Ficha Técnica de LED Branco Frio PLCC-2 - Pacote 1608 - 2.85V @ 10mA - Ângulo de Visão de 120° - 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 (SMD), em pacote PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), designado como tamanho 1608. O dispositivo é projetado para confiabilidade e desempenho em ambientes exigentes, apresentando uma intensidade luminosa típica de 710 milicandelas (mcd) a uma corrente direta de 10 miliamperes (mA). O seu foco principal de projeto são aplicações no interior automotivo, onde a saída de luz consistente, ângulos de visão amplos e construção robusta são primordiais.

As vantagens centrais deste LED incluem a sua pegada compacta de 1608, um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente dispersão da luz, e conformidade com rigorosos padrões automotivos e ambientais, tais como AEC-Q102, RoHS, REACH e requisitos livres de halogênio. É direcionado para mercados que necessitam de iluminação confiável e de longa vida em espaços confinados, como conjuntos de instrumentos de painel de veículos, interruptores com retroiluminação e iluminação geral de destaque no interior da cabine.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais chave definem o desempenho do LED em condições padrão (T_s=25°C). A corrente direta (I_F) tem uma faixa de operação de 2 mA até um máximo de 20 mA, sendo 10 mA a condição de teste típica. Nesta corrente, a tensão direta típica (V_F) é de 2.85V, com uma faixa de 2.5V a 3.75V. A saída fotométrica primária, intensidade luminosa (I_V), é especificada com um valor típico de 710 mcd, um mínimo de 560 mcd, e pode atingir até 1300 mcd. As coordenadas de cromaticidade dominantes (CIE x, y) são aproximadamente 0.3, 0.3, definindo o seu ponto de branco frio. É crucial notar as tolerâncias de medição associadas: ±8% para fluxo luminoso, ±0.05V para tensão direta, e ±0.005 para coordenadas de cromaticidade.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gestão Térmica

Para garantir a longevidade do dispositivo, as condições de operação nunca devem exceder os valores máximos absolutos. A corrente direta contínua máxima é de 20 mA, com um limite de dissipação de potência de 75 mW. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto de curta duração (I_FM) de 50 mA para pulsos ≤10 μs. A temperatura de junção (T_J) não deve exceder 125°C, com uma faixa de temperatura ambiente de operação de -40°C a +110°C. A gestão térmica é crucial; a resistência térmica da junção ao ponto de solda é especificada como 160 K/W (real) e 140 K/W (elétrica). Este parâmetro indica a eficácia com que o calor é transferido para longe do chip do LED, impactando diretamente a estabilidade da saída de luz e a vida útil.

2.3 Especificações de Confiabilidade e Ambientais

O LED é projetado para robustez. Tem uma classificação de sensibilidade ESD (Descarga Eletrostática) de 2 kV (Modelo do Corpo Humano), que é um nível padrão para manuseio de componentes. É qualificado para o padrão AEC-Q102, confirmando a sua adequação para aplicações automotivas. Além disso, atende à Classe de Robustez à Corrosão B1, oferece conformidade com os regulamentos da UE REACH e é livre de halogênio (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). O Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) é 3, o que significa que a embalagem deve ser pré-aquecida se exposta ao ar ambiente por mais de 168 horas antes da soldagem por refluxo.

3. Análise de Curvas de Desempenho

3.1 Curva IV e Eficiência Luminosa

O gráfico de corrente direta versus tensão direta mostra uma relação exponencial característica. À medida que a corrente aumenta de 0 para 25 mA, a tensão sobe de aproximadamente 2.4V para 3.2V. Esta curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente. O gráfico de intensidade luminosa relativa versus corrente direta demonstra que a saída de luz aumenta de forma super-linear com a corrente em níveis mais baixos, antes de tender para a saturação em correntes mais altas, enfatizando a importância de acionar o LED na ou perto da sua corrente recomendada para eficiência ótima.

3.2 Dependência da Temperatura

Os gráficos de desempenho revelam dependências significativas da temperatura. A curva de intensidade luminosa relativa versus temperatura de junção mostra que a saída diminui à medida que a temperatura aumenta. A 100°C, a intensidade é aproximadamente 60-70% do seu valor a 25°C. Por outro lado, a tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo cerca de 0.2V na mesma faixa de temperatura. As coordenadas de cromaticidade também se deslocam com a corrente e a temperatura, o que é uma consideração crítica para aplicações que requerem qualidade de cor consistente.

3.3 Distribuição Espectral e Padrão de Feixe

O gráfico de distribuição espectral relativa confirma um espectro de branco frio, típico de um chip de LED azul com um revestimento de fósforo. O pico está na região azul, com um pico secundário amplo na região amarela/verde do fósforo. O diagrama do padrão de radiação ilustra o perfil de emissão tipo Lambertiano com uma largura total à meia altura (FWHM) de 120°, proporcionando uma iluminação ampla e uniforme.

3.4 Derating e Operação Pulsada

A curva de derating da corrente direta é vital para operação em alta temperatura. Na temperatura máxima da ilha de solda de 110°C, a corrente direta contínua permitida cai para 20 mA. O gráfico também especifica para não usar correntes abaixo de 2mA. O gráfico da capacidade de manuseio de pulsos permitidos permite aos projetistas usar correntes de pico mais altas (I_F) por durações curtas (de 0.1 ms a 10 segundos) em vários ciclos de trabalho, o que é útil para multiplexação ou para criar rajadas de brilho.

4. Explicação do Sistema de Binning

A saída do LED é categorizada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. Duas estruturas principais de binning são fornecidas.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em grupos rotulados de Q a B, com cada grupo subdividido em bins X, Y e Z representando faixas de intensidade ascendentes. Para este número de peça específico (1608-C701 00H-AM), os bins de saída possíveis são destacados, caindo dentro dos grupos U e V. Isto significa que a peça típica de 710 mcd está na faixa superior do grupo U (U-Z: 610-710 mcd) ou na faixa inferior do grupo V (V-X: 710-820 mcd). Os projetistas devem considerar esta faixa ao especificar os níveis mínimos de brilho.

4.2 Binning de Cromaticidade (Cor)

A estrutura padrão de bin de cor branco frio define quadriláteros específicos no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Cada bin (ex.: PK0, NK0, MK0) é definido por quatro conjuntos de coordenadas (x, y) que formam os seus limites. Isto garante que todos os LEDs dentro de um determinado código de bin exibirão coordenadas de cor dentro dessa área definida, mantendo a uniformidade de cor em uma matriz. A tabela fornecida lista numerosos códigos de bin e os seus conjuntos de coordenadas correspondentes.

5. Informações Mecânicas, de Embalagem e Montagem

5.1 Dimensões Mecânicas e Polaridade

O LED utiliza um pacote PLCC-2 padrão de 1608 (1.6mm x 0.8mm). O desenho mecânico normalmente mostraria a vista superior, vista lateral e pegada. O pacote PLCC-2 tem dois terminais. A polaridade é indicada por uma marcação no topo do dispositivo, como um ponto ou um canto cortado, que corresponde ao terminal do cátodo (-). A orientação correta é essencial para a operação do circuito.

5.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda

Um padrão de terra (ilha de solda) recomendado é fornecido para garantir juntas de solda confiáveis e alinhamento adequado durante o refluxo. Este padrão é ligeiramente maior do que os terminais do componente para facilitar a formação de um bom filete de solda. Aderir a esta pegada é crítica para o rendimento da fabricação e para a confiabilidade mecânica de longo prazo.

5.3 Perfil e Diretrizes para Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 30 segundos. Este é um perfil de refluxo padrão sem chumbo (Pb-free). O perfil inclui zonas de pré-aquecimento, imersão térmica, refluxo e resfriamento com taxas de rampa e limites de tempo definidos para prevenir choque térmico e garantir a formação adequada da junta de solda sem danificar o pacote do LED ou o chip interno.

5.4 Informações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para montagem automatizada pick-and-place. A informação de embalagem detalha as dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos bolsos e orientação dos componentes na fita. Esta informação é necessária para configurar o equipamento de montagem.

5.5 Precauções para Uso e Armazenamento

Precauções chave incluem: evitar a aplicação de tensão reversa, garantir que as condições de operação não excedam os valores máximos absolutos, implementar procedimentos adequados de manuseio ESD e seguir o perfil de refluxo especificado. As condições de armazenamento devem estar dentro da faixa de -40°C a +110°C, e os procedimentos de manuseio MSL-3 devem ser seguidos se o saco for aberto.

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva. Isto inclui iluminação para conjuntos de instrumentos, fornecendo retroiluminação para mostradores e displays. Também é ideal para retroiluminação de vários interruptores (vidro elétrico, controle climático) e para iluminação geral ambiente ou de destaque dentro da cabine. As suas especificações de confiabilidade tornam-no adequado para estes ambientes severos e com ciclagem de temperatura.

6.2 Considerações de Projeto de Circuito

Os projetistas devem incorporar um resistor limitador de corrente ou um circuito driver de corrente constante. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usando o V_Ftípico de 2.85V e uma I_Fdesejada de 10mA com uma fonte de 5V, o resistor seria aproximadamente (5 - 2.85) / 0.01 = 215 Ohms. Um CI driver é recomendado para aplicações que requerem controle de corrente preciso ou dimerização (PWM). O amplo ângulo de visão elimina a necessidade de ópticas secundárias em muitas aplicações de iluminação difusa.

6.3 Gestão Térmica no Projeto

A dissipação de calor eficaz é crítica para manter o desempenho e a longevidade. O alto valor da resistência térmica significa que o calor não escapa facilmente da junção. Os projetistas devem garantir que a ilha de solda do PCB conectada à ilha térmica do LED (se presente) tenha tamanho adequado e esteja conectada a áreas ou planos de cobre para atuar como um espalhador de calor. Em ambientes de alta temperatura ambiente (ex.: perto da eletrônica do motor de um carro), a corrente deve ser reduzida (derated) de acordo com a curva fornecida.

6.4 Critérios de Resistência ao Enxofre

A ficha técnica inclui uma seção de critérios de teste de enxofre, que é particularmente relevante para ambientes automotivos e industriais onde o enxofre atmosférico pode corroer componentes prateados. Este teste verifica a resistência do LED a tais ambientes, um fator chave para a confiabilidade de longo prazo em certas localizações geográficas ou aplicações.

7. Informações de Pedido e Número de Peça

O sistema de número de peça fornece informações específicas. Para o exemplo "1608-C701 00H-AM": "1608" denota o tamanho do pacote, "C701" é provavelmente o código base do produto, e "00H-AM" pode especificar o bin de intensidade luminosa e o bin de cor (ex.: Branco Frio). A seção de informações de pedido detalharia como especificar diferentes bins ou opções de embalagem (fita e carretel vs. a granel).

8. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre a resistência térmica real e a elétrica (R_{th JS})?

R: A resistência térmica real é medida usando um parâmetro sensível à temperatura (como a tensão direta) do próprio LED. A resistência térmica elétrica é frequentemente um valor calculado ou simulado. O valor real é geralmente mais preciso para o projeto térmico.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de 3.3V sem um resistor?

R: Não. A tensão direta varia (2.5V-3.75V). Conectar 3.3V diretamente poderia resultar em corrente excessiva se o V_Ffor baixo, potencialmente danificando o LED. Use sempre um mecanismo limitador de corrente.

P: Como o ângulo de visão de 120° afeta o meu projeto?

R: Ele fornece uma luz muito ampla e difusa. É excelente para iluminação de área, mas não para criar um feixe focalizado. Para um efeito de holofote, seria necessária uma lente secundária.

P: Este LED é dimerizável?

R: Sim, como a maioria dos LEDs, pode ser dimerizado efetivamente usando Modulação por Largura de Pulso (PWM). Não use redução analógica de tensão para dimerização, pois causa uma mudança de cor significativa.

9. Princípios e Tendências Técnicas

9.1 Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. Um chip semicondutor, tipicamente feito de nitreto de gálio e índio (InGaN), emite luz azul quando polarizado diretamente. Esta luz azul excita um revestimento de fósforo amarelo (ou amarelo-vermelho) dentro do pacote. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela convertida resulta na percepção de luz branca. A mistura específica de fósforos determina a temperatura de cor correlacionada (CCT), neste caso, "Branco Frio".

9.2 Tendências da Indústria

A tendência em tais componentes é para maior eficiência (mais lúmens por watt), índice de reprodução de cor (IRC) melhorado para melhor qualidade de luz e maior miniaturização mantendo ou aumentando a saída de luz. Há também um forte impulso para padrões de confiabilidade mais altos e conformidade ambiental mais ampla (ex.: menor risco de luz azul, total reciclabilidade). A integração com drivers inteligentes para iluminação adaptativa é outra área em crescimento, especialmente em aplicações automotivas.