Ficha Técnica do LED Azul PLCC-2 - 65-11-UB0200L-AM - Grau Automotivo - Ângulo de Visão de 120° - 3.1V - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 65-11-UB0200L-AM é um LED de montagem em superfície de alta confiabilidade, projetado principalmente para aplicações automotivas e industriais exigentes. Ele utiliza um encapsulamento PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos), oferecendo um formato robusto e compacto adequado para processos de montagem automatizados. O dispositivo emite uma luz azul vibrante com um comprimento de onda dominante típico de 468 nm. Suas principais vantagens incluem um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente dispersão da luz, qualificação para o rigoroso padrão AEC-Q101 para componentes automotivos e conformidade com diretivas ambientais como RoHS e REACH. O mercado-alvo abrange sistemas de iluminação interior automotiva, retroiluminação para interruptores e painéis de controle, e iluminação de painéis de instrumentos onde desempenho consistente e confiabilidade de longo prazo são críticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Optoeletrônicas

As principais métricas de desempenho são definidas sob condições padrão de teste de uma corrente direta (I_F) de 20 mA. A intensidade luminosa típica é de 355 milicandelas (mcd), com um mínimo especificado de 224 mcd e um máximo de 560 mcd, indicando a variação da produção. A tensão direta (V_F) mede tipicamente 3,1 volts, variando de 2,75V a 3,75V. Este parâmetro é crucial para o projeto do circuito acionador para garantir a regulação adequada da corrente. O ângulo de visão, definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico, é um amplo 120 graus, proporcionando uma iluminação ampla e uniforme. O comprimento de onda dominante centra-se em torno de 468 nm, definindo o tom específico de azul emitido.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Parâmetros Elétricos

Estas especificações definem os limites operacionais além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 30 mA, enquanto o dispositivo pode suportar correntes de surto de até 300 mA para pulsos muito curtos (<10 μs). A dissipação de potência máxima é de 112 mW. Criticamente, o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa. A temperatura de junção não deve exceder 125°C, com uma faixa de temperatura ambiente de operação de -40°C a +110°C, confirmando sua adequação para ambientes automotivos severos. Ele também apresenta uma robusta classificação de proteção ESD (Descarga Eletrostática) de 8 kV (Modelo do Corpo Humano), aumentando a confiabilidade de manuseio.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é vital para a longevidade e estabilidade de desempenho do LED. A ficha técnica especifica dois valores de resistência térmica: a resistência térmica real (R_{th JS real}) da junção ao ponto de solda é no máximo 120 K/W, enquanto o valor derivado pelo método elétrico (R_{th JS el}) é de 95 K/W. Esta diferença destaca a importância da técnica de medição. Uma resistência térmica mais baixa indica uma transferência de calor mais eficiente da junção semicondutora para a PCB, ajudando a manter temperaturas operacionais mais baixas e, assim, maior saída de luz e vida útil mais longa.

3. Explicação do Sistema de Binning

O processo de produção resulta em variações naturais nos parâmetros-chave. Para garantir consistência para o usuário final, os LEDs são classificados em bins.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em uma estrutura de binning alfanumérica detalhada, variando de L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). A peça 65-11-UB0200L-AM, com seus típicos 355 mcd, cai no bin T1 (280-355 mcd). Os projetistas devem especificar o bin necessário ou a faixa aceitável ao fazer o pedido para garantir o nível de brilho desejado em sua aplicação.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Da mesma forma, o tom de azul é controlado através do binning de comprimento de onda. Os bins são definidos por códigos de quatro dígitos que representam o comprimento de onda mínimo em nanômetros. Por exemplo, o bin '6367' cobre comprimentos de onda de 463 nm a 467 nm. O dispositivo típico de 468 nm estaria no bin '6771' (467-471 nm) ou '7175' (471-475 nm). Isso garante consistência de cor entre múltiplos LEDs em uma única montagem.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem uma visão profunda do comportamento do dispositivo sob várias condições.

4.1 Curva IV e Eficácia Luminosa

O gráfico de Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra uma relação exponencial característica. A curva de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas começa a mostrar sinais de saturação à medida que a corrente aumenta, enfatizando a necessidade de um acionamento de corrente adequado em vez de acionamento por tensão. O ponto de operação típico de 20 mA é bem escolhido para um equilíbrio entre eficiência e saída.

4.2 Dependência da Temperatura

As características de temperatura são críticas para o desempenho no mundo real. O gráfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta - um comportamento típico para LEDs. A curva de Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo, onde V_Fdiminui à medida que a temperatura aumenta. Isso pode ser usado para estimativa da temperatura de junção em alguns circuitos de monitoramento. O gráfico de Deslocamento de Comprimento de Onda mostra um ligeiro aumento no comprimento de onda dominante (desvio para o vermelho) com o aumento da temperatura.

4.3 Padrões Espectrais e de Radiação

O gráfico de Distribuição Espectral Relativa confirma o pico de emissão monocromática azul em torno de 468 nm com emissão mínima em outros comprimentos de onda. O diagrama do Padrão de Radiação representa visualmente o ângulo de visão de 120 graus, mostrando uma distribuição tipo Lambertiana, comum para este tipo de encapsulamento, proporcionando iluminação ampla e uniforme.

4.4 Derating e Operação em Pulsos

A Curva de Derating da Corrente Direta é essencial para o projeto térmico. Ela dita a corrente contínua máxima permitida com base na temperatura na ilha de solda (T_S). Por exemplo, a uma T_Sde 110°C, a corrente máxima é de 30 mA. O gráfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permissíveis permite que os projetistas compreendam os níveis seguros de corrente para operação pulsada em vários ciclos de trabalho e larguras de pulso, útil para esquemas de multiplexação ou dimerização.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O encapsulamento PLCC-2 é um projeto padrão da indústria para montagem em superfície. O desenho mecânico (implícito pela referência à seção 'Dimensões Mecânicas') normalmente mostraria as vistas superior e lateral com dimensões críticas como comprimento total, largura, altura, espaçamento dos terminais e posições das ilhas de solda. A identificação clara da polaridade (geralmente uma marca de cátodo via entalhe, ponto ou canto cortado) é essencial para a orientação correta na PCB. O encapsulamento é projetado para compatibilidade com processos de soldagem por refluxo infravermelho.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é classificado para uma temperatura de pico de refluxo de 260°C por no máximo 30 segundos. Um perfil de refluxo recomendado incluiria um estágio de pré-aquecimento para elevar gradualmente a temperatura e ativar o fluxo, uma zona de imersão para garantir aquecimento uniforme, um pico breve acima da temperatura de liquidus do solda e uma fase de resfriamento controlada. A adesão a este perfil evita choque térmico e garante junções de solda confiáveis.

6.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda

A ficha técnica inclui uma pegada recomendada para as ilhas de solda. Este projeto otimiza a formação do filete de solda, fornece resistência mecânica adequada e ajuda na dissipação de calor da ilha térmica do dispositivo (se presente) para o cobre da PCB. Seguir este layout é crucial para alcançar um bom rendimento de soldagem e confiabilidade de longo prazo.

6.3 Precauções de Uso

As precauções gerais incluem evitar tensão mecânica na lente do LED, prevenir a exposição a solventes que possam danificar o plástico e implementar procedimentos adequados de manuseio ESD durante a montagem. O dispositivo deve ser armazenado em um ambiente seco e controlado e usado dentro de suas especificações.

7. Informações de Embalagem e Pedido

A seção 'Informações de Embalagem' detalha como os LEDs são fornecidos, tipicamente no formato fita e carretel compatível com máquinas automáticas de pick-and-place. Os detalhes-chave incluem dimensões do carretel, espaçamento dos compartimentos e orientação dentro da fita. As seções 'Número da Peça' e 'Informações de Pedido' explicam a estrutura do código do produto. O código '65-11-UB0200L-AM' provavelmente codifica informações sobre o tipo de encapsulamento (PLCC-2), cor (Azul), bin de brilho e outros detalhes específicos da variante, permitindo uma especificação precisa.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Conforme listado, as aplicações primárias são:
Iluminação Interior Automotiva:Para luzes de leitura, luzes no painel da porta ou iluminação ambiente. A qualificação AEC-Q101 é obrigatória aqui.
Interruptores:Retroiluminação para interruptores de pressão ou basculantes, exigindo cor e brilho consistentes.
Painéis de Instrumentos:Iluminação para ícones ou indicadores do painel de instrumentos, beneficiando-se do amplo ângulo de visão.

8.2 Considerações de Projeto

1. Acionamento por Corrente:Sempre use um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão para definir I_Fpara o valor desejado (ex.: 20 mA).
2. Projeto Térmico:Certifique-se de que a PCB tenha alívio térmico adequado, especialmente se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima. Use a curva de derating.
3. Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120° pode exigir difusores ou guias de luz para alcançar padrões de feixe específicos ou para esconder pontos individuais de LED em algumas aplicações.
4. Proteção ESD:Embora o LED tenha proteção ESD integrada, incorporar proteção adicional nas linhas de entrada da PCB é uma boa prática para robustez.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs azuis PLCC-2 genéricos, o 65-11-UB0200L-AM se diferencia por sua qualificação de grau automotivo (AEC-Q101). Isso envolve testes mais rigorosos para ciclagem de temperatura, resistência à umidade e vida operacional de longo prazo sob condições de estresse. A classificação ESD especificada de 8kV também é mais alta do que muitas peças de grau comercial. A estrutura de binning detalhada e a ficha técnica abrangente com extensos gráficos de caracterização fornecem aos projetistas a previsibilidade necessária para aplicações de alta confiabilidade, ao contrário de peças mais baratas com especificações mínimas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente com 3,3V?
R: Não de forma confiável. A V_Ftípica é de 3,1V, mas pode chegar a 3,75V. Uma fonte de 3,3V pode não superar a V_Fmáxima, especialmente em baixas temperaturas onde V_Faumenta. Sempre use um circuito limitador de corrente ajustado para 20mA.

P: Qual é a diferença entre a resistência térmica real e a elétrica?
R: A resistência térmica real (R_{th JS real}) é medida usando um sensor de temperatura físico. A resistência térmica elétrica (R_{th JS el}) é calculada usando a própria tensão direta do LED como um parâmetro sensível à temperatura. A última é frequentemente menor. Para um projeto térmico conservador, use o valor mais alto (real) de 120 K/W.

P: Como interpreto o código de binning de intensidade luminosa?
R: O código alfanumérico (ex.: T1) corresponde a uma faixa específica de milicandelas. Você deve especificar o bin necessário ao fazer o pedido para garantir uniformidade de brilho. A ficha técnica fornece a tabela de conversão completa.

P: Este LED é adequado para uso externo?
R: A faixa de temperatura de operação (-40°C a +110°C) sugere que ele pode lidar com grandes variações ambientes. No entanto, para exposição externa direta, considere proteção adicional contra degradação UV da lente e entrada de umidade, que não são cobertas pelo encapsulamento padrão.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando a retroiluminação de um botão do painel de instrumentos automotivo.
Requisitos:Iluminação azul uniforme em 4 botões, operando a partir do sistema de 12V do veículo, brilho estável em uma faixa de temperatura da cabine de -30°C a 85°C.
Implementação:
1. Seleção do LED:Use quatro LEDs 65-11-UB0200L-AM, todos do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: T1) e comprimento de onda (ex.: 6771).
2. Projeto do Circuito:Conecte os LEDs em série com um resistor limitador de corrente. Calcule o valor do resistor: R = (V_fonte- 4 * V_F) / I_F. Usando 12V nominal (veículo), V_Ftípica de 3,1V e I_Fde 20mA: R = (12 - 12,4) / 0,02 = Valor negativo. Isso mostra que uma série de 4 LEDs não é viável com 12V. Use 3 LEDs em série ou, mais comumente, cada LED com seu próprio resistor acionado por uma linha regulada de 5V ou 3,3V.
3. Consideração Térmica:A 85°C ambiente, consulte a curva de derating. Certifique-se de que a temperatura da ilha de solda seja gerenciada através do layout da PCB.
4. Projeto Óptico:Use um guia de luz ou filme difusor acima dos LEDs para misturar a luz das quatro fontes discretas em uma área uniforme atrás de cada símbolo do botão.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons do material tipo n se recombinam com lacunas do material tipo p na região ativa. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida de energia dos materiais semicondutores utilizados. Para LEDs azuis, materiais como nitreto de gálio e índio (InGaN) são tipicamente empregados. O encapsulamento PLCC-2 abriga o minúsculo chip semicondutor, fornece conexões elétricas via dois terminais e incorpora uma lente de plástico moldada que molda a saída de luz e protege o chip.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência em LEDs para aplicações automotivas e industriais continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), confiabilidade aprimorada sob condições severas e tamanhos de encapsulamento menores, permitindo projetos mais densos e flexíveis. Há também uma ênfase crescente no controle preciso de cor e binning mais apertado para atender às demandas de aplicações como telas de cores completas e interfaces homem-máquina avançadas. Além disso, a integração de eletrônica de controle (ex.: drivers, sensores térmicos) dentro do encapsulamento do LED é uma tendência emergente, simplificando o projeto do sistema para o usuário final. O 65-11-UB0200L-AM representa uma solução madura e confiável dentro deste cenário em evolução, equilibrando desempenho, custo e confiabilidade comprovada para seus mercados-alvo.