Ficha Técnica do LED Verde 1608-UG0100M-AM - Pacote PLCC-2 - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - Ângulo de Visão de 120° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 1608-UG0100M-AM é um díodo emissor de luz (LED) verde de alta luminosidade, projetado para aplicações de montagem em superfície (SMD). Ele utiliza um pacote PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), um formato comum e confiável para LEDs SMD. O foco principal de aplicação deste componente é a iluminação interior automotiva, indicando que o seu projeto atende a requisitos rigorosos de confiabilidade e desempenho em ambientes desafiadores. A sua pegada compacta 1608 (1.6mm x 0.8mm) torna-o adequado para projetos com espaço limitado onde é necessária uma iluminação verde brilhante e consistente.

As vantagens centrais deste LED incluem uma alta intensidade luminosa típica de 700 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 10mA, combinada com um amplo ângulo de visão de 120 graus. Isto garante boa visibilidade a partir de vários ângulos, o que é crucial para retroiluminação de painéis, iluminação de interruptores ou iluminação ambiente. Além disso, o componente é qualificado de acordo com a norma AEC-Q101, um referencial crítico para semicondutores discretos em aplicações automotivas, assegurando que pode suportar os extremos de temperatura, vibração e as exigências de longevidade da indústria automotiva. A conformidade com as diretivas RoHS, REACH e livre de halogéneos torna-o amigo do ambiente e adequado para mercados globais.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais chave definem o desempenho do LED em condições padrão (tipicamente a uma temperatura de junção de 25°C e uma corrente direta de 10mA). AIntensidade Luminosa (Iv)é especificada com um valor típico de 700 mcd, um mínimo de 520 mcd e um máximo de 820 mcd. É aplicada uma tolerância de medição de 8%. Este parâmetro é o brilho percebido da luz emitida, tal como visto pelo olho humano.

ATensão Direta (Vf)mede tipicamente 2.65V, com uma variação de 2.25V a 3.25V a 10mA. É especificada uma tolerância de medição apertada de ±0.05V. Esta queda de tensão no LED é crucial para calcular a dissipação de potência e projetar o circuito limitador de corrente. OComprimento de Onda Dominante (λd), que define a cor percebida, está centrado em 525nm (verde) com uma variação de 520nm a 530nm e uma tolerância de ±1nm.

OÂngulo de Visãoé de 120 graus, definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (Largura Total à Meia Altura - FWHM). É permitida uma tolerância de ±5 graus.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Gestão Térmica

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. ACorrente Direta Máxima Absoluta (IF)é de 30mA DC. UmaCorrente de Surto (IFM)mais elevada de 50mA é permitida para pulsos muito curtos (≤10μs) com um ciclo de trabalho baixo (0.005). O dispositivo não foi projetado para operação com tensão reversa.

A gestão térmica é crítica para a longevidade do LED. A máximaTemperatura de Junção (Tj)é de 125°C. O componente pode operar em temperaturas ambientes de -40°C a +110°C. São fornecidos dois valores para aResistência Térmica (Rth JS): 210 K/W (real, medido) e 190 K/W (elétrico, calculado). Este parâmetro indica a eficácia com que o calor viaja da junção semicondutora para o ponto de solda; um valor mais baixo é melhor. ADissipação de Potência (Pd)máxima é de 97.5 mW, calculada usando a tensão e corrente direta máximas.

O dispositivo oferece proteção ESD até 2 kV (Modelo de Corpo Humano) e pode suportar uma temperatura de pico de soldagem por refluxo de 260°C durante 30 segundos.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Esta ficha técnica define bins para três parâmetros chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é agrupada por letra (Q, R, S, T, U, V, A, B) e número (1, 2, 3), com cada bin a cobrir um intervalo específico de mcd. Para o 1608-UG0100M-AM, os bins de saída possíveis são destacados, correspondendo à especificação típica de 700mcd. Isto enquadra-se nos bins U2 (520-610 mcd) e U3 (610-710 mcd) ou V1 (710-820 mcd), dependendo do lote de fabrico específico.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A consistência de cor é gerida através de bins de comprimento de onda dominante. Os bins são definidos por um código de 4 dígitos que representa o comprimento de onda mínimo e máximo em nanómetros. Para este LED verde, os bins relevantes estão na gama 520-535nm, sendo o bin específico para a parte típica de 525nm provavelmente "2025" (520-525nm) ou "2530" (525-530nm).

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada usando um código de 4 dígitos que representa a tensão mínima e máxima em décimos de volt (ex: "2225" significa 2.2V a 2.5V). Para a Vf típica de 2.65V, os bins correspondentes seriam "2527" (2.50-2.75V) ou "2730" (2.75-3.00V). Conhecer o bin de Vf ajuda a projetar circuitos de acionamento precisos, especialmente para aplicações que requerem brilho uniforme em múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem uma visão profunda do comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Curva IV e Intensidade Luminosa Relativa

O gráfico deCorrente Direta vs. Tensão Diretamostra a relação exponencial típica dos díodos. A 10mA, a tensão é cerca de 2.65V. A curva permite aos projetistas estimar a Vf a outras correntes de acionamento. O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta de forma super-linear com a corrente até um certo ponto. Embora acionar com correntes mais altas aumente o brilho, também aumenta o calor e pode acelerar a depreciação dos lúmens.

4.2 Dependência da Temperatura

O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junçãoé crítico. Ele mostra que à medida que a temperatura de junção aumenta, a saída de luz diminui. Isto é conhecido como extinção térmica. Para um desempenho confiável, uma dissipação de calor eficaz e uma gestão adequada da corrente de acionamento são essenciais para manter a temperatura de junção baixa. O gráfico deTensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junçãomostra um coeficiente de temperatura negativo; a Vf diminui à medida que a temperatura aumenta. Esta propriedade pode por vezes ser usada para deteção de temperatura.

O gráfico deComprimento de Onda Dominante vs. Temperatura de Junçãoindica uma ligeira mudança de cor (tipicamente alguns nanómetros) com a variação de temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.

4.3 Derating e Operação em Pulsos

ACurva de Derating da Corrente Diretadita a corrente direta contínua máxima permitida com base na temperatura do ponto de solda. À medida que a temperatura do ponto de solda aumenta, a corrente permitida diminui linearmente até atingir 30mA a 110°C. O gráfico afirma explicitamente para não usar correntes abaixo de 3mA. OGráfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitidamostra que para larguras de pulso muito curtas (microssegundos a milissegundos), o LED pode suportar correntes significativamente mais altas do que o máximo DC de 30mA, desde que o ciclo de trabalho seja suficientemente baixo para evitar sobreaquecimento.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico deDistribuição Espectral Relativatraça a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda. Para um LED verde, isto mostra um pico na região verde (~525nm) com muito pouca emissão noutras bandas de cor. A estreiteza deste pico contribui para a pureza da cor. ODiagrama Característico Típico de Radiação(gráfico polar) representa visualmente o ângulo de visão de 120 graus, mostrando como a intensidade se distribui espacialmente.

5. Informações Mecânicas, de Embalagem e Montagem

5.1 Dimensões Mecânicas e Polaridade

O componente utiliza um pacote de montagem em superfície PLCC-2 padrão com uma pegada 1608 (1.6mm x 0.8mm). O desenho mecânico (referenciado no PDF) fornece as dimensões exatas do corpo do pacote, posições dos terminais e lente. A polaridade correta é essencial. O pacote PLCC-2 tem tipicamente um cátodo marcado (frequentemente um entalhe, ponto ou marca verde na lente ou um canto chanfrado no pacote). O layout recomendado para as pastilhas de soldagem garante a formação adequada da junta de solda e alívio térmico durante o refluxo.

5.2 Diretrizes de Soldagem e Montagem

O LED é classificado para soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C durante 30 segundos, o que está alinhado com os padrões IPC comuns para soldagem sem chumbo. Deve ser seguido um perfil de refluxo detalhado para evitar choque térmico. As precauções incluem evitar tensão mecânica na lente, prevenir a contaminação da superfície óptica e garantir o uso de pasta de solda e desenho de estêncil apropriados. O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) é 2, o que significa que o componente pode ser armazenado a ≤30°C/60% HR até um ano antes de necessitar de pré-secagem (baking) antes do refluxo.

5.3 Informações de Embalagem e Pedido

O componente é fornecido em fita e bobina para montagem automatizada. A informação de embalagem especifica as dimensões da bobina, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e orientação. O número de parte 1608-UG0100M-AM segue uma convenção de codificação provável: "1608" para tamanho, "U" para cor (provavelmente Ultragreen), "G" para verde, "0100" pode relacionar-se com intensidade ou versão, "M" pode indicar embalagem, e "AM" provavelmente denota grau automotivo. A informação de pedido especificaria os códigos de bin necessários para intensidade luminosa, comprimento de onda e tensão direta para garantir que são entregues as características de desempenho exatas.

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicação Principal: Iluminação Interior Automotiva

Este LED é explicitamente projetado para iluminação interior automotiva. Isto inclui aplicações como retroiluminação de quadros de instrumentos, botões da consola central, iluminação ambiente do compartimento dos pés, iluminação de puxadores de portas e indicadores de mudança de marcha. A qualificação AEC-Q101, a ampla gama de temperaturas de operação (-40°C a +110°C) e a alta confiabilidade tornam-no adequado para estes ambientes exigentes onde a falha não é uma opção.

6.2 Considerações de Projeto de Circuito

Acionamento por Corrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. É obrigatório uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão para prevenir fuga térmica (thermal runaway). O projeto deve basear-se na Vf típica e na If desejada, considerando as variações de binning.

Projeto Térmico:O layout da PCB deve incorporar um alívio térmico adequado. As pastilhas de solda, especialmente a pastilha térmica se presente, devem ser ligadas a uma área de cobre para dissipar calor. A corrente direta deve ser reduzida (derated) de acordo com a temperatura ambiente operacional esperada e a resistência térmica da PCB.

Proteção ESD:Embora o LED tenha proteção ESD de 2kV HBM, proteção externa adicional (ex: díodos TVS ou resistores) pode ser necessária em ambientes propensos a eventos ESD mais elevados, como os feixes de cablagem automotivos.

6.3 Considerações de Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus é adequado para visualização direta ou quando usado com guias de luz e difusores. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias (lentes). A cor verde é eficaz para indicadores de estado e é frequentemente usada em combinação com outras cores para mostradores multicolor.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs verdes comerciais padrão, o diferencial chave do 1608-UG0100M-AM é a suaqualificação automotiva (AEC-Q101). Isto envolve testes rigorosos para vida útil em alta temperatura (HTOL), ciclagem térmica, resistência à humidade e outros stresses que componentes genéricos não sofrem. A sua intensidade luminosa típica de 700mcd é competitiva para o seu tamanho de pacote. O pacote PLCC-2 oferece melhor rigidez dos terminais e potencialmente melhor desempenho térmico comparado com pacotes menores do tipo chip como 0402, tornando-o mais robusto para a vibração automotiva. A estrutura de binning especificada fornece aos projetistas parâmetros de desempenho previsíveis, o que é essencial para manter a consistência em sistemas de iluminação automotiva onde a correspondência de cor e brilho entre múltiplas unidades é crítica.

8. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a corrente de acionamento mínima para este LED?

R: A ficha técnica afirma explicitamente "Não use corrente abaixo de 3mA." A corrente direta (IF) tem uma especificação mínima de 3mA. Operar abaixo deste valor pode resultar em saída de luz instável ou nula.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de 3.3V sem um resistor?

R: Não. Com uma Vf típica de 2.65V, ligá-lo diretamente a 3.3V tentaria fazer passar uma corrente não controlada através do LED, provavelmente excedendo a especificação máxima absoluta de 30mA e causando falha imediata. É sempre necessário um resistor limitador de corrente ou um driver de corrente constante.

P: Como interpreto o código de bin de intensidade luminosa "U2"?

R: O código de bin "U2" refere-se a um intervalo específico de intensidade luminosa definido na tabela de binning. Para o grupo "U", o bin "2" corresponde a um mínimo de 520 mcd e um máximo de 610 mcd quando medido em condições padrão (IF=10mA, Tj=25°C).

P: Este LED é adequado para iluminação exterior automotiva?

R: A ficha técnica especifica "Iluminação Interior Automotiva" como aplicação. A iluminação exterior (ex: luzes de travagem, piscas) requer tipicamente pacotes diferentes, maior potência, cores diferentes e frequentemente testes de qualificação diferentes para resistência à entrada de humidade e UV. Este componente não é especificado para uso exterior.

P: Qual é a diferença entre os valores de resistência térmica "Real" e "Elétrica"?

R: A resistência térmica "Real" (210 K/W) é medida diretamente usando métodos físicos (ex: sensores de temperatura). A resistência térmica "Elétrica" (190 K/W) é calculada indiretamente medindo a mudança da tensão direta com a temperatura (usando o coeficiente de temperatura da Vf). O método elétrico é frequentemente mais rápido mas pode ter premissas diferentes. Para um projeto térmico conservador, deve ser usado o valor mais alto (real).

9. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Retroiluminação de Interruptores do Painel de Instrumentos.Um projetista precisa iluminar 10 interruptores indicadores verdes. Planeia acionar cada LED a 10mA a partir de uma linha de 5V no carro. Usando a Vf típica de 2.65V, o valor do resistor em série necessário é R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 Ohms. Seria escolhido um resistor padrão de 240 Ohm. A potência dissipada em cada resistor é (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W, portanto um pequeno resistor de 1/10W é suficiente. O layout da PCB colocaria os LEDs e resistores próximos, com vias térmicas sob as pastilhas de solda do LED ligadas a um plano de terra interno para espalhar o calor.

Exemplo 2: Modulação por Largura de Pulso (PWM) para Atenuação.Para iluminação ambiente que requer controlo de brilho, o LED pode ser acionado com um sinal PWM. A corrente direta durante o pulso "ligado" pode ser definida para 15-20mA para alcançar um brilho de pico mais alto, enquanto a corrente média (e assim o brilho e calor) é controlada pelo ciclo de trabalho. O gráfico de capacidade de manipulação de pulsos deve ser consultado para garantir que a largura de pulso e corrente de pico escolhidas estão dentro dos limites seguros para o ciclo de trabalho selecionado.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Operação

Um Díodo Emissor de Luz (LED) é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p na região ativa. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela largura da banda proibida (bandgap) dos materiais semicondutores usados (ex: Nitreto de Gálio e Índio para verde). O pacote PLCC aloja o chip semicondutor, fornece ligações elétricas através dos terminais e inclui uma lente de plástico moldada que molda a saída de luz e protege o chip.

10.2 Tendências da Indústria

A tendência nos LEDs para iluminação interior automotiva é para maior eficiência (mais lúmens por watt), o que reduz o consumo de energia e a carga térmica. Há também uma movimentação para tamanhos de pacote mais pequenos (ex: 1006/0402) para iluminação mais discreta e integração mais apertada. Características avançadas incluem circuitos integrados de acionamento (driver ICs) integrados no pacote do LED para controlo simplificado. Além disso, a procura por reprodução de cor precisa e consistente em amplas gamas de temperatura está a aumentar, impulsionando melhorias na tecnologia de fósforo (para LEDs brancos) e na consistência do crescimento de wafers epitaxiais (para LEDs monocromáticos como este verde). A pressão para iluminação ambiente mais sofisticada com zonas multicolor dinâmicas também influencia o desenvolvimento de LEDs com binning mais apertado e melhor estabilidade de desempenho.