LED SMD de Média Potência Vermelho Profundo 67-21S - Pacote PLCC-2 - 2.0x1.25x0.7mm - 2.0-2.9V - 60mA - 40-100mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de Média Potência para montagem em superfície (SMD) que utiliza tecnologia de chip AlGaInP para emitir luz vermelha profunda. O componente é alojado num pacote compacto PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos), concebido para processos de montagem automatizada. As suas principais vantagens incluem elevada eficácia luminosa, consumo de energia moderado adequado para operação prolongada e um ângulo de visão muito amplo que garante uma distribuição uniforme da luz. Estas características tornam-no uma escolha versátil para um amplo espetro de aplicações de iluminação para além do uso simples como indicador.

1.1 Características Principais e Conformidade

• Pacote:Formato padrão PLCC-2 para colocação SMT fiável.
• Cor Emitida:Vermelho Profundo (comprimento de onda de pico 650-680 nm).
• Ângulo de Visão:120 graus (típico), proporcionando um padrão de radiação amplo.
• Conformidade Ambiental:O produto é sem chumbo, conforme com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) da UE, adere aos regulamentos REACH da UE e cumpre as normas sem halogéneos (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Classificação (Binning):Segue as normas ANSI (Instituto Nacional Americano de Normas) para consistência de cor e fluxo luminoso, garantindo uniformidade nos lotes de produção.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é concebido para aplicações de iluminação que requerem emissão eficiente de vermelho. Casos de uso típicos incluem:

• Iluminação Decorativa e de Entretenimento:Iluminação de destaque arquitetónica, iluminação de palco e iluminação de ambiente onde pontos de cor específicos são críticos.
• Iluminação Agrícola:Iluminação suplementar em horticultura e agricultura vertical, particularmente em processos de fotomorfogénese onde a luz vermelha influencia o crescimento e floração das plantas.
• Iluminação Geral:Integração em luminárias que requerem um componente vermelho para luz branca ajustável ou efeitos de temperatura de cor específicos.

2. Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes ou abaixo destes limites não é garantida.

Nota Importante:Este dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas (ESD). Devem ser seguidas as devidas precauções de manuseamento ESD durante a montagem e manuseamento para prevenir falhas latentes ou catastróficas.

3. Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura do ponto de solda (T_solda) de 25°C e representam o desempenho típico nas condições especificadas.

V_R = 5V
Notas:
1. A tolerância na Potência Radiométrica é de ±11%.

2. A tolerância na Tensão Direta é de ±0.1V.

4. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência de cor e desempenho na produção, os LEDs são classificados em 'bins'. Este dispositivo utiliza três critérios de classificação independentes.

4.1 Classificação por Potência Radiométrica

C1

4.2 Classificação por Tensão Direta

I_F = 60mA

4.3 Classificação por Comprimento de Onda de Pico

DA4Nota:

A tolerância de medição do comprimento de onda dominante/de pico é de ±1nm.

5. Análise das Curvas de Desempenho

Os seguintes gráficos, derivados de dados típicos, ilustram como os parâmetros-chave mudam com as condições de operação. Estes são essenciais para um projeto de sistema robusto.

5.1 Distribuição Espectral

A curva espectral fornecida mostra um pico estreito e bem definido na região do vermelho profundo (aproximadamente 660-670nm para a peça típica), característico da tecnologia AlGaInP. Há emissão mínima noutras bandas espectrais, resultando numa cor vermelha saturada.

5.2 Tensão Direta vs. Temperatura da Junção (Fig.1)_FA tensão direta (V_j) de um LED semicondutor tem um coeficiente de temperatura negativo. À medida que a temperatura da junção (T_F) aumenta de 25°C para 115°C, V

diminui linearmente aproximadamente 0.25V. Esta característica é vital para compensação de temperatura em circuitos de acionamento e pode ser usada para monitorização indireta da temperatura da junção.

5.3 Potência Radiométrica Relativa vs. Corrente Direta (Fig.2)

A potência ótica de saída aumenta sublinearmente com a corrente direta. Embora operar a correntes mais altas produza mais luz, também gera significativamente mais calor, reduzindo a eficácia (lúmens por watt) e potencialmente encurtando a vida útil. A curva ajuda os projetistas a equilibrar a saída com eficiência e fiabilidade.

5.4 Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção (Fig.3)_jComo a maioria dos LEDs, a saída de luz deste dispositivo diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. O gráfico mostra o fluxo luminoso relativo a cair para cerca de 80% do seu valor à temperatura ambiente quando T_{atinge 115°C. Uma gestão térmica eficaz (baixa R}th

) é, portanto, crítica para manter uma saída de luz estável.

5.5 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV) (Fig.4)

Esta é a característica IV fundamental. Mostra a relação exponencial a baixas correntes, transitando para um comportamento mais resistivo na corrente de operação nominal (~60mA). A inclinação na região de operação está relacionada com a resistência dinâmica do LED.

5.6 Corrente de Acionamento Máxima vs. Temperatura de Soldadura (Fig.5)

Esta curva de derating é crucial para a fiabilidade. Indica a corrente direta máxima permitida para manter a temperatura da junção abaixo do seu limite de 115°C, com base na temperatura do ponto de solda (que é influenciada pela temperatura da PCB). Por exemplo, se o ponto de solda atingir 70°C, a corrente contínua segura máxima é reduzida para aproximadamente 45mA.

5.7 Padrão de Radiação (Fig.6)

O diagrama polar confirma o padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano, com um meio-ângulo típico de 120°. A intensidade é quase uniforme numa ampla região central, tornando-o adequado para aplicações que requerem iluminação de área ampla em vez de um feixe focalizado.

6. Informação Mecânica e do Pacote

6.1 Dimensões do Pacote
O LED é alojado num pacote padrão PLCC-2. As dimensões principais (em mm) são:
- Comprimento Total: 2.0 mm
- Largura Total: 1.25 mm
- Altura Total: 0.7 mm
- Passo dos Terminais: 1.05 mm (distância entre as pastilhas de solda)
- Dimensões das Pastilhas: Aproximadamente 0.6mm x 0.55mm

Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0.1mm. O cátodo é tipicamente indicado por um entalhe ou uma marca verde na embalagem.

6.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial. O pacote apresenta um indicador visual (como um canto chanfrado ou um ponto colorido) para denotar o terminal do cátodo (-). O desenho da impressão na PCB deve espelhar esta orientação.

7. Diretrizes de Soldadura e Montagem

7.1 Parâmetros de Soldadura por Reflow

O dispositivo está classificado para soldadura por reflow por infravermelhos ou convecção padrão. O perfil recomendado tem uma temperatura de pico de 260°C (+0/-5°C) medida no corpo do pacote, com o tempo acima de 240°C não excedendo 10 segundos. É recomendado um único ciclo de reflow.

7.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, esta deve ser realizada com um ferro de soldar com controlo de temperatura definido para uma temperatura máxima da ponta de 350°C. O tempo de contacto por terminal deve ser limitado a 3 segundos ou menos para prevenir danos térmicos no pacote plástico e na ligação interna do chip.

7.3 Condições de Armazenamento

Como um dispositivo sensível à humidade (MSD), os LEDs são embalados num saco resistente à humidade com dessecante. Uma vez aberto o saco selado, os componentes devem ser utilizados dentro de um período de tempo especificado (tipicamente 168 horas a <30°C/60%HR) ou pré-aquecidos antes do reflow para prevenir danos de \"pipocagem\" durante a soldadura.

8. Informação de Embalagem e Encomenda

8.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada para máquinas de pick-and-place automatizadas. São fornecidas as dimensões padrão da bobina (ex.: bobina de 13 polegadas). Quantidades disponíveis por bobina incluem 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 e 4000 peças.

8.2 Explicação do Rótulo
- O rótulo da bobina contém informação crítica para rastreabilidade e verificação:P/N:
- Número completo do produto, codificando os códigos de bin específicos para Fluxo, Comprimento de Onda e Tensão.QTY:
- Quantidade de peças na bobina.LOT No.:

Número do lote de fabrico para controlo de qualidade.

8.3 Embalagem Resistente à Humidade

A unidade de envio consiste na bobina colocada dentro de um saco à prova de humidade laminado com alumínio, juntamente com dessecante e um cartão indicador de humidade. O saco é depois selado.

9. Testes de Fiabilidade
- O produto é submetido a uma bateria abrangente de testes de fiabilidade realizados com um nível de confiança de 90% e 10% LTPD (Percentagem de Defeitos Tolerada no Lote). Os itens de teste principais incluem:Resistência à Soldadura por Reflow:
- 260°C durante 10 segundos.Choque Térmico:
- 200 ciclos entre -10°C e +100°C.Ciclagem de Temperatura:
- 200 ciclos entre -40°C e +100°C.Armazenamento & Operação em Alta Temperatura/Humidade:
- 1000 horas a 85°C/85%HR.Armazenamento em Alta/Baixa Temperatura:
- 1000 horas a 85°C e -40°C.Vida Útil de Operação em Alta/Baixa Temperatura:
1000 horas a várias temperaturas (25°C, 55°C, 85°C, -40°C) sob correntes de acionamento especificadas.

Estes testes validam a estabilidade a longo prazo e a robustez do LED sob tensões ambientais e operacionais severas.

10. Considerações de Projeto para Aplicação

10.1 Gestão Térmica_{Com uma resistência térmica (R}th J-S_F) de 50°C/W, gerir o calor é primordial. Para operação contínua a 60mA (V_d~2.5V, P

~150mW), a junção estará 7.5°C mais quente que o ponto de solda. Utilize uma PCB com vias térmicas adequadas e área de cobre sob as pastilhas para dissipar calor para o ambiente. Consulte a curva de derating (Fig.5) para ajustar a corrente máxima com base na temperatura esperada da PCB.

10.2 Acionamento Elétrico

Acione sempre os LEDs com uma fonte de corrente constante, não de tensão constante. Isto garante uma saída de luz estável e previne a fuga térmica. O driver deve ser projetado para acomodar a gama de tensão direta dos bins (2.0V a 2.9V). Considere implementar modulação por largura de pulso (PWM) para dimerização para evitar mudança de cor associada à dimerização analógica (redução de corrente).

10.3 Integração Ótica

O amplo ângulo de visão de 120° pode requerer ótica secundária (lentes, difusores) se for necessário um feixe mais direcionado. A lente de resina transparente minimiza a absorção de luz. Para matrizes multi-LED, garanta espaçamento adequado para prevenir acoplamento térmico entre dispositivos adjacentes.

11. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED de Média Potência ocupa um nicho específico. Comparado com LEDs indicadores de baixa potência, oferece um fluxo radiante significativamente mais elevado e é concebido para iluminação contínua. Comparado com LEDs de alta potência, opera a corrente mais baixa e tem um pacote mais simples sem PCB de núcleo metálico, tornando-o mais económico para aplicações que requerem muitos pontos de luz distribuídos. Os seus principais diferenciadores são a combinação da eficiência do vermelho profundo AlGaInP, o pacote padronizado PLCC-2 para facilidade de fabrico e a classificação ANSI abrangente para consistência de cor.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)
P: Posso acionar este LED a 120mA continuamente?

R: Não. O Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua é 60mA. A classificação de 120mA é apenas para operação pulsada (ciclo de trabalho de 10%, largura de pulso de 10ms). Exceder a classificação de corrente contínua irá sobreaquecer a junção, levando a uma rápida depreciação do fluxo luminoso e falha prematura.
P: Qual é a diferença entre Potência Radiométrica (mW) e Fluxo Luminoso (lm)?

R: A potência radiométrica mede a potência ótica total emitida em watts. O fluxo luminoso mede a potência percebida da luz ajustada para a sensibilidade do olho humano (curva fotópica). Para LEDs vermelho profundo, o valor do fluxo luminoso será relativamente baixo porque o olho humano é menos sensível à luz vermelha, mas a potência radiométrica (importante para crescimento de plantas ou deteção) é alta.
P: Como interpreto o código do produto 67-21S/NDR2C-P5080B2C12029Z6/2T?

R: O código codifica o tipo de pacote (67-21S), a cor (NDR = Vermelho Profundo) e os códigos de bin específicos para vários parâmetros (ex.: B2 para fluxo, C1 para fluxo, 29 para tensão, Z6 para comprimento de onda). A descodificação exata deve ser confirmada com a tabela de códigos de bin do fabricante.
P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para um único LED numa PCB FR4 padrão com cobre moderado, um dissipador de calor dedicado pode não ser necessário a 60mA. No entanto, para matrizes de LEDs ou operação em temperaturas ambientes elevadas, é necessária análise térmica. A curva de derating (Fig.5) fornece orientação. Melhorar o projeto térmico da PCB é frequentemente mais eficaz do que adicionar um dissipador de calor separado a um pacote tão pequeno.

13. Estudo de Caso de Projeto PráticoCenário:

Projetar uma barra de iluminação suplementar para cultivo de alface em interior. A barra tem 1 metro de comprimento e requer uma cobertura uniforme de luz vermelha profunda (660nm) para estimular a fotossíntese.
1. Passos do Projeto:Iluminância Alvo:
2. Determinar a Densidade de Fluxo de Fotões Fotossintéticos (PPFD) necessária no dossel das plantas.Seleção do LED:
3. Este LED, no bin DA3 (660-670nm), é ideal devido à correspondência espectral com os picos de absorção da clorofila.Projeto da Matriz:
4. Calcular o número de LEDs necessários com base na saída radiométrica por LED (ex.: 70mW do bin B4) e na eficiência do sistema ótico. Espaçá-los uniformemente ao longo da barra.Projeto Térmico:
5. Montar os LEDs numa PCB de alumínio (MCPCB) para gerir o calor coletivo da matriz, mantendo a temperatura do ponto de solda baixa para maximizar a saída de luz e longevidade (conforme Fig.3 & 5).Projeto do Driver:_FUtilizar um driver de corrente constante capaz de fornecer a corrente total (número de LEDs * 60mA) com uma conformidade de tensão que cubra a soma da V

máxima da série. Incluir dimerização PWM para controlo da integral diária de luz.

14. Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado no material semicondutor Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do díodo (~2.0V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas tipo-n e tipo-p, respetivamente. Eles recombinam-se radiativamente, libertando energia na forma de fotões. A energia específica da banda proibida da liga AlGaInP determina o comprimento de onda dos fotões emitidos, que está no espetro do vermelho profundo (650-680 nm). A lente de resina epóxi encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz.

15. Tendências Tecnológicas_{A tendência em LEDs de Média Potência como este é para uma eficácia cada vez maior (mais saída de luz por watt elétrico de entrada) e fiabilidade melhorada a temperaturas de operação mais elevadas. Avanços no crescimento epitaxial e no design do chip continuam a reduzir o 'efficiency droop' (o declínio na eficácia a correntes mais altas). Inovações na embalagem focam-se em melhorar os caminhos térmicos para baixar a R}th