Ficha Técnica de LED Super Vermelho PLCC-4 - 3.5x3.0x1.9mm - 2.35V - 0.1175W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED Super Vermelho de alto desempenho em encapsulamento SMD PLCC-4 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo foi projetado principalmente para aplicações exigentes de iluminação automotiva, tanto interior quanto exterior. Suas principais vantagens incluem alta intensidade luminosa, amplo ângulo de visão e construção robusta que atende a rigorosos padrões de confiabilidade de grau automotivo, como AEC-Q102, resistência ao enxofre (Classe A1) e conformidade com RoHS, REACH e requisitos livres de halogênio. O mercado-alvo abrange OEMs automotivos e fornecedores de primeira linha que desenvolvem sistemas de iluminação avançados.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho do LED é caracterizado sob uma corrente direta típica (IF) de 50mA. A intensidade luminosa típica (IV) é de 1800 milicandelas (mcd), com um mínimo de 1400 mcd e um máximo de 2800 mcd, indicando possível classificação por brilho. A tensão direta (VF) é tipicamente de 2,35V, variando de 2,0V a 2,75V, o que é crucial para o projeto do circuito acionador e cálculos de dissipação de potência. O comprimento de onda dominante (λd) está centrado em 630 nm (espectro Super Vermelho), com uma faixa de 627 nm a 639 nm. Uma característica fundamental é o ângulo de visão (φ) muito amplo de 120 graus, proporcionando iluminação ampla e uniforme adequada para sinalização e iluminação ambiente.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gerenciamento Térmico

Limites críticos não devem ser excedidos para garantir a longevidade do dispositivo. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 70 mA, com uma corrente de surto (IFM) de 100 mA para pulsos ≤10 μs. A temperatura máxima de junção (TJ) é de 125°C, e a faixa de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +110°C, adequada para ambientes automotivos severos. O gerenciamento térmico é vital; a resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth JS) é especificada com dois valores: uma medição \"real\" (Tip. 70 K/W, Máx. 95 K/W) e uma medição \"elétrica\" (Tip. 50 K/W, Máx. 67 K/W). Este parâmetro relaciona diretamente a dissipação de potência (Pd = VF * IF) ao aumento de temperatura na junção. A curva de derating mostra que a corrente direta deve ser reduzida à medida que a temperatura do terminal de solda aumenta, por exemplo, para 57 mA a 110°C de temperatura no terminal.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

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

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Três grupos de intensidade são definidos: AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd) e BB (2240-2800 mcd). Faixas de fluxo luminoso correspondentes (para referência) também são fornecidas.

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda é classificado em etapas de 3 nanômetros, de 2730 (627-630 nm) a 3639 (636-639 nm). Isso permite a seleção de LEDs com pontos de cor muito específicos.

3.3 Classificação por Tensão Direta

Os grupos de tensão são definidos em incrementos de 0,25V, de 1720 (1,75-2,00V) a 2527 (2,50-2,75V). Corresponder os grupos de VF pode ser importante para o balanceamento de corrente em matrizes com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva IV e Intensidade Relativa

O gráfico Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra uma relação exponencial característica. A curva Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta é quase linear até os típicos 50mA, indicando boa eficiência dentro da faixa normal de operação.

4.2 Dependência da Temperatura

Vários gráficos ilustram o desempenho térmico. O gráfico Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção tem um coeficiente negativo, diminuindo aproximadamente 0,2V ao longo de uma faixa de 150°C, o que pode ser usado para detecção de temperatura. O gráfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção mostra a saída diminuindo à medida que a temperatura sobe, um fator crítico para o projeto térmico. O deslocamento do Comprimento de Onda Dominante vs. Temperatura de Junção indica um desvio para o vermelho (aumento no comprimento de onda) com o aquecimento, o que é típico para LEDs de AlInGaP.

4.3 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico Características de Comprimento de Onda mostra um pico espectral estreito em torno de 630 nm, confirmando a cor vermelha pura. O Diagrama Típico das Características de Radiação representa visualmente o padrão de ângulo de visão de 120 graus.

4.4 Capacidade de Manipulação de Pulsos

Um gráfico detalha a corrente de pulso permitida vs. largura do pulso para vários ciclos de trabalho. Isso é essencial para projetar circuitos de operação pulsada, como em sistemas de dimerização PWM ou comunicação.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O LED utiliza um encapsulamento PLCC-4 padrão. O desenho mecânico (implícito pela referência da seção) especificaria as dimensões exatas (tipicamente cerca de 3,5mm x 3,0mm x 1,9mm), espaçamento dos terminais e geometria da lente. A polaridade é indicada pela forma do encapsulamento e/ou por uma marcação na parte superior ou inferior. Um layout recomendado para o terminal de solda é fornecido para garantir a formação confiável da junta de solda e a dissipação de calor adequada durante o processo de reflow.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O dispositivo é classificado para soldagem por reflow a uma temperatura de pico de 260°C por 30 segundos, seguindo um perfil padrão com taxas controladas de aquecimento, estabilização e resfriamento. As precauções incluem evitar tensão mecânica na lente, prevenir contaminação e garantir que o terminal térmico seja soldado corretamente para uma transferência de calor ideal. As condições de armazenamento devem estar dentro da faixa especificada de -40°C a +110°C em um ambiente seco.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem é tipicamente em fita e bobina para montagem automatizada. A estrutura do número da peça é decodificada da seguinte forma: 67-41 (Família), SR (Cor Super Vermelho), 050 (Corrente de teste 50mA), 1 (Terminal de quadro de ouro), H (Nível de alto brilho), AM (Aplicação automotiva). Esta codificação permite a identificação precisa das características de desempenho do dispositivo.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

As aplicações principais são iluminação automotiva externa (por exemplo, luzes de freio centrais altas - CHMSL, lanternas traseiras combinadas, marcadores laterais) e iluminação interna (por exemplo, retroiluminação do painel, iluminação de interruptores, iluminação ambiente). O alto brilho e o amplo ângulo o tornam adequado tanto para visualização direta quanto para aplicações com guias de luz.

8.2 Considerações de Projeto

Os projetistas devem considerar a limitação de corrente, tipicamente usando um acionador de corrente constante ou um resistor em série com uma fonte de tensão estável. O gerenciamento térmico é primordial; o layout da PCB deve fornecer um terminal térmico adequado e possivelmente vias térmicas para dissipar calor. A sensibilidade ESD de 2kV (HBM) exige precauções padrão de manuseio ESD durante a montagem. Para ambientes ricos em enxofre, a classificação de robustez ao enxofre Classe A1 deve ser verificada em relação ao ambiente de aplicação específico.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs vermelhos padrão, a formulação \"Super Vermelho\" deste dispositivo oferece maior intensidade luminosa e uma cor mais saturada. O encapsulamento PLCC-4 fornece uma interface mecânica e térmica mais robusta do que encapsulamentos menores como 0603 ou 0805. A combinação da qualificação AEC-Q102, ampla faixa de temperatura e resistência ao enxofre o direciona especificamente para uso automotivo, diferenciando-o de componentes de grau comercial que podem não sobreviver ao ciclo de vida severo do setor automotivo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual corrente de acionamento devo usar?

R: A corrente de operação típica é de 50mA, fornecendo os 1800mcd especificados. Pode ser acionado até 70mA continuamente para maior saída, mas o derating térmico deve ser aplicado conforme mostrado no gráfico. Não opere abaixo de 5mA.

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica?

R: A Rth JS \"real\" é medida fisicamente e é mais conservadora. A Rth JS \"elétrica\" é derivada de parâmetros elétricos e pode ser menor. Para um projeto térmico confiável, recomenda-se usar o valor \"real\" mais alto (Máx. 95 K/W).

P: Posso usar PWM para dimerização?

R: Sim, o gráfico de capacidade de manipulação de pulsos fornece diretrizes. Por exemplo, em um ciclo de trabalho de 1% (D=0,01), pulsos curtos significativamente maiores que 70mA são permitidos, permitindo uma dimerização PWM eficaz.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação contínua a 50mA ou acima, especialmente em altas temperaturas ambientes, um dissipador de calor eficaz via terminal térmico da PCB é essencial para manter a temperatura de junção abaixo de 125°C e preservar a saída de luz e a longevidade.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando uma Luz de Freio Central Alta (CHMSL)

Um projetista precisa de 15 LEDs para uma matriz CHMSL. Eles selecionam LEDs do grupo de intensidade BA (1800-2240 mcd) e do grupo de comprimento de onda 3033 (630-633 nm) para consistência de cor. Usando um sistema elétrico veicular de 13,8V e visando 50mA por LED, eles projetam um circuito com três strings paralelas de 5 LEDs cada. Um resistor em série é calculado para cada string com base na VF típica de 2,35V (5 * 2,35V = 11,75V). O valor do resistor é (13,8V - 11,75V) / 0,05A = 41 Ohms. Uma PCB com uma área sólida de cobre sob o terminal térmico do LED é projetada para atuar como dissipador de calor, mantendo a temperatura do terminal de solda abaixo de 80°C para permitir a operação total de 50mA conforme a curva de derating.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este é um diodo emissor de luz baseado em semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta que excede sua energia de banda proibida é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A composição específica das camadas de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde ao comprimento de onda vermelho da luz emitida (cerca de 630 nm). A lente de epóxi do encapsulamento PLCC molda a saída de luz para alcançar o ângulo de visão de 120 graus.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência nos LEDs automotivos é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência e maior integração (por exemplo, pacotes multi-chip, acionadores integrados). Há também um impulso para maior estabilidade de cor ao longo da temperatura e da vida útil. Além disso, novos formatos de encapsulamento com desempenho térmico aprimorado, como substratos cerâmicos ou encapsulamentos moldados avançados, estão surgindo para lidar com os níveis de potência mais altos exigidos por aplicações como feixes de direção adaptativos (ADB) e microprojeção. A adesão a padrões como AEC-Q102 e resistência química específica (enxofre, umidade) continua sendo um diferencial crítico para componentes de grau automotivo.