LED Vermelho PLCC4 3,5x2,8x1,85mm - Tensão Direta 2,0-2,6V - 70mA - Comprimento de Onda Dominante 615nm - Especificação Técnica

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece uma especificação técnica abrangente para um LED vermelho de alto desempenho (modelo RF-OMRA30TS-BM-G) projetado para aplicações de iluminação automotiva interna e externa. O LED possui um encapsulamento PLCC4 compacto com dimensões de 3,50 mm × 2,80 mm × 1,85 mm e é construído com tecnologia avançada de substrato AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Ele oferece brilho superior, amplo ângulo de visão e excelente desempenho térmico, tornando-o adequado para ambientes automotivos exigentes. O dispositivo está em conformidade com as diretivas RoHS e REACH e atende aos requisitos de qualificação AEC-Q101 para semicondutores discretos de grau automotivo.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

As características elétricas e ópticas são especificadas em condição de teste IF = 50 mA e temperatura de solda Ts = 25 °C. Todas as medições são realizadas em condições laboratoriais padronizadas com tolerâncias definidas conforme observado.

2.1 Tensão Direta (VF)

A tensão direta varia de 2,0 V (mínimo) a 2,6 V (máximo) com um valor típico de 2,2 V a 50 mA. Esta tensão direta relativamente baixa permite conversão eficiente de energia e reduz a dissipação térmica. A tolerância de medição é ±0,1 V. Ao projetar circuitos, resistores em série devem ser incluídos para estabilizar a corrente contra variações de tensão.

2.2 Intensidade Luminosa (IV)

A intensidade luminosa varia de 2300 mcd (mínimo) a 4300 mcd (máximo) com um valor típico de 2900 mcd a 50 mA. Este alto nível de brilho é alcançado através do sistema de material AlGaInP e emissão vermelha otimizada sem fósforo. A tolerância de medição é ±10 %. A intensidade é classificada em três grupos: N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd) e O2 (3500–4300 mcd).

2.3 Comprimento de Onda Dominante (Wd)

O comprimento de onda dominante varia de 612,5 nm (mínimo) a 620 nm (máximo) com um valor típico de 615 nm a 50 mA. Isso corresponde a uma cor vermelha profunda. O comprimento de onda é classificado em três grupos: C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm) e D2 (617,5–620 nm). A tolerância de medição é ±0,005 nas coordenadas de cor.

2.4 Características Térmicas

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RTHJ-S) é tipicamente 180 °C/W (máximo). A temperatura máxima da junção é 120 °C. O gerenciamento térmico adequado é essencial para manter a confiabilidade; a corrente direta deve ser reduzida com base na temperatura de solda para evitar exceder a temperatura máxima da junção. A faixa de temperatura ambiente de operação é –40 °C a +100 °C, e a faixa de temperatura de armazenamento é a mesma. A proteção contra descarga eletrostática é fornecida até 2000 V (HBM).

3. Descrição do Sistema de Classificação

Para garantir consistência no desempenho, o LED é classificado em bins com base na tensão direta, intensidade luminosa e comprimento de onda dominante a IF = 50 mA.

• Bins de Tensão Direta:C1 (2,0–2,1 V), C2 (2,1–2,2 V), D1 (2,2–2,3 V), D2 (2,3–2,4 V), E1 (2,4–2,5 V), E2 (2,5–2,6 V)
• Bins de Intensidade Luminosa:N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd), O2 (3500–4300 mcd)
• Bins de Comprimento de Onda:C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm), D2 (617,5–620 nm)

Os clientes podem especificar combinações de bins durante o pedido para atender requisitos precisos de aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas típicas de características ópticas fornecem informações sobre o comportamento do LED sob várias condições de operação.

• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Fig. 1-7):A tensão direta aumenta moderadamente com a corrente, de cerca de 1,9 V a 10 mA para 2,4 V a 70 mA. Esta relação não linear é típica de diodos semicondutores.
• Corrente Direta vs. Intensidade Relativa (Fig. 1-8):A intensidade luminosa relativa aumenta aproximadamente linearmente com a corrente direta até 70 mA, indicando boa eficiência de conversão corrente-luz.
• Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa (Fig. 1-9):À medida que a temperatura de solda sobe de 20 °C para 120 °C, o fluxo luminoso relativo diminui cerca de 30 %, destacando a necessidade de gerenciamento térmico.
• Temperatura de Solda vs. Corrente Direta (Fig. 1-10):A corrente direta máxima permitida deve ser reduzida em temperaturas de solda mais altas para evitar exceder a temperatura de junção de 120 °C.
• Tensão Direta vs. Temperatura de Solda (Fig. 1-11):A tensão direta diminui ligeiramente com o aumento da temperatura, aproximadamente –2 mV/°C.
• Padrão de Radiação (Fig. 1-12):O ângulo de visão (2θ1/2) é de 120 graus, proporcionando uma distribuição de luz ampla e uniforme adequada para iluminação de área.
• Corrente Direta vs. Comprimento de Onda Dominante (Fig. 1-13):O comprimento de onda dominante desloca-se ligeiramente para valores mais longos à medida que a corrente aumenta, aproximadamente +0,03 nm por mA.
• Distribuição Espectral (Fig. 1-14):O pico espectral está centrado em torno de 615–620 nm com uma largura total na metade do máximo (FWHM) estreita, característica dos LEDs vermelhos AlGaInP.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado em um encapsulamento PLCC4 com dimensões totais de 3,50 mm (comprimento) × 2,80 mm (largura) × 1,85 mm (altura). A vista superior mostra uma marca de polaridade clara. A vista inferior revela quatro terminais: pino 1 (cátodo) identificado por um canto chanfrado, e pinos 2, 3 e 4 (ânodo e outras conexões). Todas as dimensões têm tolerância de ±0,2 mm, salvo indicação contrária.

5.2 Padrão de Ilhas de Solda

As dimensões recomendadas do padrão de aterrissagem da PCB (ilhas de solda) são fornecidas: 2,60 mm × 1,60 mm para o lado do ânodo e 4,60 mm × 0,80 mm para o lado do cátodo. Um design adequado das ilhas garante a formação confiável de juntas de solda e dissipação de calor.

5.3 Identificação de Polaridade

A polaridade é indicada por um entalhe ou chanfro no corpo do encapsulamento. O pino 1 é o cátodo (C) e os pinos 2, 3, 4 são o ânodo (A). Polaridade incorreta pode danificar o LED; sempre verifique a orientação antes de soldar.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de soldagem por refluxo recomendado segue os padrões JEDEC. Os parâmetros chave incluem: pré-aquecimento de 150 °C a 200 °C por 60–120 segundos, rampa até 217 °C (líquido) em no máximo 60 segundos, temperatura de pico 260 °C por no máximo 10 segundos, e resfriamento a no máximo 6 °C/s. Apenas dois ciclos de refluxo são permitidos. Se mais de 24 horas decorrerem entre os ciclos, os LEDs podem absorver umidade e necessitar de secagem antes do segundo refluxo.

6.2 Soldagem Manual e Reparo

Para soldagem manual, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300 °C e conclua o processo em até 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida. O reparo após refluxo não é recomendado; se necessário, use um ferro de solda de ponta dupla e verifique a funcionalidade do LED.

6.3 Cuidados no Manuseio

O encapsulante de silicone é macio e pode ser danificado por pressão excessiva. Use bicos de pick-and-place apropriados com força controlada. Evite dobrar a PCB após a soldagem. Não aplique estresse mecânico ou vibração durante o resfriamento. O resfriamento rápido (têmpera) após o refluxo é proibido.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Fita Transportadora e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora de 8 mm de largura com passo de 4 mm. Cada bobina contém 2.000 unidades. A fita possui uma tampa removível pela parte superior. Dimensões da bobina: diâmetro 330 ±1 mm, diâmetro do cubo 100 ±1 mm e largura 13,0 ±0,5 mm.

7.2 Embalagem de Barreira de Umidade

As bobinas são seladas a vácuo em uma embalagem de barreira de umidade (MBB) com cartão indicador de umidade e dessecante. O nível de sensibilidade à umidade (MSL) é Nível 2 (vida útil no chão de fábrica >1 ano a ≤30 °C/≤75% UR, mas uso recomendado dentro de 24 horas após abertura). Se a embalagem estiver danificada ou as condições de armazenamento forem excedidas, é necessária secagem a 60 ±5 °C por >24 horas antes do uso.

7.3 Informações da Etiqueta

Cada bobina possui uma etiqueta com número da peça, número da especificação, número do lote, código do bin (incluindo bins de tensão direta, intensidade luminosa e comprimento de onda), quantidade e código de data. O formato da etiqueta segue a prática padrão da indústria.

8. Sugestões de Aplicação

O LED é destinado principalmente à iluminação automotiva — tanto interna (painel, iluminação ambiente) quanto externa (luzes traseiras, setas, luzes de freio). O amplo ângulo de visão de 120° é vantajoso para aplicações de sinalização onde é necessária distribuição uniforme de luz. Ao projetar matrizes, garanta gerenciamento térmico adequado usando PCBs com núcleo metálico ou dissipadores de calor. Configurações em série devem incluir resistores limitadores de corrente para evitar fuga térmica. O dispositivo também é adequado para lâmpadas indicadoras de uso geral e iluminação decorativa onde alta luminosidade e confiabilidade são necessárias.

9. Comparação Técnica

Comparado aos LEDs vermelhos convencionais de furo passante, este encapsulamento PLCC4 oferece vantagens significativas: pegada menor, compatibilidade com montagem automatizada SMT, ângulo de visão mais amplo e padrão de luz mais consistente. O material AlGaInP proporciona maior eficiência luminosa e melhor estabilidade térmica do que tecnologias mais antigas como GaAsP. Além disso, a qualificação AEC-Q101 garante desempenho robusto sob condições automotivas adversas (vibração, umidade, ciclagem térmica).

10. Perguntas Frequentes

P: Qual é a corrente de acionamento recomendada para máxima vida útil?

R: Para confiabilidade ideal, opere a 50 mA típico. A corrente direta máxima absoluta é 70 mA (DC) ou 100 mA de pico (ciclo de trabalho 1/10, pulso de 10 ms). Correntes mais altas reduzem a vida útil devido ao aumento da temperatura da junção.

P: Posso usar este LED em série com outros?

R: Sim, mas certifique-se de que a tensão direta total não exceda a tensão de alimentação. Use um resistor em série para limitar a corrente. Devido à classificação por bins de tensão direta, ramos paralelos podem exigir resistores individuais para equilibrar a corrente.

P: Como devo limpar o LED após a soldagem?

R: Use álcool isopropílico. Evite limpeza ultrassônica, que pode danificar as ligações internas dos fios. Não use solventes que possam atacar o encapsulante de silicone.

P: Quais precauções de ESD são necessárias?

R: O LED pode suportar 2000 V HBM, mas a proteção contra ESD durante o manuseio ainda é necessária. Use estações de trabalho aterradas, ionizadores e embalagens antiestáticas.

11. Casos Práticos de Aplicação

Luz Traseira Automotiva:Uma matriz de 10–20 LEDs colocados em uma PCB com dissipador de calor fornece uma luz vermelha brilhante e uniforme para luz de freio/piloto. O amplo ângulo de visão garante conformidade com os requisitos de visibilidade da ECE R7. A qualificação AEC-Q101 dá confiança aos fabricantes automotivos na confiabilidade de longo prazo.

Iluminação Ambiente Interna:Um único LED difundido através de um guia de luz cria um brilho vermelho suave para iluminação de destaque no painel. O encapsulamento compacto permite integração em painéis finos.

Indicador de Status Industrial:A alta luminosidade o torna adequado para sinalização externa e luzes de status. O ângulo de feixe de 120° elimina a necessidade de óptica secundária em muitas aplicações.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED vermelho é baseado na estrutura de poço quântico múltiplo (MQW) de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Quando uma polarização direta é aplicada, elétrons da camada tipo n e lacunas da camada tipo p se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A banda proibida do material AlGaInP é projetada para produzir luz na faixa do vermelho (612–620 nm). O dispositivo é cultivado em um substrato de GaAs, que posteriormente é removido ou afinado para melhorar a extração de luz. O encapsulamento PLCC4 inclui um copo refletor e um encapsulante de silicone transparente que molda o padrão de radiação.

13. Tendências Tecnológicas

O mercado de LEDs automotivos está se movendo em direção a maior eficiência, encapsulamentos menores e melhor desempenho térmico. Os LEDs vermelhos AlGaInP continuam a melhorar em eficácia luminosa e confiabilidade. A tendência em direção à iluminação matricial e feixes de condução adaptativos aumenta a demanda por LEDs individualmente endereçáveis. A integração de LEDs com drivers inteligentes e diagnósticos (por exemplo, barramento LIN) também está crescendo. Este produto, com sua qualificação AEC-Q101, está alinhado com o impulso da indústria por qualidade zero defeito em eletrônicos automotivos. Desenvolvimentos futuros podem incluir larguras espectrais ainda mais estreitas para pureza de cor e classificações de temperatura mais altas para aplicações sob o capô.