 mcd (Azul). A variação significativa na saída entre cores exige um projeto cuidadoso do *driver* ou controlo por modulação por largura de pulso (PWM) para alcançar os pontos de branco ou tonalidades de cor específicas desejadas.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Define a cor percebida. Os valores típicos são 623nm (Vermelho), 527nm (Verde) e 455nm (Azul). É especificada uma tolerância de ±1nm, que é apertada e benéfica para a consistência de cor na produção.
• Ângulo de Visão (φ):Definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade é metade do valor de pico. A especificação de 120° (tolerância ±5°) indica um padrão de emissão muito amplo, semelhante a Lambertiano, ideal para iluminação de área.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Gestão Térmica

Operar além destes limites pode causar danos permanentes.

• Corrente Direta (I_F):O máximo absoluto é 50mA (Vermelho) e 30mA (Verde/Azul). A corrente operacional recomendada é 20mA. São fornecidas curvas de derating que devem ser seguidas à medida que a temperatura do ponto de solda (T_S) aumenta.
• Dissipação de Potência (P_d):Os valores máximos são 137mW (Vermelho) e 105mW (Verde/Azul). Isto é calculado como V_F* I_F. Exceder este limite arrisca sobreaquecimento.
• Temperatura da Junção (T_J):A temperatura máxima permitida na junção semicondutora é de 125°C.
• Resistência Térmica (R_{th JS}):Este parâmetro, tanto real como elétrico, indica a eficácia com que o calor viaja da junção para o ponto de solda. Valores mais baixos são melhores. Os valores máximos especificados (ex.: 160 K/W para Vermelho) informam o projeto térmico necessário da PCB (área de cobre, *vias*) para manter uma T_J.

3. Análise de Curvas de Desempenho

Os gráficos na ficha técnica fornecem informações críticas sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

3.1 Curva IV e Intensidade Relativa

O gráfico deCorrente Direta vs. Tensão Diretamostra a relação exponencial típica dos díodos. As curvas para Vermelho, Verde e Azul são distintas, confirmando os diferentes valores de V_F. O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretaé quase linear até ao ponto típico de 20mA, além do qual a eficiência pode diminuir (*efficiency droop*), especialmente para os LEDs Verde e Azul.

3.2 Dependência da Temperatura

O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. O LED Vermelho é o mais sensível a alterações de temperatura. O gráfico deTensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra que V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo aproximadamente 2mV/°C. Isto é importante para *drivers* de corrente constante. O gráfico deDesvio de Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura da Junçãoindica que o comprimento de onda dominante se desloca com a temperatura (tipicamente 0,1-0,3 nm/°C), o que pode afetar a estabilidade do ponto de cor em aplicações de precisão.

3.3 Distribuição Espectral e Padrões de Radiação

O gráfico deDistribuição Espectral Relativamostra os picos de emissão estreitos característicos dos LEDs modernos. ODiagrama Característico Típico de Radiaçãopara cada cor confirma visualmente o ângulo de visão de 120° com um perfil de intensidade suave e arredondado.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo utiliza um encapsulamento padrão PLCC-6 (*Plastic Leaded Chip Carrier*) para montagem em superfície. O desenho mecânico especifica o comprimento, largura, altura e espaçamento dos terminais exatos. Esta informação é crucial para o projeto da impressão na PCB, garantindo a colocação e soldagem corretas.

4.2 Pad de Solda Recomendado e Polaridade

É fornecida uma recomendação de padrão de solda (*land pattern*) para garantir juntas de solda fiáveis e estabilidade mecânica. O diagrama de pinagem identifica o ânodo e o cátodo para cada um dos três *chips* LED (Vermelho, Verde, Azul) e a configuração de cátodo comum, o que é essencial para a ligação correta do circuito.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de refluxo com uma temperatura de pico de 260°C durante no máximo 30 segundos. Este é um perfil de refluxo padrão sem chumbo (*lead-free*). O cumprimento deste perfil é necessário para evitar danos térmicos no encapsulamento plástico ou no *die* do LED.

5.2 Precauções de Utilização

• Manuseamento de ESD:Embora o dispositivo tenha proteção ESD integrada (2kV/8kV HBM), devem ser seguidas as precauções padrão de ESD durante o manuseamento e montagem.
• Controlo de Corrente:Os LEDs devem ser alimentados por uma fonte de corrente constante, não de tensão constante, para evitar *thermal runaway*.
• Armazenamento:O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) é 3. Isto significa que o dispositivo deve ser pré-aquecido (*baked*) antes da soldagem se a embalagem tiver sido aberta e exposta à humidade ambiente por mais tempo do que o especificado (tipicamente 168 horas).

6. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para sistemas automóveis de 12V, um circuito típico envolve um regulador de tensão (ex.: para 5V ou 3,3V) seguido por *drivers* de corrente constante separados ou resistências limitadoras de corrente para cada canal RGB. A utilização de controlo PWM a partir de um microcontrolador é o método padrão para mistura de cores dinâmica e *dimming*.

6.2 Considerações de Projeto Térmico

Dada a resistência térmica e a dissipação de potência, a PCB deve funcionar como um dissipador de calor. Isto envolve a utilização de uma área de cobre adequada ligada ao *pad* térmico da impressão do LED, e potencialmente *vias* térmicas para as camadas internas ou inferiores para espalhar o calor. A falha na gestão do calor reduzirá a saída de luz, alterará a cor e encurtará a vida útil.

6.3 Considerações de Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120° frequentemente elimina a necessidade de ótica secundária na iluminação ambiente. Para luz mais focada, podem ser utilizadas lentes externas ou guias de luz. As diferentes intensidades das três cores devem ser calibradas em *software/firmware* para alcançar um ponto de branco alvo (ex.: D65).

7. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

7.1 Como consigo luz branca com este LED RGB?

A luz branca é criada misturando as três cores primárias em proporções de intensidade específicas. Devido às diferentes eficiências luminosas (o Verde é o mais brilhante, o Azul o mais fraco a 20mA), não se pode simplesmente alimentar os três canais com a mesma corrente. Deve calibrar as correntes de alimentação ou os ciclos de trabalho do PWM. Por exemplo, pode alimentar o Vermelho a 20mA, o Verde a uma corrente ou ciclo de trabalho mais baixo, e o Azul a 20mA ou mais, ajustando até alcançar a cromaticidade branca desejada num alvo.

7.2 Posso alimentar este LED com mais de 20mA para maior brilho?

Pode, mas deve consultar estritamente asCurvas de Derating da Corrente Direta. À medida que a temperatura do ponto de solda aumenta, a corrente máxima permitida diminui. Por exemplo, o máximo absoluto do LED Vermelho é 50mA, mas isto só é permitido quando o ponto de solda está a 103°C ou menos. A 110°C, a corrente máxima é de apenas 35mA. Exceder estes limites irá sobreaquecer a junção, causando degradação rápida.

7.3 É necessário um dissipador de calor?

Um dissipador de calor metálico dedicado não é tipicamente necessário para um único LED a 20mA num encapsulamento PLCC-6. No entanto, umpad térmico na PCB bem projetadoé absolutamente necessário e funciona como o dissipador de calor primário. Para *arrays* de LEDs ou operação em altas temperaturas ambientes, a gestão térmica adicional deve ser avaliada com base na dissipação total de potência e no caminho da resistência térmica.

8. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

8.1 Princípio de Funcionamento Básico

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua energia de *bandgap* é aplicada, os eletrões recombinam-se com as lacunas na região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz). A cor (comprimento de onda) da luz é determinada pela energia de *bandgap* dos materiais semicondutores utilizados (ex.: AlInGaP para Vermelho, InGaN para Verde e Azul). O encapsulamento PLCC incorpora o *die* do LED, uma cavidade refletora e uma lente de epóxi transparente que molda a saída de luz.

8.2 Tendências da Indústria

O mercado para LEDs automotivos continua a crescer, impulsionado pela iluminação ambiente interior, sinalização exterior e aplicações avançadas como faróis pixelados. As tendências incluem:

• Maior Eficiência:O desenvolvimento contínuo visa aumentar os lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia e a carga térmica.
• Consistência de Cor Melhorada:Binning mais apertado de comprimento de onda e fluxo para garantir aparência uniforme em aplicações com múltiplos LEDs.
• Encapsulamento Avançado:Desenvolvimento de encapsulamentos com menor resistência térmica e maior eficiência de extração óptica.
• Soluções Integradas:Crescimento de módulos LED com *drivers* e controladores integrados, simplificando o projeto para fornecedores *tier-1* automotivos.

Este LED RGB PLCC-6 representa uma solução madura e fiável que se alinha com os requisitos centrais dos projetos atuais de iluminação automóvel, enfatizando fiabilidade, conformidade regulamentar e desempenho.