Ficha Técnica LED SMD de Média Potência 67-21S - Pacote PLCC-2 - Vermelho Longínquo 720-750nm - 60mA 135mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) de média potência em pacote PLCC-2. O dispositivo utiliza um chip de AIGaInP para emitir luz no espectro do Vermelho Longínquo, tornando-o adequado para aplicações de iluminação especializadas além da iluminação geral. Seu formato compacto, amplo ângulo de visão e conformidade com padrões ambientais (livre de chumbo, RoHS) são características-chave.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem alta eficiência para sua classe de potência e um amplo ângulo de visão de 120 graus, garantindo uma distribuição de luz ampla e uniforme. O pacote PLCC-2 compacto facilita a integração do projeto em diversos luminários. Os mercados-alvo são altamente especializados, focando em aplicações onde espectros de luz específicos são necessários, como iluminação decorativa para criar efeitos atmosféricos, iluminação para entretenimento em palcos e estúdios e, cada vez mais, iluminação agrícola, onde os comprimentos de onda do Vermelho Longínquo são conhecidos por influenciar a fisiologia vegetal, a fotomorfogênese e as respostas de floração.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estas especificações definem os limites operacionais além dos quais pode ocorrer dano permanente. O dispositivo é classificado para uma corrente direta contínua (I_F) de 60 mA, com uma corrente direta de pico (I_FP) de 120 mA permitida sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10ms). A dissipação máxima de potência (P_d) é de 135 mW. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, com uma faixa de temperatura de armazenamento ligeiramente maior, de -40°C a +100°C. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (R_{th J-S}) é especificada como 50 °C/W, o que é crítico para o projeto de gerenciamento térmico. A temperatura máxima permitida na junção (T_j) é de 115°C. Diretrizes de soldagem são fornecidas: soldagem por refluxo a 260°C por 10 segundos ou soldagem manual a 350°C por 3 segundos. Uma nota crítica enfatiza a sensibilidade do dispositivo à descarga eletrostática (ESD), exigindo procedimentos de manuseio adequados.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos sob condições padrão de teste (temperatura do ponto de solda = 25°C, I_F= 60mA). A métrica de desempenho principal é a Potência Radiométrica (Iv), que varia de um mínimo de 15 mW a um máximo de 50 mW, com um valor típico implícito dentro desta faixa e uma tolerância de ±11%. A tensão direta (V_F) varia de 1,5V a 2,2V com uma tolerância de ±0,1V. O ângulo de visão (2θ_1/2) é tipicamente de 120 graus. A corrente reversa (I_R) é especificada com um máximo de 1,5 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência e permitir seleção precisa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Bins de Potência Radiométrica

A saída radiométrica é categorizada em bins rotulados de A3 a B2. O bin A3 cobre 15-20 mW, A4 cobre 20-25 mW, A5 cobre 25-30 mW, B1 cobre 30-40 mW e B2 cobre 40-50 mW, todos medidos em I_F=60mA.

3.2 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em etapas de 0,1V. Os códigos de bin 22 a 28 correspondem às faixas de tensão de 1,5-1,6V até 2,1-2,2V, respectivamente (em I_F=60mA).

3.3 Bins de Comprimento de Onda de Pico

Este é um bin crítico para aplicações espectrais. A emissão de Vermelho Longínquo é classificada por comprimento de onda de pico: FA3 (720-730 nm), FA4 (730-740 nm) e FA5 (740-750 nm). A tolerância de medição para o comprimento de onda dominante/de pico é de ±1nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral

Um gráfico espectral mostra a intensidade luminosa relativa através dos comprimentos de onda de aproximadamente 645nm a 795nm, com um pico pronunciado na região do Vermelho Longínquo (720-750nm), confirmando as características de emissão do chip de AIGaInP.

4.2 Características Térmicas e Elétricas

Figura 1: Variação da Tensão Direta vs. Temperatura da Junçãomostra que V_Fdiminui linearmente à medida que a temperatura da junção (T_j) aumenta de 25°C para 115°C, um comportamento típico para junções semicondutoras.

Figura 2: Potência Radiométrica Relativa vs. Corrente Diretademonstra a relação sublinear entre a corrente de acionamento e a saída de luz, indicando queda de eficiência em correntes mais altas.

Figura 3: Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junçãoplota a saída de luz normalizada contra T_j, mostrando uma diminuição na eficácia conforme a temperatura sobe, destacando a importância do gerenciamento térmico.

Figura 4: Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)descreve a característica fundamental do diodo a 25°C.

Figura 5: Corrente Direta Máxima de Acionamento vs. Temperatura de Soldaé uma curva de derating, indicando que a corrente máxima segura de operação deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente/do ponto de solda aumenta, com base na R_{th j-s}fornecida de 50°C/W.

Figura 6: Diagrama de Radiaçãoé um gráfico polar que ilustra a distribuição espacial da intensidade, confirmando o padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

É fornecida uma vista dimensionada detalhada do pacote PLCC-2. As dimensões-chave incluem o comprimento e largura totais, o tamanho e posição da cavidade do chip LED e as localizações dos terminais ânodo/cátodo. O desenho especifica uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O pacote utiliza uma resina incolor.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

As especificações absolutas máximas definem as condições de soldagem: 260°C por 10 segundos para refluxo ou 350°C por 3 segundos para soldagem manual. A seção "Precauções de Uso" aconselha fortemente o uso de resistores limitadores de corrente em série com o LED, pois a característica exponencial I-V do diodo significa que uma pequena variação de tensão pode causar um grande surto de corrente, potencialmente destrutivo. Para armazenamento, é fundamental não abrir o saco de barreira à umidade até que os componentes estejam prontos para uso em uma linha de produção, para evitar a absorção de umidade, que pode causar o "efeito pipoca" durante a soldagem por refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel resistentes à umidade. As dimensões da fita transportadora são especificadas, contendo 4000 peças por carretel. Desenhos detalhados do carretel e da fita transportadora são incluídos, com tolerâncias padrão de ±0,1mm. O processo de embalagem envolve colocar o carretel em um saco de alumínio à prova de umidade com dessecante e uma etiqueta explicativa.

7.2 Explicação da Etiqueta

A etiqueta do carretel inclui campos para: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade da Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Decorativa e de Entretenimento:Usado para criar iluminação ambiente vermelho-escura, destaques arquitetônicos ou efeitos especiais em configurações de palco e estúdio.
• Iluminação Agrícola/Horticultura:Esta é uma aplicação-chave. A luz Vermelha Longínqua (700-750nm) interage com o fitocromo, o fotorreceptor vegetal, influenciando a germinação de sementes, a evitação de sombra e a floração. É frequentemente usada em combinação com LEDs vermelhos e azuis em sistemas de iluminação para horticultura para otimizar o crescimento e desenvolvimento das plantas.
• Uso Geral:Embora denominado "geral", isso provavelmente se refere a luzes indicadoras ou de status onde uma cor vermelha específica é desejada, embora o espectro do Vermelho Longínquo seja menos comum para indicadores padrão.

8.2 Considerações de Projeto

Os projetistas devem implementar um acionamento por corrente constante adequado ou usar um resistor em série para evitar sobrecorrente. O gerenciamento térmico é crucial; a resistência térmica de 50 °C/W exige um caminho térmico eficaz dos terminais de solda para um dissipador de calor ou pour de cobre na PCB para manter uma baixa temperatura de junção e garantir confiabilidade de longo prazo e saída de luz estável. O amplo ângulo de visão deve ser considerado no projeto óptico para alcançar o padrão de feixe desejado.

9. Confiabilidade e Testes

Um plano abrangente de teste de confiabilidade é delineado, conduzido com um nível de confiança de 90% e uma Tolerância Percentual de Lote Defeituoso (LTPD) de 10%. Os testes incluem: Resistência ao Calor de Solda, Ciclagem de Temperatura (-40°C a +100°C), Vida Útil em Alta Temperatura/Umidade (85°C/85% RH), Vida Útil em Baixa Temperatura (-40°C), Vida Útil em Alta Temperatura (60°C e 85°C), Ciclagem LIGA/DESLIGA por Pulsos, Choque Térmico e Ciclagem de Potência-Temperatura. Cada teste tem condições específicas, durações (até 3000 horas), tamanhos de amostra (8 peças) e critérios de aceitação (0 falhas permitidas, 1 falha rejeita o lote).

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs de média potência padrão no mesmo pacote PLCC-2 (frequentemente usados para luz branca), a principal diferenciação deste dispositivo é seu material semicondutor especializado AIGaInP, que emite no espectro do Vermelho Longínquo. Enquanto os LEDs padrão podem usar InGaN para azul/verde ou AlGaInP para vermelho/âmbar padrão, este alvo de comprimento de onda específico (720-750nm) atende a aplicações biológicas e estéticas de nicho. Seus parâmetros de desempenho (eficácia, tensão) são otimizados para esta região espectral.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Por que um resistor limitador de corrente é obrigatório?

A: A tensão direta do LED tem um coeficiente de temperatura negativo e uma tolerância de fabricação. Sem um resistor, um ligeiro aumento na tensão de alimentação ou uma diminuição em V_Fdevido ao aquecimento pode fazer a corrente subir exponencialmente, excedendo a especificação absoluta máxima e destruindo o dispositivo.

P: Como interpreto os códigos de bin no número da peça?

A: O número da peça provavelmente codifica os bins específicos para Potência Radiométrica (ex.: A3, B2), Tensão Direta (ex.: 22, 28) e Comprimento de Onda de Pico (ex.: FA4) que o lote específico encomendado atende, garantindo que você receba LEDs com características agrupadas de forma precisa.

P: Posso acionar este LED na sua corrente de pico (120mA) continuamente?

A: Não. A especificação de corrente direta de pico é apenas para operação pulsada (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10ms). A operação contínua não deve exceder a especificação de corrente direta de 60mA, considerando o derating exigido pela Figura 5 em temperaturas elevadas.

12. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetando um módulo de iluminação suplementar para uma estante de agricultura vertical que cultiva flores sensíveis ao fotoperíodo.

O objetivo do projeto é fornecer uma breve explosão de luz Vermelha Longínqua no final do período diário de luz para promover a floração. Uma matriz desses LEDs seria disposta em uma PCB de núcleo metálico (MCPCB) para dissipação de calor ideal. Um driver de LED de corrente constante ajustado para 60mA por série seria usado. O amplo ângulo de visão de 120 graus garante boa penetração no dossel sem ópticas secundárias complexas. O bin de comprimento de onda específico (ex.: FA4 para 730-740nm) seria selecionado com base na resposta do fitocromo da espécie vegetal alvo. O módulo seria programado para ligar por 15 minutos após as luzes brancas principais desligarem.

13. Princípio de Operação

Este LED é um fotodiodo semicondutor operado em polarização direta. Quando uma tensão que excede sua tensão direta (1,5-2,2V) é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas semicondutoras tipo n e tipo p, respectivamente. Dentro da região ativa feita de AIGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), esses portadores de carga se recombinam. Uma parte significativa deste evento de recombinação libera energia na forma de fótons (luz) através de um processo chamado eletroluminescência. A energia específica da banda proibida da liga de AIGaInP determina o comprimento de onda dos fótons emitidos, que neste caso está na porção do Vermelho Longínquo do espectro (720-750 nm).

14. Tendências Tecnológicas

O uso de LEDs de banda estreita e comprimento de onda específico, como este dispositivo de Vermelho Longínquo, é uma tendência crescente em campos de iluminação não geral. Na horticultura, pesquisas estão impulsionando "receitas de luz" usando combinações precisas de comprimentos de onda azul, vermelho, vermelho longínquo e, às vezes, verde ou UV para otimizar diferentes características das plantas (taxa de crescimento, morfologia, conteúdo nutricional, floração). Isso aumenta a demanda por LEDs eficientes e confiáveis nessas faixas espectrais específicas. Além disso, avanços na epitaxia de semicondutores permitem um binning de comprimento de onda mais preciso e maiores eficiências nesses comprimentos de onda mais longos, que historicamente foram mais desafiadores. A integração de tais LEDs com sensores inteligentes e controles para sistemas de iluminação adaptativa representa uma direção de desenvolvimento chave.