Ficha Técnica de LED Vermelho PLCC-4 - Pacote 3.5x2.8x1.9mm - Tensão 2.25V - Potência 112.5mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED vermelho de alto desempenho para montagem em superfície, em pacote PLCC-4 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo foi projetado principalmente para ambientes exigentes de iluminação automotiva, tanto interior quanto exterior. As suas principais vantagens incluem uma intensidade luminosa típica elevada de 3550 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 50mA, um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente visibilidade e uma construção robusta que atende aos principais padrões automotivos e ambientais.

O LED é qualificado segundo a norma AEC-Q102, garantindo confiabilidade para componentes eletrónicos automotivos. Também apresenta robustez ao enxofre (Classe A1), tornando-o resistente a atmosferas corrosivas, e está em conformidade com as diretivas RoHS, REACH e livre de halogéneos. Esta combinação de alta potência, confiabilidade e conformidade torna-o uma escolha adequada para sistemas de iluminação veicular modernos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros de operação, medidos em condições típicas (T_s=25°C, I_F=50mA), definem o envelope de desempenho do LED:

• Corrente Direta (I_F):A corrente de operação recomendada é de 50mA, com um valor máximo absoluto de 70mA. É especificada uma corrente mínima de 5mA para o funcionamento adequado.
• Intensidade Luminosa (I_V):O valor típico é de 3550 mcd, com um mínimo de 2240 mcd e um máximo de 5600 mcd a 50mA. A medição do fluxo luminoso tem uma tolerância de ±8%.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2.25V, variando de um mínimo de 1.75V a um máximo de 2.75V a 50mA, com uma tolerância de medição de ±0.05V.
• Ângulo de Visão (2φ_½):120 graus, com uma tolerância de ±5 graus. Este é o ângulo total onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Para este LED vermelho, o comprimento de onda dominante situa-se na faixa de 612nm a 627nm, com uma tolerância de medição de ±1nm.

2.2 Características Térmicas

A gestão térmica é crítica para o desempenho e longevidade do LED. São fornecidos dois valores de resistência térmica:

• Resistência Térmica Real (R_{th JS real}):Típica 70 K/W, máx. 95 K/W. Esta é medida diretamente da junção até ao ponto de solda.
• Resistência Térmica Elétrica (R_{th JS el}):Típica 50 K/W, máx. 67 K/W. Este é um valor derivado eletricamente usado para certos modelos de cálculo.
• Temperatura da Junção (T_J):A temperatura máxima permitida na junção é de 125°C.
• Temperatura de Operação (T_opr):A faixa de temperatura ambiente para operação é de -40°C a +110°C.

2.3 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente. Não devem ser excedidos em nenhuma condição.

• Dissipação de Potência (P_d):192 mW.
• Corrente de Surto (I_FM):100 mA para pulsos ≤10μs com um ciclo de trabalho (D) de 0.005.
• Tensão Reversa (V_R):Este dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.
• Sensibilidade ESD (HBM):2 kV, testado de acordo com o Modelo do Corpo Humano (R=1.5kΩ, C=100pF).
• Temperatura de Soldadura:Suporta soldadura por refluxo a 260°C durante 30 segundos.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Características Espectrais e de Radiação

O gráfico deDistribuição Espectral Relativamostra que o LED emite luz principalmente na região vermelha do espectro, centrada no seu comprimento de onda dominante. ODiagrama Característico Típico de Radiaçãoilustra a distribuição espacial da intensidade, confirmando o ângulo de visão de 120 graus onde a intensidade cai para 50% do pico no eixo.

3.2 Corrente vs. Tensão e Intensidade

Acurva Corrente Direta vs. Tensão Direta (I-V)exibe a relação exponencial típica de um díodo. A 50mA, a tensão é aproximadamente 2.25V. Ográfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode tornar-se sublinear a correntes mais elevadas devido a efeitos térmicos.

3.3 Dependência da Temperatura

Vários gráficos detalham as alterações de desempenho com a temperatura:

• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção:A tensão direta diminui linearmente com o aumento da temperatura da junção, uma característica usada para deteção de temperatura.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junção:A saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Manter uma baixa temperatura de junção é essencial para um brilho consistente.
• Desvio do Comprimento de Onda Dominante vs. Temperatura da Junção:O comprimento de onda de emissão de pico desloca-se com a temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.
• Curva de Derating da Corrente Direta:Este gráfico crucial mostra que a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura do ponto de solda aumenta. Por exemplo, na temperatura máxima do ponto de solda de 110°C, a corrente deve ser reduzida para 57mA.

3.4 Operação em Pulsos

Ográfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitidadefine a área de operação segura para corrente pulsada. Mostra que para larguras de pulso muito curtas (t_p), são permitidas correntes de pico mais elevadas (I_F), dependendo do ciclo de trabalho (D).

4. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

4.1 Bins de Intensidade Luminosa

Os LEDs são agrupados pela sua intensidade luminosa medida na corrente típica. Os bins variam de BB (2240-2800 mcd) a CB (3550-4500 mcd). A peça típica (3550 mcd) enquadra-se no bin CA (2800-3550 mcd). Os valores de fluxo luminoso correspondentes em lumens são fornecidos para referência.

4.2 Bins de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é classificado em passos de 3nm, desde 1215 (612-615nm) até 2427 (624-627nm). Isto permite a seleção de LEDs com pontos de cor muito específicos.

4.3 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0.25V, desde o código 1720 (1.75-2.00V) até 2527 (2.50-2.75V). A correspondência de bins de V_Fpode ajudar a projetar cadeias de LEDs em paralelo equilibradas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED utiliza um pacote padrão PLCC-4 para montagem em superfície. As dimensões típicas são aproximadamente 3.5mm de comprimento, 2.8mm de largura e 1.9mm de altura (incluindo a cúpula). Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias seriam encontrados na secção de desenho mecânico dedicada da ficha técnica completa.

5.2 Identificação da Polaridade

O pacote PLCC-4 tem um canto chanfrado ou entalhado que indica o pino do cátodo (negativo). A orientação correta é essencial para o funcionamento do circuito.

5.3 Layout Recomendado para Ponto de Solda

É recomendado um desenho de padrão de solda para garantir uma soldadura fiável, dissipação térmica adequada e alinhamento durante o processo de refluxo. Este padrão inclui tipicamente pontos de solda para os quatro terminais elétricos e um ponto térmico central para dissipação de calor.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O componente é compatível com processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos ou convecção. O perfil especificado inclui uma zona de pré-aquecimento, uma zona de imersão, uma zona de refluxo com uma temperatura de pico não superior a 260°C durante 30 segundos e uma zona de arrefecimento controlado. Aderir a este perfil evita choque térmico e garante a integridade da junta de solda.

6.2 Precauções de Utilização

• Proteção ESD:Embora classificado para 2kV HBM, devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem.
• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta ao valor desejado, nunca ligando diretamente a uma fonte de tensão.
• Projeto Térmico:Implemente uma área de cobre na PCB ou dissipação de calor adequada, especialmente quando operar a correntes elevadas ou em temperaturas ambientes altas, para manter a temperatura da junção dentro dos limites.
• Limpeza:Utilize solventes de limpeza compatíveis que não danifiquem o pacote plástico ou a lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Decodificação do Número de Peça

O número de peça67-41-UR050 1H-AMestá estruturado da seguinte forma:
67-41: Família do produto.
UR: Cor (Vermelho).
050: Corrente de teste (50mA).
1: Tipo de armação de terminais (1=Ouro).
H: Nível de brilho (Alto).
AM: Designa aplicação Automotiva.

7.2 Embalagem Padrão

Os LEDs são normalmente fornecidos em fita relevada e carretel para compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place. As quantidades padrão por carretel são padrão da indústria, como 2000 ou 4000 peças por carretel.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Automotiva Exterior:Luzes de circulação diurna (DRL), luzes de posição laterais, luzes de travagem centrais montadas no alto (CHMSL) e iluminação interior para emblemas ou realces.
• Iluminação Automotiva Interior:Retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação de interruptores, iluminação do poço dos pés e iluminação ambiente.
• Aplicações Gerais de Indicador:Indicadores de estado em equipamento industrial, eletrónica de consumo ou sinalização que exija alto brilho e confiabilidade.

8.2 Considerações de Projeto

• Seleção do Driver:Para aplicações automotivas, considere drivers que possam lidar com descarga de carga, proteção contra inversão da bateria e atenuação PWM, se necessário.
• Projeto Ótico:O amplo ângulo de visão pode exigir ótica secundária (lentes, guias de luz) para moldar o feixe para aplicações específicas como DRLs.
• Configuração Série/Paralelo:Ao ligar vários LEDs, considere a classificação por tensão para cadeias em paralelo e garanta que o driver pode fornecer a corrente e tensão totais necessárias.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-4 padrão não automotivos, este dispositivo oferece vantagens-chave:

• Qualificação Automotiva (AEC-Q102):Submete-se a testes de stress rigorosos para ciclagem de temperatura, humidade e vida operacional, garantindo confiabilidade no ambiente automotivo severo.
• Robustez ao Enxofre (Classe A1):Os materiais e a construção resistem à corrosão de atmosferas contendo enxofre, comuns em algumas regiões geográficas.
• Faixa de Temperatura Estendida:Classificado para operação de -40°C a +110°C, excedendo a faixa de LEDs comerciais típicos.
• Alta Intensidade Luminosa:A saída típica de 3550 mcd a 50mA é superior à de muitos LEDs vermelhos PLCC-4 padrão, fornecendo mais luz para uma dada corrente.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual é a corrente de operação recomendada?

A corrente de operação típica é de 50mA. Pode ser operado desde 5mA até ao máximo absoluto de 70mA, mas os parâmetros de desempenho (intensidade, tensão) são especificados a 50mA. Consulte sempre a curva de derating se operar em temperaturas ambientes elevadas.

10.2 Como calculo o valor do resistor em série?

Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Para uma fonte automotiva de 12V e usando o V_Ftípico de 2.25V a 50mA: R = (12V - 2.25V) / 0.05A = 195 Ohms. Escolha o valor padrão mais próximo (ex: 200 Ohms) e garanta que a potência nominal do resistor é suficiente (P = I²R = 0.5W).

10.3 Este LED pode ser usado para atenuação PWM?

Sim, os LEDs são ideais para atenuação PWM. Garanta que a frequência PWM é suficientemente alta para evitar cintilação visível (tipicamente >200Hz). O driver deve ser capaz de comutar a corrente necessária na frequência escolhida.

10.4 Por que é importante a gestão térmica?

A temperatura excessiva da junção reduz a saída de luz (depreciação de lúmens), encurta a vida operacional e pode causar um desvio no comprimento de onda dominante. Uma dissipação de calor adequada mantém o desempenho e a confiabilidade.

11. Casos Práticos de Projeto e Utilização

11.1 Caso de Projeto: Luz de Travagem Central Montada no Alto (CHMSL) Automotiva

Para uma CHMSL que exija alto brilho e resposta rápida, vários LEDs podem ser dispostos em linha. Usar um driver de corrente constante classificado para a faixa de tensão automotiva garante brilho consistente independentemente das flutuações da tensão da bateria. O amplo ângulo de visão de 120 graus proporciona excelente visibilidade a partir de vários ângulos atrás do veículo. A qualificação AEC-Q102 garante que as luzes funcionarão de forma confiável durante toda a vida útil do veículo em todas as condições climáticas.

11.2 Caso de Projeto: Painel de Indicador de Estado Industrial

Num painel de controlo industrial, estes LEDs podem servir como indicadores de estado ou falha de alta luminosidade. A sua robustez ao enxofre torna-os adequados para ambientes com potencial exposição química. O pacote PLCC-4 permite um design compacto de montagem em superfície na PCB. Os projetistas podem selecionar bins de comprimento de onda específicos para manter uma cor vermelha consistente em todos os indicadores do painel.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este dispositivo é um díodo emissor de luz (LED). Opera com base no princípio da eletroluminescência num material semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). Os materiais semicondutores específicos utilizados determinam a cor da luz emitida; neste caso, materiais que produzem luz vermelha com um comprimento de onda dominante entre 612-627nm. O pacote plástico incorpora uma lente de epóxi moldada que molda a saída de luz e fornece proteção ambiental.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs automotivos e de alta confiabilidade continua em direção a maior eficácia (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor desempenho térmico permitindo correntes de acionamento mais elevadas em pacotes mais pequenos, e consistência e saturação de cor melhoradas. Há também um foco no desenvolvimento de pacotes que facilitam um melhor controlo ótico e integração com ótica secundária. A busca pela miniaturização persiste, juntamente com a necessidade de pacotes que simplifiquem a gestão térmica para o projetista final, como aqueles com pontos térmicos expostos ou materiais de substrato avançados.