Ficha Técnica de LED Azul Gelo PLCC-2 - Grau Automotivo - Ângulo de Visão de 120° - 355mcd @ 10mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um LED Azul Gelo de montagem em superfície (SMD) de alta confiabilidade, em encapsulamento PLCC-2. Projetado principalmente para aplicações exigentes no interior automotivo, este componente combina desempenho óptico consistente com uma construção robusta adequada para ambientes severos. Suas principais vantagens incluem qualificação segundo o padrão AEC-Q101 para componentes automotivos, conformidade com as diretivas ambientais RoHS e REACH, e um conjunto equilibrado de características fotométricas e elétricas. O mercado-alvo é a eletrônica automotiva, especificamente para iluminação ambiente interior, retroiluminação de interruptores, indicadores e outros elementos da interface homem-máquina onde a confiabilidade e a saída de cor consistente são críticas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho central é definido sob uma condição de teste padrão de uma corrente direta (IF) de 10mA. Nesta corrente, a intensidade luminosa típica é de 355 milicandelas (mcd), com um mínimo de 140 mcd e um máximo de 560 mcd conforme a estrutura de binning. A tensão direta (VF) mede tipicamente 3,00V, variando de 2,75V a 3,75V. O dispositivo emite uma cor Azul Gelo, com coordenadas de cromaticidade CIE 1931 típicas de x=0,19 e y=0,25. Um amplo ângulo de visão de 120 graus garante boa visibilidade de várias perspectivas. A medição do fluxo luminoso tem uma tolerância de ±8%, e a tolerância da coordenada de cromaticidade é de ±0,005.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Propriedades Térmicas

Para garantir confiabilidade a longo prazo, o dispositivo não deve ser operado além de seus valores máximos absolutos. A corrente direta contínua máxima é de 20mA, com um limite de dissipação de potência de 75mW. Ele pode suportar uma corrente de surto de 300mA para pulsos ≤10μs em um ciclo de trabalho baixo. A temperatura de junção (Tj) não deve exceder 125°C. A faixa de temperatura operacional e de armazenamento é especificada de -40°C a +110°C, confirmando sua adequação para ambientes automotivos. Dois valores de resistência térmica são fornecidos: uma RthJS(el) elétrica de 125 K/W e uma RthJS(real) real de 200 K/W, que são cruciais para o gerenciamento térmico no projeto da aplicação.

3. Explicação do Sistema de Binning

A saída do dispositivo é categorizada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Uma tabela de binning detalhada define grupos para intensidade luminosa, variando de L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). O número de peça específico coberto nesta ficha técnica, 57-11-IB0100L-AM, corresponde aos bins dentro da faixa destacada na tabela, com o valor típico de 355 mcd caindo no bin T1 (280-355 mcd). Isso permite que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação.

3.2 Binning de Cor

A ficha técnica referencia um gráfico padrão da estrutura de bin de cor Azul Gelo (representação gráfica não totalmente detalhada no texto fornecido). Este gráfico definiria a variação permitida nas coordenadas CIE x e y para garantir que todos os dispositivos rotulados como "Azul Gelo" caiam dentro de uma faixa de cor visualmente aceitável. As coordenadas típicas (0,19; 0,25) servem como o alvo nominal dentro deste bin definido.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

O gráfico mostra a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) a 25°C. A curva é característica de um diodo, mostrando um aumento exponencial na corrente uma vez que a tensão direta excede um limiar (aproximadamente 2,7V). Esses dados são essenciais para projetar o circuito limitador de corrente.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente direta, mas não necessariamente de forma perfeitamente linear, especialmente quando a corrente se aproxima da classificação máxima. Ele ajuda os projetistas a entender o compromisso de eficiência ao acionar o LED em diferentes níveis de corrente.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção

Um gráfico crítico para confiabilidade, ele mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. Na temperatura de junção máxima especificada de 125°C, a intensidade luminosa relativa é significativamente menor do que a 25°C. Isso ressalta a importância de um gerenciamento térmico eficaz para manter o brilho consistente.

4.4 Deslocamento de Cromaticidade vs. Temperatura e Corrente

Gráficos separados traçam o deslocamento nas coordenadas CIE x e y em função da temperatura de junção e da corrente direta. Esses deslocamentos, embora potencialmente pequenos, são importantes para aplicações que exigem consistência de cor rigorosa, pois a cor percebida do LED pode mudar com as condições operacionais.

4.5 Derating de Corrente Direta e Capacidade de Pulso

A curva de derating dita a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do terminal de solda. Por exemplo, na temperatura máxima do terminal de 110°C, a corrente deve ser reduzida para 20mA. O gráfico de capacidade de manipulação de pulso define a corrente de surto permitida para várias larguras de pulso e ciclos de trabalho, o que é vital para suportar correntes de entrada ou esquemas de operação pulsada.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O dispositivo utiliza um encapsulamento de montagem em superfície PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Este tipo de encapsulamento oferece boa estabilidade mecânica e um perfil baixo. A ficha técnica inclui um desenho detalhado das dimensões mecânicas (referenciado, mas não totalmente detalhado no texto fornecido), que especifica o comprimento, largura, altura, espaçamento dos terminais e outras dimensões físicas críticas necessárias para o projeto da área de contato na PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Layout Recomendado para os Terminais de Solda

Um padrão recomendado para os terminais de solda é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda, conexão elétrica confiável e dissipação de calor ideal durante a operação. Seguir este layout é crucial para o rendimento da fabricação e a confiabilidade a longo prazo.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é classificado para soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 30 segundos. A adesão a um perfil de temperatura controlado (pré-aquecimento, imersão, refluxo, resfriamento) é necessária para evitar choque térmico e danos ao chip LED ou ao encapsulamento.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O dispositivo é fornecido em embalagem padrão da indústria adequada para montagem automatizada, como fita e carretel. O número da peça 57-11-IB0100L-AM segue um sistema de codificação específico onde "57-11" provavelmente indica a família/tamanho do encapsulamento, "IB" denota a cor Azul Gelo, "0100" pode estar relacionado ao binning de desempenho e "L-AM" poderia especificar o tipo de embalagem ou outras variantes. A seção de informações de pedido detalharia as quantidades por carretel, largura da fita e orientação.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva. Isso inclui retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação ambiente do porta-pés ou console, retroiluminação para interruptores mecânicos ou de toque capacitivo, indicadores de câmbio e várias luzes indicadoras de status. Sua qualificação AEC-Q101 o torna adequado para esses ambientes severos, com ciclagem de temperatura.

8.2 Considerações de Projeto

Acionamento de Corrente:Sempre use um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com o LED. A corrente de acionamento nominal é de 10mA, mas o circuito deve ser projetado para nunca exceder o máximo absoluto de 20mA sob qualquer condição, considerando tolerâncias e efeitos de temperatura.

Gerenciamento Térmico:O layout da PCB deve facilitar a dissipação de calor. Use o projeto recomendado para os terminais de solda, conecte vias térmicas a planos de terra internos, se possível, e evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Monitore a temperatura do terminal de solda para permanecer dentro dos limites da curva de derating.

Proteção contra ESD:Embora o dispositivo tenha uma classificação ESD de Modelo de Corpo Humano (HBM) de 8kV, ainda são recomendadas precauções padrão de manuseio de ESD durante a montagem. Em aplicações sensíveis, pode ser prudente adicionar proteção ESD externa adicional na PCB.

Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120° fornece emissão ampla. Para luz focada, serão necessárias ópticas secundárias (lentes, guias de luz). As coordenadas de cor Azul Gelo devem ser consideradas ao combinar com guias de luz ou difusores para evitar desvios de cor indesejados.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs PLCC-2 genéricos, os principais diferenciais deste dispositivo são sua qualificação de grau automotivo (AEC-Q101) e conformidade com RoHS/REACH. A estrutura de binning detalhada para intensidade e cor fornece maior consistência, o que é crítico no interior automotivo onde múltiplos LEDs são usados em proximidade. O conjunto abrangente de gráficos de derating e desempenho em função da temperatura permite um projeto mais robusto e previsível em comparação com peças especificadas apenas à temperatura ambiente.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Pode, mas apenas se a temperatura do terminal de solda for mantida em ou abaixo de 25°C, o que muitas vezes é impraticável. Você deve consultar a curva de derating de corrente direta (Seção 4.5). Em uma temperatura de terminal mais realista de 80°C, a corrente contínua máxima permitida é significativamente menor que 20mA.

P: Por que a intensidade luminosa típica é dada a 10mA, e não na corrente máxima?

R: 10mA representa uma condição de teste padrão que equilibra boa saída de luz com eficiência e longevidade. Operar na corrente máxima absoluta (20mA) aumenta o estresse, reduz a vida útil e gera mais calor, o que, por sua vez, reduz a saída de luz (como visto nos gráficos de temperatura).

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica (125 K/W e 200 K/W)?

R: A resistência térmica elétrica (125 K/W) é derivada do parâmetro elétrico sensível à temperatura (a tensão direta). A resistência térmica real (200 K/W) é medida diretamente através do aumento de temperatura no encapsulamento. Para o projeto térmico de pior caso, o valor mais alto (200 K/W) deve ser usado.

P: As coordenadas de cor mudam com a temperatura. Quão significativo é isso para minha aplicação?

R: Os gráficos nas Seções 4.3 e 4.4 quantificam essa mudança. Para a maioria das aplicações gerais de indicador, a mudança pode ser insignificante. No entanto, para aplicações onde a correspondência precisa de cor entre múltiplos LEDs é crítica (por exemplo, um painel de retroiluminação com vários LEDs), você deve garantir que todos os LEDs estejam a uma temperatura semelhante durante a operação para manter a uniformidade da cor.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando a Retroiluminação de um Interruptor Automotivo.Um conjunto de quatro interruptores em um console central requer retroiluminação Azul Gelo. O projeto exige brilho e cor uniformes.Implementação:1) Especifique LEDs do mesmo bin de intensidade e cor (por exemplo, bin T1) para minimizar a variação inicial. 2) Acione todos os LEDs com uma fonte de corrente constante idêntica ajustada para 8-10mA para garantir condições de acionamento correspondentes e estender a vida útil. 3) Projete o layout da PCB para fornecer área de cobre simétrica e suficiente ao redor dos terminais de solda de cada LED para equalizar a dissipação de calor. 4) Use um guia de luz ou filme difusor projetado para o ângulo de visão de 120° para misturar a luz das quatro fontes discretas em uma única área iluminada uniforme. 5) Valide o projeto em toda a faixa de temperatura automotiva (-40°C a +85°C ambiente) para verificar níveis aceitáveis de variação de brilho e desvio de cor.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um diodo emissor de luz (LED) semicondutor. Quando uma tensão direta que excede sua energia de bandgap é aplicada através do ânodo e cátodo, elétrons e lacunas se recombinam dentro da região ativa do chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN para cores azul/branco). Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A composição específica das camadas semicondutoras e fósforos (se usados) determina o comprimento de onda e, portanto, a cor da luz emitida. O encapsulamento PLCC-2 abriga o minúsculo chip semicondutor, fornece proteção mecânica, incorpora um refletor para direcionar a luz e inclui uma lente de plástico moldada que molda o feixe e determina o ângulo de visão.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

A indústria de LED continua a evoluir em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cores e maior confiabilidade. Para interiores automotivos, as tendências incluem a adoção de tamanhos de encapsulamento menores (por exemplo, encapsulamentos em escala de chip), maior integração (LEDs com drivers ou controladores integrados) e o uso de materiais avançados para melhor desempenho em altas temperaturas. Há também uma ênfase crescente no controle digital preciso de cor e intensidade para sistemas de iluminação ambiente dinâmica. Este LED PLCC-2 representa uma tecnologia madura, bem compreendida e altamente confiável que forma a espinha dorsal de muitos projetos atuais de iluminação automotiva, equilibrando desempenho, custo e confiabilidade comprovada em campo.