Ficha Técnica de LED - Pacote PLCC-2 - 1.6x0.8mm - Cor Azul Gelo - 650mcd @ 10mA - 3.0V - Grau Automotivo - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED Azul Gelo de alta luminosidade e montagem em superfície, em pacote PLCC-2. Projetado principalmente para aplicações exigentes de iluminação interior automotiva, este componente combina desempenho confiável com conformidade aos padrões da indústria. O LED apresenta uma pegada compacta 1608 (1.6mm x 0.8mm), tornando-o adequado para projetos com espaço limitado onde é necessária uma iluminação vibrante e consistente.

As principais vantagens deste LED incluem sua qualificação de acordo com o rigoroso padrão AEC-Q101 para componentes automotivos, garantindo confiabilidade sob condições ambientais adversas. É totalmente conforme com as diretivas RoHS, REACH e livre de halogênios, atendendo às regulamentações ambientais e de segurança modernas. Com uma intensidade luminosa típica de 650 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 10mA, oferece excelente brilho para o seu tamanho.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais principais definem o desempenho do LED sob condições padrão (T_s=25°C). A corrente direta (I_F) tem uma faixa de operação recomendada de 2mA a 20mA, com 10mA como a condição de teste típica. Nesta corrente, a tensão direta típica (V_F) é de 3.00V, com limites mínimo e máximo de 2.5V e 3.5V, respectivamente, indicando a variação esperada nas características do semicondutor.

A saída fotométrica primária é definida pela intensidade luminosa (I_V), com um valor típico de 650 mcd a 10mA. Os limites mínimo e máximo são 330 mcd e 970 mcd, que estão diretamente ligados à estrutura de binning detalhada posteriormente. O padrão de emissão de luz é caracterizado por um amplo ângulo de visão de 120 graus (φ), proporcionando iluminação ampla e uniforme. A cor é especificada pelas coordenadas de cromaticidade no diagrama CIE 1931, com valores típicos de x=0.20 e y=0.25, definindo o tom específico de Azul Gelo.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Gerenciamento Térmico

Estas especificações definem os limites além dos quais danos permanentes podem ocorrer e não são para operação contínua. A corrente direta máxima absoluta é de 20mA, e a dissipação de potência (P_d) não deve exceder 70mW. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto (I_FM) de 50mA para pulsos muito curtos (t≤10μs, ciclo de trabalho 0.005).

O gerenciamento térmico é crítico para a longevidade e estabilidade de desempenho do LED. A temperatura de junção (T_J) nunca deve exceder 125°C. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é especificada de -40°C a +110°C, confirmando sua adequação para ambientes automotivos. Dois valores de resistência térmica são fornecidos: a resistência térmica real (R_{thJS real}) da junção ao ponto de solda é de 160 K/W, enquanto o valor derivado pelo método elétrico (R_{thJS el}) é de 140 K/W. Estes valores são essenciais para calcular o aumento de temperatura durante a operação com base na dissipação de potência.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Esta ficha técnica detalha uma estrutura abrangente de binning de intensidade luminosa.

3.1 Bins de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em grupos rotulados de Q a B. Cada grupo é subdividido em três sub-bins: X, Y e Z, representando intensidade baixa, média e alta dentro desse grupo, respectivamente. Por exemplo, o Grupo V cobre intensidades de 710 mcd a 1120 mcd. O sub-bin VX é 710-820 mcd, VY é 820-970 mcd e VZ é 970-1120 mcd. O valor típico de 650 mcd está dentro do bin UY (520-610 mcd) ou da extremidade inferior do bin VX, indicando que o número da peça provavelmente corresponde a um código de bin específico. Este sistema permite que os projetistas selecionem o nível de brilho preciso necessário para sua aplicação, garantindo consistência visual entre múltiplas unidades.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva IV e Intensidade Luminosa Relativa

O gráfico de Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra a relação exponencial clássica de um diodo. A curva permite que os projetistas determinem a tensão de acionamento necessária para uma corrente desejada, o que é crucial para projetar circuitos limitadores de corrente. O gráfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta demonstra que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente na faixa inferior, mas pode mostrar sinais de queda de eficiência (aumento sublinear) à medida que a corrente se aproxima da especificação máxima, enfatizando a importância de operar dentro da faixa recomendada.

4.2 Dependência da Temperatura e Estabilidade de Cromaticidade

O gráfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção é crítico para o projeto térmico. Ele mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Por exemplo, a 100°C, a intensidade relativa pode cair para cerca de 80-90% do seu valor a 25°C. Isso deve ser considerado em aplicações com altas temperaturas ambientes ou dissipação de calor inadequada.

O gráfico de Deslocamento das Coordenadas de Cromaticidade vs. Temperatura de Junção indica como a cor percebida muda com a temperatura. Uma cor estável em função da temperatura é vital para aplicações onde a consistência de cor é importante. Da mesma forma, o gráfico de Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo, onde V_Fdiminui à medida que a temperatura sobe, o que pode ser usado em alguns circuitos de detecção de temperatura.

4.3 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de Características de Comprimento de Onda traça a distribuição espectral de potência relativa. Para um LED Azul Gelo, esta curva terá um pico dominante na região de comprimento de onda azul-ciano (tipicamente em torno de 470-490nm). A forma e a largura deste pico determinam a pureza da cor. O Diagrama Típico de Características de Radiação mostra a distribuição espacial da intensidade da luz (o padrão de radiação). O diagrama polar fornecido com ângulo de visão de 120° confirma um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano, onde a intensidade é máxima a 0° (perpendicular ao chip) e cai para 50% a ±60°.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Polaridade

O LED utiliza um pacote de montagem em superfície PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos) com pegada métrica 1608 (1.6mm de comprimento x 0.8mm de largura). O desenho mecânico (referenciado no conteúdo) forneceria as dimensões exatas para altura do corpo, espaçamento dos terminais e tolerâncias. O pacote PLCC-2 normalmente possui dois terminais em lados opostos. A identificação correta da polaridade é essencial. A ficha técnica deve indicar o marcador do cátodo, que geralmente é um ponto verde, um entalhe, um canto cortado ou um terminal mais curto no corpo do pacote. Conectar o LED em polarização reversa pode danificá-lo, pois ele não foi projetado para operação reversa (a especificação V_Rnão é fornecida).

5.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda

É fornecido um padrão de ilha recomendado (projeto da ilha de solda) para o layout da PCB, a fim de garantir a formação confiável da junta de solda durante a soldagem por refluxo. Este padrão é tipicamente um pouco maior do que os terminais do componente para facilitar uma boa molhagem da solda e formação do filete, evitando pontes de solda. Seguir esta recomendação é importante para a resistência mecânica e a transferência de calor do LED para a PCB, que atua como um dissipador de calor.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é classificado para uma temperatura máxima de soldagem de 260°C por 30 segundos. Isto se refere à temperatura de pico medida no corpo do pacote ou nos terminais durante um processo padrão de refluxo. Um gráfico típico de perfil de refluxo mostraria os estágios de rampa de temperatura, pré-aquecimento, estabilização, refluxo (com temperatura de pico) e resfriamento. É crucial seguir este perfil para evitar choque térmico, que pode rachar a lente de epóxi ou danificar o chip interno e as ligações de fio. O Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) é classificado como 2a, o que significa que o componente pode ser armazenado por até 4 semanas a ≤30°C/60% UR antes de exigir secagem prévia ao refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O número da peça1608-IB0100M-AMsegue uma estrutura lógica:1608indica o tamanho do pacote,IBsignifica a cor Azul Gelo,0100Mprovavelmente está relacionado ao bin de intensidade ou a uma classe de desempenho específica, eAMpode denotar grau automotivo ou uma versão específica. As informações de pedido detalhariam as opções de embalagem disponíveis, como quantidades em fita e carretel (ex.: 4000 peças por carretel), dimensões do carretel e orientação dentro da fita. O manuseio adequado de dispositivos sensíveis a ESD (classificado até 2kV HBM) é enfatizado durante todas as etapas de montagem.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Aplicação Principal: Iluminação Interior Automotiva

A aplicação explícita listada é Iluminação Interior Automotiva. Isto inclui retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação de botões, luzes de footwell, luzes do painel da porta e iluminação ambiente. A qualificação AEC-Q101, a ampla faixa de temperatura de operação (-40°C a +110°C) e a alta confiabilidade tornam-no especificamente adequado para as exigências rigorosas da indústria automotiva, onde os componentes devem suportar vibração, ciclagem térmica e longa vida operacional.

8.2 Considerações de Projeto e Proteção do Circuito

Ao projetar um circuito de acionamento, use sempre uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com o LED para evitar fuga térmica, uma vez que a tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Certifique-se de que a dissipação de potência (V_F* I_F) não exceda 70mW, considerando o V_Fe I_Fmáximos. Para o gerenciamento térmico, garanta uma área de cobre adequada na PCB sob e ao redor das ilhas de solda do LED para atuar como dissipador de calor, mantendo a temperatura de junção o mais baixa possível para preservar o brilho e a longevidade. Considere a curva de derating da corrente direta, que mostra que a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura da ilha de solda aumenta.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs comerciais padrão, os principais diferenciais deste componente são suaqualificação AEC-Q101e faixa de temperatura estendida, que são inegociáveis para aplicações automotivas. Comparado a outros LEDs automotivos, seupacote PLCC-2 com pegada 1608oferece uma solução compacta e robusta. Asaída típica de 650mcd a 10mAproporciona alta eficiência, potencialmente permitindo correntes de acionamento mais baixas para atingir o mesmo brilho que os concorrentes, reduzindo assim o consumo de energia e a carga térmica. A estrutura abrangente de binning oferece aos projetistas um controle mais preciso sobre a consistência de brilho em seus produtos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o principal propósito do binning de intensidade luminosa?

R: O binning garante consistência de cor e brilho na produção em massa. Ao selecionar LEDs do mesmo bin, os fabricantes podem garantir aparência uniforme em todas as unidades de um produto, o que é especialmente crítico em matrizes de múltiplos LEDs para interiores automotivos.

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

R: Não. O V_Ftípico é 3.0V, mas pode ser tão baixo quanto 2.5V. Conectar 3.3V diretamente poderia forçar uma corrente que excede a especificação máxima absoluta, potencialmente destruindo o LED instantaneamente. Use sempre um mecanismo limitador de corrente.

P: Este LED é adequado para aplicações automotivas externas, como luzes de freio?

R: Embora robusto, a aplicação principal listada é iluminação interior. As luzes externas geralmente têm requisitos diferentes para fluxo luminoso, coordenadas de cor e encapsulamento para resistência às intempéries. Consulte sempre as notas de aplicação ou o fabricante quanto à adequação para uso externo.

P: Como o ângulo de visão de 120° afeta o projeto?

R: Um ângulo de visão amplo é ideal para iluminação de área e aplicações onde o LED pode ser visto de ângulos fora do eixo (ex.: ícones do painel). Se um feixe mais focado for necessário, ópticas secundárias (lentes) seriam necessárias.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando uma Luz Ambiente de Footwell para um Veículo.Um projetista precisa iluminar os footwells do motorista e do passageiro com um brilho suave Azul Gelo. Ele planeja usar dois LEDs por footwell. Com base na tabela de binning, ele seleciona LEDs do bin VY (820-970 mcd) para garantir brilho suficiente, mas não excessivo. Ele projeta um circuito alimentado pelo sistema de 12V do veículo. Usando o V_Ftípico de 3.0V e visando I_Fde 10mA para longa vida, ele calcula um resistor em série: R = (12V - 3.0V) / 0.01A = 900 Ohms. Um resistor padrão de 910 Ohm é escolhido. Ele faz o layout da PCB com grandes áreas de cobre conectadas às ilhas do LED para dissipar calor, garantindo que a temperatura da ilha de solda permaneça abaixo de 70°C para permitir a capacidade total de 20mA se ajustes futuros forem necessários. Ele segue o perfil de refluxo recomendado durante a montagem para garantir confiabilidade.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este é um diodo emissor de luz (LED) semicondutor. Seu núcleo é um chip feito de materiais semicondutores compostos (tipicamente baseado em InGaN para cores azul/ciano). Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor de lados opostos. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. A lente de epóxi do pacote PLCC encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz (alcançando o ângulo de visão de 120°). A estrutura interna inclui uma taça refletora para direcionar a luz para cima e um fio de ligação para conexão elétrica.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência na iluminação LED automotiva é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), o que reduz a carga elétrica e a geração de calor. Isso permite displays mais brilhantes ou menor consumo de energia. Há também uma busca pela miniaturização, com pacotes encolhendo ainda mais enquanto mantêm ou aumentam a saída de luz. Confiabilidade aprimorada e maior vida útil sob operação em alta temperatura continuam sendo áreas de pesquisa críticas. Além disso, a integração é uma tendência chave, com pacotes LED incorporando circuitos integrados de acionamento, sensores ou múltiplos chips de cor (RGB) em módulos únicos para sistemas de iluminação inteligente. O movimento em direção a bins de cor padronizados e tolerâncias mais apertadas garante consistência para os fabricantes automotivos que usam peças de múltiplos fornecedores.