Especificação do LED Verde PLCC4 - Dimensões 3,50x2,80x3,25mm - Tensão 2,8-3,5V - Potência 0,245W - Documentação Técnica

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um díodo emissor de luz (LED) verde num encapsulamento PLCC4 (Portador de Chip com Terminais Plásticos) para montagem em superfície. O dispositivo é desenvolvido utilizando tecnologia semicondutora InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) sobre um substrato, que é o padrão da indústria para a produção de LEDs verdes de alto brilho. Os seus principais objetivos de design são a fiabilidade e compatibilidade com processos de montagem automatizada, tornando-o adequado para ambientes de fabrico em grande volume.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As vantagens centrais deste LED derivam da sua construção específica e parâmetros de desempenho. O encapsulamento PLCC4 oferece uma caixa robusta e fiável que protege o chip semicondutor, ao mesmo tempo que proporciona excelente desempenho térmico e elétrico. O ângulo de visão extremamente amplo, tipicamente de 60 graus, garante uma distribuição de luz uniforme, o que é crucial para aplicações de sinalização e iluminação. A conformidade com as diretrizes de teste de stress AEC-Q101 indica um foco de design na fiabilidade de nível automóvel, sugerindo adequação para ambientes com requisitos de durabilidade rigorosos. Os principais mercados-alvo são a iluminação interior automóvel, como retroiluminação de painéis de instrumentos, iluminação de botões e luz ambiente, bem como indicadores de uso geral em eletrónica de consumo e controlos industriais onde é necessária indicação de estado verde.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

Uma interpretação profunda e objetiva dos parâmetros elétricos, óticos e térmicos é essencial para um correto design de circuito e aplicação.

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros de operação são especificados a uma temperatura de junção (T\_F) que varia de um mínimo de 2,8V a um máximo de 3,5V, com um valor típico de 3,2V quando alimentado por uma corrente direta (I\_F) é excecionalmente alta, variando de 10.000 a 18.000 milicandelas (mcd) à mesma corrente de teste. Este elevado brilho permite que o LED seja visível mesmo em condições de boa iluminação. O comprimento de onda dominante (W\_V) especifica a cor percebida da luz, variando de 515 nm a 525 nm, o que se situa na região do verde puro do espetro visível. O ângulo de visão (2θ\_d1/2\_{) é de 60 graus, definido como o ângulo total em que a intensidade luminosa é metade do valor a 0 graus (no eixo).}2.2 Especificações Absolutas Máximas e Derating

Estes são os limites de stress para além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A corrente direta contínua máxima (I\

) é de 70 mA. No entanto, a condição de operação recomendada é de 50 mA, proporcionando uma margem de segurança. A corrente direta de pico (I\_F) é de 100 mA, mas isto é especificado apenas para operação em pulso (com um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 10ms, conforme anotado). A dissipação de potência máxima (P\_FP) é de 245 mW. Este é um parâmetro crítico para a gestão térmica; a potência real dissipada é calculada como V\_D* I\_F. Por exemplo, a uma V\_Ftípica de 3,2V e I\_Fde 50mA, a potência é de 160 mW, que está dentro do limite. A tensão reversa (V\_F) está limitada a 5V, indicando que o LED tem proteção limitada contra polarização reversa e deve ser protegido em circuitos onde seja possível inversão de tensão. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é de -40°C a +100°C, confirmando a sua adequação para ambientes automóveis severos. A temperatura máxima de junção (T\_R) é de 120°C._J2.3 Características e Gestão Térmica

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (R\

θJ-S\_{) é especificada como um máximo de 130 K/W. Este parâmetro quantifica a eficácia com que o calor gerado na junção semicondutora é transferido para a PCB através das pastilhas de solda. Um valor mais baixo indica melhor dissipação de calor. Para evitar sobreaquecimento, a temperatura da junção deve ser mantida abaixo de 120°C. Os projetistas devem calcular o aumento de temperatura da junção esperado usando a fórmula: ΔT\}= P\_J* R\_DθJ-S\_{. Área de cobre adequada na PCB (design de pastilha térmica) e, possivelmente, fluxo de ar são necessários para manter uma temperatura de operação segura, especialmente quando se alimenta o LED na sua corrente máxima ou próximo dela.}3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência na aplicação. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com tolerâncias de desempenho apertadas para as suas necessidades específicas.

3.1 Binning da Tensão Direta (V\

) _FA tensão direta é distribuída em bins com incrementos de 0,1V ao longo da faixa de 2,8V a 3,5V. Os bins são designados por G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V) e J1 (3,4-3,5V). Usar LEDs do mesmo bin V\

em configurações paralelas ajuda a garantir que a partilha de corrente seja mais equilibrada._F3.2 Binning da Intensidade Luminosa (I\

) _VA intensidade luminosa é dividida em três bins: R1 (10.000-12.000 mcd), R2 (12.000-15.000 mcd) e S1 (15.000-18.000 mcd). Isto permite a correspondência de brilho em matrizes com múltiplos LEDs, prevenindo diferenças perceptíveis na saída de luz.

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante (W\

) _dO comprimento de onda dominante, que define a tonalidade da cor, é distribuído em quatro faixas: D1 (515-517,5 nm), D2 (517,5-520 nm), E1 (520-522,5 nm) e E2 (522,5-525 nm). Este binning apertado garante uma aparência de cor verde consistente, o que é crucial para aplicações estéticas.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora o PDF forneça uma curva típica de tensão direta versus corrente direta (IV), outras características podem ser inferidas a partir dos dados fornecidos.

4.1 Curva Característica IV (Corrente-Tensão)

A curva fornecida (Fig. 1-7) mostra graficamente a relação entre a corrente direta e a tensão direta. Apresentará o comportamento exponencial típico de um díodo. A curva é essencial para compreender a resistência dinâmica do LED e para projetar circuitos condutores eficientes. A V\

especificada a 50mA dá um ponto de operação específico nesta curva._F4.2 Dependência dos Parâmetros com a Temperatura

Embora não esteja explicitamente representada graficamente, é uma característica fundamental dos LEDs que a tensão direta diminui com o aumento da temperatura de junção (tipicamente -2 mV/°C para InGaN). Inversamente, a saída luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta. A ampla faixa de temperatura de operação (-40°C a +100°C) implica que o dispositivo foi projetado para minimizar a degradação do desempenho ao longo desta faixa, mas os projetistas devem considerar a redução da saída de luz a altas temperaturas ambientes.

4.3 Distribuição Espectral

A especificação do comprimento de onda dominante (515-525 nm) indica um pico espectral relativamente estreito na região do verde. A largura espectral (não especificada) influencia a pureza da cor. Para um LED verde InGaN, o espetro é tipicamente mais estreito do que os LEDs brancos convertidos por fósforo, resultando numa cor verde saturada.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

As dimensões físicas precisas são críticas para o design da pegada na PCB e para a montagem.

5.1 Dimensões e Tolerâncias do Encapsulamento

As dimensões gerais do encapsulamento são 3,50 mm de comprimento, 2,80 mm de largura e 3,25 mm de altura. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. Os desenhos mostram a vista superior, vista lateral e vista inferior, detalhando a forma da lente, o posicionamento da armação de terminais e a geometria geral.

5.2 Design Recomendado da Pastilha de Solda e Identificação de Polaridade

É fornecida uma sugestão de padrão de solda (Fig. 1-5) como orientação para o design da pastilha na PCB. A adesão a esta recomendação garante a formação correta da junta de solda e estabilidade mecânica durante a reflow. A vista inferior (Fig. 1-3) e o diagrama de polaridade (Fig. 1-4) mostram claramente as ligações do ânodo e do cátodo. O encapsulamento tem tipicamente um entalhe moldado ou um canto marcado para o cátodo para identificação visual da polaridade durante a colocação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Instruções de Soldadura por Reflow SMT

O dispositivo é adequado para todos os processos padrão de montagem e soldadura SMT. O nível de sensibilidade à humidade (MSL) é classificado como Nível 2. Isto significa que os dispositivos embalados são selados num saco resistente à humidade com um dessecante e têm uma vida útil de 1 ano a ≤ 30°C / 60% de humidade relativa (HR) após a abertura do saco. Para a soldadura por reflow, é fundamental seguir o perfil de reflow recomendado, compatível com a massa térmica do encapsulamento e da montagem em PCB. A temperatura de pico e o tempo acima do líquido devem ser controlados para evitar danificar a lente do LED ou as ligações internas por fio. Pode ser necessário pré-cozimento se o tempo de exposição exceder os limites do MSL Nível 2.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

É necessária proteção contra descargas eletrostáticas. A tensão suportável de descarga eletrostática (ESD) no modelo do corpo humano (HBM) é de 2000V. Embora isto ofereça proteção básica, os procedimentos padrão de manuseio de ESD (ex.: bancadas aterradas, pulseiras) devem ser sempre utilizados. O armazenamento deve ser dentro da faixa de temperatura especificada (-40°C a +100°C) num ambiente seco. Evite aplicar stress mecânico à lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem para Manuseio Automatizado

O produto é fornecido em fita e bobina para compatibilidade com máquinas pick-and-place de alta velocidade. As dimensões da fita suporte, as dimensões da bobina e as especificações do formato da etiqueta são detalhadas para garantir compatibilidade com sistemas de alimentação padrão. O uso de fita suporte embossada protege as lentes dos LED durante o transporte e manuseio.

7.2 Embalagem Resistente à Humidade e Caixa de Cartão

Para armazenamento e envio a longo prazo, as bobinas são embaladas em sacos de barreira à humidade com dessecante para manter a classificação MSL Nível 2. Estes sacos são depois acondicionados em caixas de cartão concebidas para fornecer proteção física. A etiquetagem da caixa inclui informações como número de peça, quantidade, código de lote e código de data para rastreabilidade.

8. Recomendações de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

As principais aplicações indicadas são iluminação interior automóvel (ex.: retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação de controlos de climatização, luzes de botões de portas) e botões em geral. O alto brilho e fiabilidade também o tornam adequado para indicadores de painéis de controlo industriais, luzes de estado de eletrodomésticos e sinalização exterior onde é necessária indicação verde.

8.2 Considerações de Design Críticas

Controlo de Corrente:

• Utilize sempre um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente em série com o LED. A corrente direta não deve exceder 70 mA DC.Gestão Térmica:
• Ligue a pastilha térmica (se existir) a uma área de cobre suficiente na PCB para conduzir o calor para longe. Monitore a temperatura de junção em aplicações com ambiente de alta temperatura ou corrente elevada.Design Ótico:
• O ângulo de visão de 60 graus fornece uma iluminação ampla. Para feixes focados, podem ser necessárias óticas secundárias (lentes).Proteção contra ESD e Tensão Reversa:
• Incorpore díodos ou circuitos de proteção se o LED estiver num ambiente propenso a transientes de tensão ou ligação inversa.9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs verdes genéricos de orifício passante, este dispositivo oferece vantagens significativas: design de montagem em superfície para montagem automatizada, uma intensidade luminosa muito maior (10-18k mcd versus tipicamente sub-1k mcd para LEDs básicos) e fiabilidade de nível automóvel (qualificação baseada em AEC-Q101). Dentro da família de LEDs SMD PLCC4, a sua diferenciação reside na combinação específica de alto brilho no espetro verde, binning apertado para consistência de cor e brilho, e um encapsulamento robusto concebido para ambientes térmicos exigentes. A conformidade explícita com as diretivas ambientais RoHS e REACH é também um diferenciador-chave de mercado.

10. Perguntas Frequentes (Baseado nos Parâmetros Técnicos)

P: Que valor de resistência devo usar para alimentar este LED a partir de uma fonte de 5V?

R: Usando a Lei de Ohm e a V\

típica de 3,2V a 50mA: R = (V\_Ffonte\_{- V\}) / I\_F= (5V - 3,2V) / 0,05A = 36Ω. Use uma resistência padrão de 36Ω ou 39Ω classificada para pelo menos (5V-3,2V)*0,05A = 0,09W (é recomendada uma resistência de 0,125W ou 0,25W)._FP: Posso pulsar este LED para obter um brilho aparente mais elevado?

R: Sim, a classificação de corrente direta de pico é de 100 mA com um ciclo de trabalho de 1/10. Pulsar a uma corrente mais elevada com um ciclo de trabalho baixo pode aumentar a intensidade luminosa de pico, mas a corrente média não deve exceder a classificação contínua máxima, e a temperatura de junção deve ser gerida.

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

R: Como todos os LEDs, a saída luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Para aplicações precisas, devem ser consultadas curvas de derating (não fornecidas nesta folha de dados, mas uma característica geral) ou devem ser realizados testes à temperatura de operação esperada.

11. Casos de Uso Práticos

Estudo de Caso: Iluminação da Consola Central Automóvel:

Um projetista precisa de iluminar vários botões e um botão rotativo na consola central de um carro. Seleciona este LED pelo seu alto brilho (garantindo visibilidade durante o dia), cor verde (combinando com o tema do veículo) e fiabilidade implícita AEC-Q101. Vários LEDs são colocados numa PCB flexível. Ao especificar LEDs do mesmo bin V\e I\_F(ex.: H2 e R2), é alcançada uma consistência de brilho e cor em todos os botões. O encapsulamento SMT permite a montagem automatizada, reduzindo o custo. A pastilha térmica é ligada a uma zona de cobre na PCB para dissipar calor, uma vez que o ambiente fechado da consola pode aquecer._V12. Introdução ao Princípio de Operação

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. A região ativa é composta por InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do díodo é aplicada, os elétrons e as lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas tipo-n e tipo-p, respetivamente. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para este dispositivo, a liga é afinada para emitir fotões na faixa de comprimento de onda verde (515-525 nm). A lente de epóxi do encapsulamento PLCC4 encapsula o chip, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz e aumentando a eficiência de extração de luz.

13. Tendências de Desenvolvimento na Tecnologia LED

A tendência na tecnologia LED para aplicações de sinalização e indicação continua no sentido de maior eficiência (mais luz emitida por watt de entrada elétrica), melhor fiabilidade em condições severas e miniaturização dos encapsulamentos enquanto se mantém ou aumenta a potência ótica. Para interiores automóveis, há uma procura crescente por iluminação personalizável (cor e intensidade) e integração com sistemas de controlo inteligente. A qualificação para normas como a AEC-Q101 está a tornar-se um requisito de base para componentes usados em veículos. Além disso, os regulamentos ambientais estão a pressionar para uma redução adicional ou eliminação de substâncias perigosas para além do RoHS, influenciando as escolhas de materiais no encapsulamento de LEDs. O desenvolvimento de novos materiais semicondutores e fósforos também visa preencher lacunas no espetro de cores e melhorar a renderização de cores onde necessário.

The trend in LED technology for indicator and signaling applications continues toward higher efficiency (more light output per watt of electrical input), improved reliability under harsh conditions, and miniaturization of packages while maintaining or increasing optical power. For automotive interiors, there is a growing demand for customizable lighting (color and intensity) and integration with smart control systems. The qualification to standards like AEC-Q101 is becoming a baseline requirement for components used in vehicles. Furthermore, environmental regulations are pushing for further reduction or elimination of hazardous substances beyond RoHS, influencing material choices in LED packaging. The development of new semiconductor materials and phosphors also aims to fill gaps in the color spectrum and improve color rendering where needed.