Ficha Técnica do LED ALFS2BD-C0PA07001L1-AM - Pacote Cerâmico SMD - Branco Frio 5850K / Âmbar PC - 260 lm / 160 lm @ 700mA - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

O ALFS2BD-C0PA07001L1-AM é um LED de montagem em superfície de alto desempenho, projetado especificamente para aplicações exigentes de iluminação externa automotiva. Faz parte da série EL ALFS, apresentando um robusto pacote cerâmico SMD que garante excelente gestão térmica e confiabilidade de longo prazo em condições ambientais severas. O dispositivo é oferecido em duas opções de cor distintas: uma variante Branco Frio com temperatura de cor típica de 5850K, e uma variante Âmbar PC (Phosphor Converted). Seus objetivos principais de projeto são fornecer alta saída luminosa, desempenho de cor consistente e confiabilidade inabalável para funções automotivas críticas para a segurança.

As vantagens centrais deste LED incluem sua conformidade com o rigoroso padrão de qualificação AEC-Q102 para semicondutores optoeletrônicos discretos em aplicações automotivas. Este processo de certificação valida o desempenho e a longevidade do componente sob temperaturas extremas, umidade e estresse mecânico. Além disso, o produto adere às regulamentações RoHS, REACH e livre de halogênios, tornando-o adequado para mercados automotivos globais com restrições ambientais e de materiais rigorosas. Sua robustez ao enxofre é uma característica crítica para aplicações expostas a poluentes atmosféricos que podem corroer pacotes de LED padrão.

O mercado-alvo é exclusivamente automotivo, com foco em módulos de iluminação externa. Suas características de desempenho são adaptadas para atender aos altos requisitos de brilho e confiabilidade dos sistemas modernos de iluminação veicular.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e de Cor

O desempenho do LED é caracterizado sob uma corrente de teste padrão de 700mA. A versão Branco Frio fornece um fluxo luminoso típico de 260 lúmens (lm), com um mínimo de 220 lm e um máximo de 300 lm, considerando as tolerâncias de produção. A versão Âmbar PC fornece uma saída típica de 160 lm, variando de 120 lm a 200 lm. O ângulo de visão para ambas as cores é amplo, de 120 graus, proporcionando um padrão de distribuição de luz amplo e uniforme, adequado para funções de sinalização.

As métricas de cor são definidas com precisão. A variante Branco Frio tem uma faixa de temperatura de cor correlacionada (CCT) de 5180K a 6680K, centrada em torno de um típico 5850K. A cromaticidade da variante Âmbar PC é especificada por suas coordenadas CIE 1931: típicas x = 0,57 e y = 0,42. Isso a posiciona firmemente na região âmbar do espaço de cores, essencial para aplicações de luz de direção e luz de estacionamento, onde regulamentações específicas de cor se aplicam.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

A tensão direta (Vf) para o LED Branco Frio a 700mA é tipicamente 3,35V, com uma faixa de 2,90V a 3,80V. A Vf da versão Âmbar PC é comparável. Esses parâmetros são cruciais para o projeto do driver e gerenciamento de energia. Dois valores-chave de resistência térmica são fornecidos: a resistência térmica real (Rth JS real) da junção do semicondutor ao ponto de solda é tipicamente 4,6 K/W (máx. 9,0 K/W), enquanto a resistência térmica derivada do método elétrico (Rth JS el) é tipicamente 3,6 K/W (máx. 8,0 K/W). O valor elétrico mais baixo geralmente indica o desempenho do caminho térmico sob condições operacionais, o que é vital para prever a temperatura da junção e gerenciar a manutenção do lúmen.

2.3 Especificações Máximas Absolutas

Essas especificações definem os limites operacionais além dos quais danos permanentes podem ocorrer. Os limites principais incluem uma corrente direta máxima (IF) de 1500 mA, uma dissipação de potência máxima (Pd) de 5700 mW e uma temperatura de junção máxima (Tj) de 150°C. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação (Topr) de -40°C a +125°C, confirmando sua adequação para ambientes automotivos. Pode suportar um nível de ESD (Descarga Eletrostática) de até 8 kV (Modelo do Corpo Humano), aumentando sua robustez de manuseio. A temperatura máxima de soldagem por refluxo é de 260°C, alinhada com os processos padrão de montagem de PCB.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Distribuição Espectral

Os gráficos fornecidos mostram a distribuição espectral de potência relativa para os LEDs Branco Frio e Âmbar PC a 700mA e 25°C. O espectro do Branco Frio mostra um pico de emissão amplo na região azul do chip LED, combinado com uma emissão de fósforo amarelo mais ampla, criando luz branca. O espectro do Âmbar PC é dominado por um único pico amplo na região amarelo-âmbar, resultante da conversão do fósforo, com vazamento mínimo de luz azul, o que é ideal para requisitos de cor âmbar pura.

3.2 Relações entre Corrente e Desempenho

O gráfico Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra uma relação sublinear, típica para LEDs. Os gráficos Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta demonstram que a saída de luz aumenta com a corrente, mas começa a mostrar sinais de saturação em correntes mais altas (ex., acima de 1000mA), provavelmente devido ao aumento dos efeitos térmicos e à queda de eficiência. Os gráficos Deslocamento das Coordenadas de Cromaticidade vs. Corrente Direta indicam uma mudança mínima nas coordenadas de cor (ΔCIE x, ΔCIE y) ao longo da faixa de corrente de 300mA a 1500mA, o que é crítico para manter uma saída de cor consistente sob diferentes condições de acionamento, como dimerização.

3.3 Dependência da Temperatura

O gráfico Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo; a tensão direta diminui linearmente à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é uma característica padrão de diodos semicondutores. Os gráficos Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção são cruciais para o projeto térmico. Eles mostram que a saída luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Para o LED Branco Frio, a saída a 125°C é aproximadamente 85-90% de sua saída a 25°C. A versão Âmbar PC mostra um comportamento de extinção térmica ligeiramente diferente. Portanto, um dissipador de calor eficaz é essencial para manter o brilho. Os gráficos Deslocamento das Coordenadas de Cromaticidade vs. Temperatura da Junção mostram deslocamentos muito pequenos, indicando boa estabilidade de cor ao longo da faixa de temperatura de operação.

4. Informações de Binning

A ficha técnica inclui uma seção dedicada para informações de binning (Seção 4 no sumário), embora os critérios específicos de binning (ex., bins de fluxo, bins de cromaticidade, bins de Vf) não sejam detalhados no trecho fornecido. Para LEDs de grau automotivo, o binning é tipicamente muito rigoroso. Os componentes são classificados em grupos restritos com base no fluxo luminoso, tensão direta e coordenadas de cromaticidade (CIE x, y ou CCT e Duv para branco) para garantir consistência e uniformidade de cor dentro de um conjunto de iluminação. Os projetistas devem consultar a tabela de binning completa para selecionar o sufixo de número de peça apropriado que atenda aos requisitos de uniformidade específicos de sua aplicação.

5. Mecânica, Montagem e Embalagem

5.1 Dimensões Mecânicas e Layout do Pad

O desenho mecânico (Seção 7) define a pegada física exata do pacote cerâmico SMD, incluindo comprimento, largura, altura e a localização do pad térmico e dos contatos elétricos. O layout recomendado do pad de solda (Seção 8) é fornecido para orientar o projeto do PCB. Este layout é crítico para garantir a formação adequada da junta de solda, a conexão elétrica e, mais importante, a transferência térmica ideal do pad térmico do LED para o plano de cobre do PCB. Um projeto de pad incorreto pode limitar severamente a dissipação de calor, levando a falhas prematuras ou redução da saída de luz.

5.2 Soldagem por Refluxo e Manuseio

Um perfil de soldagem por refluxo (Seção 9) é especificado, com uma temperatura de pico de 260°C. Aderir a este perfil é essencial para evitar choque térmico no pacote cerâmico e nos materiais internos de fixação do chip. A seção "Precauções de Uso" (Seção 11) provavelmente contém instruções vitais de manuseio, como nível de sensibilidade à umidade (MSL 2 é observado nas características), condições de armazenamento e recomendações de limpeza. Precauções adequadas contra ESD devem sempre ser seguidas durante o manuseio e montagem.

5.3 Embalagem e Pedido

As informações de embalagem (Seção 10) detalham como os LEDs são fornecidos (ex., em fita e carretel), incluindo dimensões do carretel e orientação do componente. As informações de pedido e a estrutura do número da peça (Seções 5 e 6) explicam como decodificar o número da peça (ALFS2BD-C0PA07001L1-AM) para selecionar o bin de fluxo correto, cor e outras características opcionais para compra.

6. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicações-Alvo

As principais aplicações listadas são Iluminação Externa Automotiva, especificamente Luzes de Rodagem Diurna (DRL) e Luzes de Direção. Para DRLs, o alto fluxo luminoso e a cor branco frio proporcionam alta visibilidade. Para luzes de direção, a cor Âmbar PC atende aos requisitos regulatórios para a cor do pisca. A robustez do dispositivo também o torna adequado para outras funções externas, como luzes de posição ou lanternas traseiras combinadas.

6.2 Considerações Críticas de Projeto

• Gerenciamento Térmico:Este é o fator mais crítico. A resistência térmica real típica de 4,6 K/W significa que para cada watt dissipado, a junção ficará 4,6°C mais quente que o ponto de solda. A 700mA e uma Vf típica de 3,35V, a dissipação de potência é de cerca de 2,35W. Isso cria uma elevação de temperatura de aproximadamente 10,8°C da placa para a junção, assumindo dissipação de calor ideal. O PCB deve ter um caminho térmico adequadamente projetado (usando vias, camadas de cobre espessas) para manter a temperatura do ponto de solda baixa, garantindo que a junção permaneça bem abaixo de seu máximo de 150°C, preferencialmente abaixo de 110-120°C para longa vida útil.
• Corrente de Acionamento:Embora o LED possa ser pulsado até 1500mA, o ponto de operação recomendado para eficiência e vida útil ideais é provavelmente em torno de 700mA, conforme usado para as especificações típicas. Operar em correntes mais altas aumenta a geração de calor exponencialmente e acelera a depreciação do lúmen.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120° requer ópticas secundárias (lentes, refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como DRLs ou piscas. O sistema óptico deve considerar o padrão de radiação espacial do LED.
• Projeto Elétrico:Um driver de LED de corrente constante é obrigatório para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. O driver deve ser projetado para operar dentro de toda a faixa de tensão automotiva (ex., 9V-16V com proteção contra dump de carga).

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a LEDs comerciais padrão ou mesmo de grau industrial, os principais diferenciadores deste dispositivo são sua qualificação automotiva (AEC-Q102) e robustez de material (resistência ao enxofre, livre de halogênio). Comparado a outros LEDs automotivos, sua combinação de pacote cerâmico (desempenho térmico e confiabilidade superiores aos pacotes plásticos) e alta saída de fluxo em branco e âmbar a partir de uma única plataforma de pacote é uma vantagem significativa. Simplifica a lista de materiais para módulos de iluminação que requerem ambas as cores.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Dados Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 1000mA continuamente?

R: Embora a especificação máxima absoluta seja 1500mA, as especificações típicas são dadas a 700mA. A operação contínua a 1000mA gerará significativamente mais calor (~3,35W vs. ~2,35W). Isso só é possível com um gerenciamento térmico excepcional para manter a temperatura da junção dentro dos limites seguros, e pode reduzir a vida útil do LED. Consulte as curvas de derating.

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica (Real vs. Elétrico)?

R: A resistência térmica "real" (4,6 K/W) é frequentemente medida sob uma condição de teste térmico específica. O método "elétrico" (3,6 K/W) usa a própria tensão direta do LED como um sensor de temperatura sob condições operacionais e pode representar um valor in-situ mais prático. Para um projeto conservador, recomenda-se usar o valor "real" mais alto para calcular a elevação de temperatura no pior caso.

P: Uma lente é necessária para uma aplicação de luz de direção?

R: Sim. O LED em si tem um padrão de emissão de 120° semelhante a Lambertiano. Uma luz de direção requer um padrão de feixe específico e visibilidade angular definida por regulamentações (ex., ECE ou SAE). Uma óptica secundária (lente) é necessária para colimar e moldar a luz para atender a esses requisitos fotométricos legais.

9. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetando um módulo de Luz de Rodagem Diurna (DRL) usando a versão Branco Frio deste LED.

Passo 1 - Requisitos Ópticos:Determinar a intensidade luminosa necessária (candelas) em vários ângulos de acordo com a regulamentação automotiva (ex., ECE R87).

Passo 2 - Contagem de LEDs & Acionamento:Com base na saída típica de 260 lm do LED e na eficiência do sistema óptico escolhido, calcular o número de LEDs necessários para atingir a intensidade alvo. Decidir sobre uma corrente de acionamento (ex., 700mA).

Passo 3 - Projeto Térmico:Calcular a dissipação total de potência (Número de LEDs * Vf * Corrente). Projetar o PCB de núcleo metálico ou PCB padrão com vias térmicas para atingir uma temperatura alvo do ponto de solda (ex., 85°C) na pior temperatura ambiente (ex., 80°C no compartimento do motor). Usar a resistência térmica (Rth JS) para garantir que a temperatura da junção permaneça abaixo de 110°C.

Passo 4 - Projeto Elétrico:Selecionar um driver de LED de corrente constante qualificado AEC-Q100 que possa fornecer a corrente total necessária, lidar com a faixa de tensão de entrada automotiva e incluir dimerização PWM, se necessário para funcionalidade (ex., dimerização quando os faróis estão ligados).

Passo 5 - Validação:Construir um protótipo e medir a saída fotométrica, cor e desempenho térmico (temperatura da junção via método Vf) sob condições operacionais de alta temperatura para validar o projeto.

10. Princípio de Operação e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Operação

Este LED é uma fonte de luz de estado sólido baseada na física dos semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada ao dispositivo, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN para emissão azul), liberando energia na forma de fótons (luz). Para a versão Branco Frio, uma parte da luz azul é absorvida por um revestimento de fósforo (YAG:Ce é comum), que a reemite como luz amarela de amplo espectro. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida como branca. Para a versão Âmbar PC, uma formulação de fósforo diferente é usada para absorver quase toda a luz azul e reemitir na faixa de comprimento de onda âmbar.

10.2 Tendências da Indústria

A indústria de iluminação automotiva está em constante evolução. As principais tendências que influenciam dispositivos como este LED incluem:

Aumento da Luminância e Eficiência:Demanda por fontes de luz menores e mais brilhantes para permitir designs de iluminação elegantes e estilizados.

Funcionalidade Avançada:Integração de feixes de direção adaptativos (ADB) e iluminação pixelada, o que pode direcionar versões futuras para menores espaçamentos de pixel ou capacidades de driver integradas.

Ajuste de Cor:Interesse em luz branca ajustável para iluminação ambiente interna, embora as luzes externas permaneçam rigidamente regulamentadas quanto à cor.

Confiabilidade e Robustez Aprimoradas:À medida que os LEDs se tornam a única fonte de luz para funções críticas, os requisitos para longevidade e desempenho sob condições extremas (vibração, ciclagem térmica, exposição química) continuam a se tornar mais rigorosos, reforçando a necessidade de componentes qualificados como este.