Especificação do LED Branco RF-40QI32DS-FH-N - Pacote PLCC-2 - 2.8x3.5x1.82mm - 3.0V - 60mA - 22.5lm - 4290K CRI97

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações para um diodo emissor de luz (LED) branco de alta reprodução de cor em um pacote padrão de montagem em superfície PLCC-2. O dispositivo é fabricado usando um chip semicondutor violeta combinado com fósforo para produzir luz branca, tornando-o adequado para aplicações que requerem representação precisa de cores.

1.1 Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens-chave que o tornam uma escolha confiável para projetos eletrônicos modernos:

• Pacote PLCC-2:Pacote padrão do setor, garantindo compatibilidade com processos de montagem automatizados.
• Ângulo de Visão Extremamente Amplo:Um ângulo típico de meia intensidade de 120 graus fornece distribuição uniforme de luz.
• Compatibilidade Total com SMT:Projetado para uso em todos os processos padrão de montagem em superfície e soldagem por refluxo.
• Embalagem em Fita e Bobina:Disponível em fita transportadora e bobina para montagem automatizada de alta volume com pick-and-place.
• Sensibilidade à Umidade:Classificado como MSL (Nível de Sensibilidade à Umidade) 3, indicando que precauções padrão de manuseio são necessárias.
• Conformidade Ambiental:O produto está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é projetado para iluminação geral e indicação onde a boa qualidade de cor é importante. Suas principais áreas de aplicação incluem:

• Indicadores ópticos de status em dispositivos eletrônicos e painéis de controle.
• Backlight para displays de informação internos e sinalização.
• Aplicações gerais de iluminação tubular.
• Iluminação de propósito geral ampla onde alto CRI é benéfico.

Nota Importante:O produto é explicitamente declarado como não adequado para uso em aplicações de tiras flexíveis, provavelmente devido a considerações de tensão mecânica no pacote.

2. Análise Detalhada de Parâmetros Técnicos

O desempenho do LED é definido sob condições de teste padrão a uma temperatura de junção (Ts) de 25°C.

2.1 Características Eletro-Ópticas

Os parâmetros operacionais primários a uma corrente direta (IF) de 60mA são os seguintes:

• Tensão Direta (VF):3.0V típico, com uma faixa de 2.9V (Mín.) a 3.2V (Máx.). Este parâmetro é crucial para calcular o valor do resistor em série ou o projeto do driver de corrente constante.
• Fluxo Luminoso (Φ):22.5 lúmens típico, variando de 20 lm (Mín.) a 26 lm (Máx.). Isso mede a saída total de luz visível.
• Ângulo de Visão (2θ½):120 graus típico, definindo a dispersão angular onde a intensidade da luz é pelo menos metade da intensidade de pico.
• Índice de Reprodução de Cor (CRI):97 típico, com mínimo de 95. Este valor excepcionalmente alto indica a capacidade do LED de revelar as cores verdadeiras dos objetos iluminados fielmente, tornando-o ideal para iluminação de varejo, museus ou tarefas.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V, indicando a corrente de fuga no estado desligado.
• Resistência Térmica (R_THJ-S):20 °C/W típico da junção ao ponto de solda. Este valor é crítico para o projeto de gerenciamento térmico, pois define quanto a temperatura da junção aumentará para cada watt de potência dissipada.

2.2 Especificações Máximas Absolutas

Essas especificações definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes podem ocorrer. A operação sob ou nesses limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (P_D):576 mW
• Corrente Direta Contínua (I_F):180 mA
• Corrente Direta de Pico (I_FP):300 mA (a 1/10 ciclo de trabalho, largura de pulso de 0.1ms)
• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000 V (Nota: Rendimento acima de 90% neste nível, mas proteção ESD durante o manuseio ainda é necessária).
• Temperatura de Operação e Armazenamento (T_OPR, T_STG):-40°C a +100°C
• Temperatura Máxima da Junção (T_J):125°C

Regra de Projeto Crítica:A corrente máxima de operação deve ser determinada após medir a temperatura real do pacote na aplicação para garantir que a temperatura da junção não exceda 125°C.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave medidos em I_F= 60mA.

3.1 Binning de Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em três grupos de tensão, o que ajuda a projetar fontes de alimentação estáveis e obter brilho uniforme em matrizes.

• Bin G2:2.9V – 3.0V
• Bin H1:3.0V – 3.1V
• Bin H2:3.1V – 3.2V

3.2 Binning de Fluxo Luminoso (Φ)

A saída de luz é classificada em três grupos de fluxo, permitindo que os projetistas selecionem o nível de brilho apropriado para sua aplicação.

• Bin QED:20 – 22 lúmens
• Bin QGD:22 – 24 lúmens
• Bin QHA:24 – 26 lúmens

3.3 Binning de Cromaticidade / Temperatura de Cor

O documento referencia um diagrama de cromaticidade CIE 1931 e fornece conjuntos específicos de coordenadas (ex.: 40A, 40B, 40C, 40D, 40K) que definem regiões quadrilaterais ou hexagonais no diagrama. O bin principal mencionado para este número de parte parece centrado em torno de uma temperatura de cor correlacionada (CCT) de aproximadamente 4290K, conforme indicado pelo código de bin "40K" e o sufixo do número de parte. As coordenadas de cor precisas garantem controle rigoroso do ponto branco, essencial para aplicações onde a consistência de cor em múltiplos LEDs é crítica.

4. Análise de Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V)

A curva característica I-V mostra a relação entre a tensão aplicada ao LED e a corrente resultante. Para este dispositivo, na corrente operacional típica de 60mA, a tensão direta é aproximadamente 3.0V. A curva é não linear, exibindo uma característica padrão de ligação de diodo. Esses dados são essenciais para selecionar uma topologia de driver de limitação de corrente apropriada (resistiva ou de corrente constante).

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. A saída aumenta sub-linearmente com a corrente. Embora acionar em correntes mais altas produza mais luz, também gera mais calor, o que pode reduzir a eficiência (eficácia luminosa) e potencialmente encurtar a vida útil do LED se o gerenciamento térmico for inadequado. Operar na ou abaixo dos 60mA recomendados garante desempenho e confiabilidade ideais.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões e Tolerâncias do Pacote

O pacote PLCC-2 tem as seguintes dimensões críticas (todas em milímetros, com tolerância geral de ±0.05mm, a menos especificado):

• Comprimento Total:3.50 mm
• Largura Total:2.80 mm
• Altura Total:1.82 mm (típico)
• Largura do Terminal:0.48 mm (típico)
• Espaçamento dos Terminais:2.10 mm (entre os centros do ânodo e cátodo)

Vistas detalhadas superior, lateral, inferior e de polaridade são fornecidas nos desenhos dimensionais.

5.2 Identificação de Polaridade e Padrão de Solda

A marcação clara de polaridade é essencial para montagem correta. O design do pacote incorpora um indicador de polaridade. O padrão recomendado de solda também é fornecido para garantir um filete de solda confiável e alinhamento adequado durante a soldagem por refluxo, crítico para desempenho térmico e resistência mecânica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Instruções de Soldagem por Refluxo SMT

O LED é adequado para processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelho ou convecção. A adesão ao perfil de refluxo recomendado é crucial. Parâmetros-chave tipicamente incluem:

• Pré-aquecimento:Um aumento gradual para ativar o fluxo da pasta de solda e minimizar choque térmico.
• Mergulho/Pré-fluxo:Um período a uma temperatura abaixo do ponto líquido para garantir aquecimento uniforme do componente e placa.
• Refluxo:Uma zona de temperatura de pico onde a pasta de solda derrete. A temperatura de pico deve ser controlada para evitar danos aos materiais internos do LED (epóxi, fósforo, ligações de fio) enquanto garante formação adequada da junta de solda. A temperatura máxima do corpo não deve exceder o limite classificado.
• Resfriamento:Um período controlado de resfriamento para solidificar as juntas de solda.

Consulte a seção específica de instruções SMT para o perfil exato de temperatura-tempo.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Proteção ESD:Embora o dispositivo tenha uma classificação ESD HBM de 2000V, precauções padrão ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas) devem ser usadas durante o manuseio para prevenir danos cumulativos.
• Sensibilidade à Umidade:Como um componente MSL Nível 3, o saco deve ser assado antes da soldagem se o tempo de exposição fora da embalagem seca exceder o limite especificado (tipicamente 168 horas a ≤30°C/60% UR).
• Evitar Tensão Mecânica:Não aplique força excessiva na lente ou terminais.
• Limpeza:Evite contaminação da superfície da lente, pois pode reduzir a saída de luz.

7. Embalagem e Confiabilidade

7.1 Especificação de Embalagem

O produto é fornecido em um saco de barreira resistente à umidade com dessecante, colocado em fita transportadora em relevo enrolada em uma bobina. Dimensões detalhadas para os bolsos da fita transportadora e a bobina em si são fornecidas para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada. Um rótulo na bobina especifica número de parte, quantidade, códigos de bin e informações de rastreabilidade do lote.

7.2 Itens de Teste de Confiabilidade

O produto passa por uma série de testes de confiabilidade para garantir desempenho de longo prazo sob vários estresses ambientais. Embora condições específicas estejam listadas em uma tabela dedicada, testes típicos para LEDs incluem:

• Vida Útil em Alta Temperatura (HTOL):Testa a longevidade sob operação contínua em temperatura elevada.
• Ciclagem de Temperatura:Testa resistência a choque térmico e tensão mecânica de expansão/contração.
• Teste de Umidade:Avalia resistência à entrada de umidade.
• Resistência ao Calor de Soldagem:Verifica se o pacote pode suportar o processo de soldagem.

Critérios específicos para julgar falhas (ex.: mudanças na tensão direta, fluxo luminoso ou falha catastrófica) após esses testes são definidos.

8. Considerações de Aplicação e Projeto

8.1 Gerenciamento Térmico

Dada a resistência térmica de 20°C/W, o dissipador de calor eficaz é primordial, especialmente ao acionar em correntes acima dos 60mA nominais ou em altas temperaturas ambientes. O caminho primário de dissipação de calor é através dos pads de solda para a placa de circuito impresso (PCB). Usar uma PCB com vias térmicas sob o pad térmico do LED (se aplicável) conectado a um plano de terra ou área de dissipador dedicada é uma prática padrão para reduzir a resistência térmica da junção ao ambiente (R_THJ-A). Sempre calcule a temperatura esperada da junção: T_J= T_A+ (P_D* R_THJ-A), e garanta T_J <125°C.

8.2 Acionamento Elétrico

Para estabilidade e longevidade ideais, acione o LED com uma fonte de corrente constante em vez de uma tensão constante com um resistor em série, especialmente em aplicações onde a temperatura varia ou brilho consistente é necessário. A fonte de corrente constante ajusta automaticamente a tensão para manter a corrente definida, compensando o coeficiente de temperatura negativo da tensão direta do LED.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus produz um padrão de emissão tipo lambertiano. Para aplicações que requerem um feixe mais estreito, ópticas secundárias (lentes ou refletores) devem ser usadas. O alto CRI torna este LED adequado para áreas onde a discriminação de cor é importante, mas os projetistas devem estar cientes de que LEDs brancos de alto CRI frequentemente têm eficácia luminosa ligeiramente menor comparada a LEDs brancos padrão.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a LEDs brancos de média potência padrão, o diferenciador chave deste produto é seu excepcionalmente alto Índice de Reprodução de Cor (CRI ≥95). A maioria dos LEDs brancos de propósito geral tem CRI na faixa de 70-80. Este alto CRI é alcançado através de formulação precisa de fósforo e controle de processo, tornando-o ideal para aplicações onde a qualidade de cor não pode ser comprometida, embora potencialmente a um custo mais alto e eficiência ligeiramente menor do que LEDs brancos padrão.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Dados Técnicos)

10.1 Qual é a corrente operacional recomendada?

As especificações são principalmente caracterizadas a 60mA, que é o ponto operacional típico recomendado para desempenho equilibrado de saída de luz, eficácia e confiabilidade. Pode ser operado até o máximo absoluto de 180mA, mas apenas com excelente gerenciamento térmico para manter a temperatura da junção sob controle.

10.2 Como interpretar os códigos de bin ao pedir?

O número de parte (ex.: RF-40QI32DS-FH-N) frequentemente contém informações codificadas. Você deve especificar o bin V_Fnecessário (G2, H1, H2) e o bin de Fluxo (QED, QGD, QHA) com base no seu projeto de circuito e requisitos de brilho. O "40" no número de parte e o bin de cromaticidade referenciado "40K" indicam o grupo nominal de temperatura de cor.

10.3 Por que não é adequado para tiras flexíveis?

Tiras flexíveis sofrem flexão e dobramento constantes durante instalação e uso. O pacote rígido PLCC-2 e suas juntas de solda são suscetíveis a trincas sob tal tensão mecânica repetida, levando a falha. LEDs para tiras flexíveis tipicamente usam um pacote mais macio e resiliente ou são especialmente revestidos para suportar dobramento.

11. Exemplo de Caso de Uso Prático

Cenário: Projetando uma lâmpada de tarefa de alta qualidade.Um projetista precisa de luz uniforme e brilhante com excelente reprodução de cor para uma lâmpada de tarefa de mesa. Eles selecionam este LED por seu alto CRI (97), garantindo que documentos e objetos apareçam em suas cores verdadeiras. Eles projetam uma PCB de núcleo metálico (MCPCB) para atuar como dissipador, acionando 12 LEDs em série com um driver de corrente constante ajustado para 60mA por LED. O amplo ângulo de visão de 120 graus fornece boa cobertura sem sombras duras. O projetista especifica o bin de tensão H1 e o bin de fluxo QGD para garantir brilho e queda de tensão consistentes em todos os 12 LEDs na série.

12. Princípio Operacional

Este é um LED branco convertido por fósforo. Um chip semicondutor baseado em nitreto de gálio emite luz no espectro violeta/ultravioleta. Esta luz primária não é emitida diretamente. Em vez disso, excita uma camada de material de fósforo depositada sobre ou ao redor do chip. O fósforo absorve os fótons violetas de alta energia e reemite luz em um espectro mais amplo nas regiões amarela e vermelha. A combinação da luz residual violeta/azul não convertida do chip e a emissão ampla amarela/vermelha do fósforo se mistura para produzir luz branca. A composição exata e espessura da camada de fósforo determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI) da luz branca resultante.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED é em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor qualidade de cor (maior CRI e consistência de cor mais precisa) e maior confiabilidade. Para pacotes de média potência como o PLCC-2, melhorias frequentemente vêm de designs de chip mais eficientes, formulações avançadas de fósforo com bandas de emissão mais estreitas para melhor gama de cores, e materiais de pacote melhorados para menor resistência térmica e temperaturas máximas de operação mais altas. A indústria também está focada em reduzir custos e melhorar sustentabilidade através de escolhas de materiais e processos de fabricação. O produto documentado aqui representa uma implementação atual enfatizando alta qualidade de cor dentro de um formato de pacote padrão e custo-eficaz.