Ficha Técnica LED Branco 2014 PLCC-2 - Dimensões 2.0x1.4x1.3mm - Tensão 2.7-3.3V - Potência 0.099W - Documentação Técnica

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece especificações detalhadas para um diodo emissor de luz (LED) branco de alto desempenho, projetado para aplicações de tecnologia de montagem em superfície (SMT). O dispositivo é construído utilizando um chip de LED azul combinado com um revestimento de fósforo para produzir luz branca, encapsulado num compacto e confiável encapsulamento PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos).

1.1 Descrição Geral

O LED apresenta um encapsulamento PLCC-2 padrão com dimensões de 2.0mm de comprimento, 1.4mm de largura e 1.3mm de altura. Este fator de forma compacto torna-o adequado para layouts de PCB de alta densidade. A geração de luz branca é alcançada através da combinação de um chip semicondutor azul e uma formulação precisa de fósforo, permitindo uma saída de cor consistente em várias condições operacionais.

1.2 Características Principais

• Tipo de encapsulamento PLCC-2 para um desempenho mecânico e elétrico robusto.
• Ângulo de visão extremamente amplo de 120 graus, garantindo uma distribuição uniforme da luz.
• Totalmente compatível com processos padrão de montagem SMT e de soldagem por refluxo.
• Fornecido em fita e bobina para fabricação automatizada pick-and-place.
• Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) classificado como Nível 3, exigindo armazenamento controlado.
• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.3 Aplicações

Este LED é versátil e projetado para uma ampla gama de aplicações de iluminação, incluindo, mas não se limitando a: iluminação decorativa e fitas de destaque; luzes indicadoras em eletrodomésticos e instrumentos eletrónicos; iluminação geral em hotéis, mercados, escritórios e ambientes residenciais; e qualquer aplicação que necessite de uma fonte de luz branca compacta e confiável.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Uma compreensão completa dos parâmetros elétricos e óticos é crucial para uma integração bem-sucedida em qualquer projeto. Todos os valores são especificados a uma temperatura padrão da junção (Ts) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Características Elétricas e Óticas

A tensão direta (VF) varia de um mínimo de 2.7V a um máximo de 3.3V quando alimentado com a corrente de teste padrão de 20mA. Este parâmetro é crítico para o projeto da fonte de alimentação. A corrente reversa (IR) é garantida abaixo de 10µA a uma tensão reversa de 5V, indicando boas características de díodo. O fluxo luminoso varia de acordo com o bin (lote) de temperatura de cor correlacionada (CCT). Por exemplo, LEDs no bin de branco quente (1725-1900K) têm um fluxo luminoso típico de 3-7 lúmens a 20mA, enquanto bins de branco frio (ex.: 5925-7150K) oferecem 5-9 lúmens. O índice de reprodução de cor (Ra) é especificado com um mínimo de 90, garantindo excelente fidelidade de cor para os objetos iluminados.

2.2 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 30mA. A corrente direta de pico (IFP) pode atingir 100mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). A dissipação de potência máxima (PD) é de 99mW. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V (Modelo do Corpo Humano), embora procedimentos adequados de manuseio ESD ainda sejam recomendados. A faixa de temperatura de operação vai de -40°C a +85°C, e a de armazenamento de -40°C a +100°C. A temperatura máxima permitida da junção (TJ) é de 97°C.

2.3 Características Térmicas

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RTHJ-S) é tipicamente 80°C/W. Este valor é essencial para cálculos de gestão térmica. Exceder a temperatura máxima da junção reduzirá significativamente a saída luminosa e a vida útil operacional. Os projetistas devem garantir uma área adequada de cobre na PCB e possível dissipação de calor se operar em ambientes de temperatura mais alta ou com correntes de acionamento superiores.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção em massa, os LEDs são classificados em bins (lotes) com base em parâmetros-chave.

3.1 Bins de Tensão Direta e Intensidade Luminosa

A tensão direta é classificada em passos de 0.1V desde 2.7-2.8V (J1) até 3.2-3.3V (I1). O fluxo luminoso é classificado em passos de 1-lúmen, codificado de WGD (3-4 lm) a OEA (8-9 lm). Este sistema de bin duplo permite aos projetistas selecionar componentes que correspondam aos seus requisitos específicos de tensão e brilho para equilíbrio do circuito e uniformidade estética.

3.2 Faixas de Temperatura de Cor

O produto está disponível em várias faixas pré-definidas de temperatura de cor correlacionada (CCT), cada uma com seu próprio sufixo de número de peça. Estas incluem branco quente (1725-1900K, 2250-2475K), branco neutro (2600-2870K, 2780-3110K) e branco frio (3760-4330K, 5925-7150K). As áreas específicas de bin são representadas graficamente no diagrama de cromaticidade CIE 1931, mostrando o rigoroso controle sobre a variação do ponto de cor dentro de cada faixa.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Dados gráficos fornecem insights sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva característica mostra uma relação não linear entre a tensão direta (VF) e a corrente direta (IF). À medida que a corrente aumenta de 0 para 30mA, a tensão direta sobe gradualmente de aproximadamente 2.8V para pouco mais de 3.2V. Esta curva é vital para projetar drivers de corrente constante, garantindo uma saída de luz estável e evitando a fuga térmica.

4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa

Esta curva demonstra a saída de luz relativa em função da corrente de acionamento. A intensidade aumenta sub-linearmente com a corrente. Por exemplo, duplicar a corrente de 15mA para 30mA não duplica a saída de luz, indicando uma queda de eficiência em correntes mais altas devido ao aumento da temperatura da junção e outros fatores. Operar próximo dos típicos 20mA é recomendado para uma eficácia e longevidade ideais.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

São fornecidos desenhos dimensionais detalhados, incluindo vistas superior, lateral, inferior e de polaridade. Dimensões-chave incluem um tamanho do corpo de 2.0mm x 1.4mm, uma altura total de 1.3mm e larguras dos terminais de 0.6mm ± 0.05mm. Todas as tolerâncias são tipicamente ±0.2mm salvo indicação em contrário. O padrão de ilhós de solda recomendado na PCB também é ilustrado para garantir uma soldagem adequada e resistência mecânica.

5.2 Polaridade e Padrões de Soldagem

O cátodo está claramente marcado, tipicamente por um entalhe ou um indicador verde no encapsulamento. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem. O diagrama do padrão de soldagem mostra o projeto ideal da ilhó de cobre para soldagem por refluxo, o que ajuda a alcançar filetes de solda confiáveis e a gerir a dissipação de calor durante o processo de soldagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Instruções para Soldagem por Refluxo SMT

O componente foi projetado para processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelhos ou convecção. Deve ser seguido um perfil típico de refluxo, com etapas de pré-aquecimento, imersão, refluxo e arrefecimento. A temperatura de pico durante o refluxo não deve exceder a temperatura máxima permitida para o encapsulamento (conforme implícito pela temperatura de armazenamento) para evitar danos à encapsulação plástica e às ligações internas por fio. O tempo específico acima do líquido (TAL) e as recomendações de temperatura de pico devem ser obtidos das diretrizes gerais SMT para componentes semelhantes.

6.2 Precauções de Manuseio

Devido à classificação MSL Nível 3, os dispositivos devem ser pré-assados antes da soldagem se a bolsa barreira de humidade tiver sido aberta por mais de 168 horas em condições de fábrica (30°C/60%UR). Evite stress mecânico na lente. Utilize bicos de captura a vácuo de tamanho apropriado durante o manuseio automatizado. Observe sempre as precauções contra ESD em todas as etapas de manuseio e montagem.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada montada em bobinas. As dimensões da fita transportadora, o tamanho do bolso e o diâmetro da bobina são padronizados para se adequarem aos equipamentos de colocação automática. Uma etiqueta detalhada na bobina especifica o número da peça, quantidade, número do lote e códigos de bin.

7.2 Embalagem Resistente à Umidade

As bobinas são embaladas em sacos selados, barreira de humidade, com dessecante e um cartão indicador de humidade para proteger os componentes da humidade ambiente durante o armazenamento e transporte, de acordo com o requisito MSL3.

7.3 Testes de Fiabilidade

O produto é submetido a uma série de testes de fiabilidade, que podem incluir armazenamento a alta temperatura, armazenamento a baixa temperatura, ciclagem térmica, teste de humidade e resistência ao calor de soldagem. Condições específicas de teste e critérios de aprovação/reprovação asseguram a robustez e longevidade do componente no campo.

8. Recomendações de Aplicação

Para um desempenho ideal, recomenda-se acionar o LED com uma fonte de corrente constante em vez de tensão constante. A corrente deve ser definida de acordo com o brilho desejado, mantendo-se dentro das especificações máximas absolutas. Considere o caminho térmico no projeto da PCB; a utilização de vias térmicas sob o ilhó térmico do LED (se aplicável) pode ajudar a dissipar calor. Para aplicações que exigem consistência de cor específica, especifique os códigos de bin de tensão e fluxo necessários durante a procura.

9. Comparação Técnica

Em comparação com encapsulamentos de LED mais antigos, como os tipos through-hole de 5mm, este LED SMD PLCC-2 oferece uma pegada muito menor, melhor adequação para montagem automatizada e um ângulo de visão mais amplo. Dentro da família PLCC-2, esta variante específica distingue-se pelo seu alto índice de reprodução de cor (Ra>90) e disponibilidade em múltiplas temperaturas de cor rigorosamente classificadas, tornando-a adequada para aplicações onde a qualidade da cor é crítica.

10. Perguntas Frequentes

P: Posso alimentar este LED a 30mA continuamente?

R: Sim, 30mA é a corrente contínua máxima absoluta. Contudo, para uma vida útil prolongada e brilho mantido, operar a ou abaixo dos típicos 20mA é aconselhável, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente.



P: Qual é a diferença entre os vários bins de temperatura de cor?

R: Os bins representam diferentes tonalidades de luz branca, desde o quente (amarelado) até o frio (azulado). A escolha depende da estética desejada e da aplicação (ex.: branco quente para iluminação aconchegante, branco frio para iluminação de tarefas).



P: Como interpreto os códigos de bin para encomendar?

R: O número completo da peça inclui códigos para tensão direta (ex.: G1) e fluxo luminoso (ex.: WHB). Consulte as tabelas de binning para selecionar a combinação que atende aos seus requisitos de projeto do circuito e brilho.

11. Casos de Uso Prático

Caso de Estudo 1: Iluminação de Fundo do Painel de Controlo de Eletrodomésticos.Uma série destes LEDs pode ser usada para iluminar por trás botões e visores num eletrodoméstico de cozinha. O ângulo de visão amplo garante visibilidade de vários ângulos, e o alto CRI assegura que os indicadores coloridos são reproduzidos com precisão. O encapsulamento SMT permite um design de perfil fino.



Caso de Estudo 2: Fita LED Decorativa.Montados numa PCB flexível, estes LEDs podem criar linhas de luz uniformes e contínuas para iluminação de destaque arquitetónico. A disponibilidade de diferentes tons de branco permite aos projetistas combinar a atmosfera de iluminação com o tema de design de interiores.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco opera com base no princípio da eletroluminescência num material semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e lacunas recombinam-se na região ativa do chip do LED azul, emitindo fotões de luz azul. Estes fotões azuis atingem então uma camada de revestimento de fósforo no chip. O fósforo absorve uma porção da luz azul e re-emite-a como luz num espectro mais amplo (comprimentos de onda amarelo e vermelho). A combinação da luz azul restante com a luz emitida pelo fósforo resulta na perceção de luz branca. O tom exato (temperatura de cor) é determinado pela composição e espessura da camada de fósforo.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia LED é no sentido de maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e menor custo. Para tipos de encapsulamento como o PLCC-2, os avanços incluem melhores materiais de gestão térmica para permitir correntes de acionamento mais altas, técnicas de deposição de fósforo mais precisas para um binning de cor mais rigoroso e materiais de encapsulação que oferecem melhor resistência a altas temperaturas e ambientes hostis. Além disso, a direção para a miniaturização continua, impulsionando tamanhos de encapsulamento ainda menores com desempenho ótico mantido ou melhorado para os dispositivos eletrónicos compactos da próxima geração.