Folha de Dados Técnicos do LED Azul Gelo PLCC-2 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 3.1V - Potência 0.031W - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um LED Azul Gelo de alto desempenho, para montagem em superfície, num pacote PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Concebido principalmente para aplicações no interior de automóveis, este componente oferece um equilíbrio entre brilho, fiabilidade e um fator de forma compacto. As suas características principais incluem uma intensidade luminosa típica de 355 milicandelas (mcd) a uma corrente direta de 10mA, um amplo ângulo de visão de 120 graus e conformidade com normas rigorosas para automóvel e ambientais, como AEC-Q101, RoHS e REACH.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED são a sua fiabilidade em condições operacionais automóveis (-40°C a +110°C), a sua resistência à descarga eletrostática (ESD classificada para 8kV HBM) e o seu nível de sensibilidade à humidade (MSL 2), adequado para processos padrão de montagem em superfície. O mercado-alvo situa-se firmemente no setor da eletrónica automóvel, com aplicações típicas que incluem iluminação ambiente interior, retroiluminação de interruptores e painéis de instrumentos, e indicadores de estado. A cor Azul Gelo, com coordenadas CIE típicas de (0.18, 0.23), proporciona uma assinatura visual moderna e distintiva.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais fundamentais definem a envolvente de desempenho do LED. A corrente direta (I_F) tem uma gama operacional recomendada de 2mA a 20mA, sendo 10mA a condição de teste típica. A esta corrente, a tensão direta típica (V_F) é de 3.1V, com um máximo de 3.75V. A intensidade luminosa (I_V) é especificada com um mínimo de 140 mcd, um típico de 355 mcd e um máximo de 560 mcd a I_F=10mA. É crucial notar as tolerâncias de medição: fluxo luminoso (±8%) e tensão direta (±0.05V). O ângulo de visão, definido como o ângulo onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico, é de 120 graus com uma tolerância de ±5°.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gestão Térmica

Exceder os Valores Máximos Absolutos pode causar danos permanentes. A corrente direta contínua máxima é de 20mA, com uma dissipação de potência máxima de 75mW. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto de curta duração de 300mA para pulsos ≤10μs. A temperatura da junção (T_J) não deve exceder 125°C. A gestão térmica é crucial; a resistência térmica da junção ao ponto de solda (R_thJS) é um parâmetro chave. A folha de dados especifica dois valores: um equivalente elétrico R_thJS(el)de 95 K/W e um valor real R_thJS(real)de 120 K/W. Um layout adequado do PCB e dissipação de calor são necessários para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros, especialmente quando operando perto da corrente máxima.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Curva IV e Eficiência Luminosa

O gráfico de Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra a relação exponencial característica. A tensão aumenta de forma não linear com a corrente, começando por volta de 2.8V a correntes muito baixas e atingindo aproximadamente 3.3V a 20mA. O gráfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta indica que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente até ao ponto operacional típico, mas a eficiência pode diminuir a correntes mais elevadas devido ao aumento dos efeitos térmicos.

3.2 Dependência da Temperatura

O desempenho de um LED é significativamente afetado pela temperatura. O gráfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junção mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. À temperatura máxima operacional da junção de 125°C, a intensidade relativa é aproximadamente 40% do seu valor a 25°C. Inversamente, o gráfico de Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo; a tensão direta cai cerca de 0.2V à medida que a temperatura sobe de 25°C para 125°C. Os gráficos de Desvio das Coordenadas de Cromaticidade mostram uma mudança mínima com a corrente, mas um desvio mais notável para o verde (aumento em CIE-y) com o aumento da temperatura.

3.3 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de Distribuição Espectral Relativa confirma a cor Azul Gelo, com um comprimento de onda dominante tipicamente à volta de 470-490nm. O diagrama do padrão de radiação é do tipo Lambertiano, característico de um LED de vista superior com uma lente difusa, proporcionando o amplo ângulo de visão de 120 graus.

4. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um código alfanumérico (ex.: L1, M2, T1). Os bins seguem uma progressão logarítmica, onde cada passo representa aproximadamente um aumento de 25% na intensidade mínima. Para este produto, os bins de saída possíveis são destacados, com a parte típica (355 mcd) a cair no bin T1 (280-355 mcd) ou T2 (355-450 mcd). Os projetistas devem ter em conta esta gama ao projetar para requisitos mínimos de brilho.

4.2 Binning de Cromaticidade

A cor Azul Gelo é definida dentro de uma região específica no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A folha de dados fornece uma estrutura de bin detalhada com códigos como CM0, CM1, CL3, etc., cada um definindo uma pequena área quadrilátera de coordenadas (x, y) permitidas. As coordenadas típicas (0.18, 0.23) situam-se dentro desta estrutura. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade é de ±0.005, garantindo um controlo apertado da cor.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas

O LED vem num pacote padrão PLCC-2 para montagem em superfície. O desenho mecânico especifica as dimensões gerais, o espaçamento dos terminais e a geometria da lente. Dimensões críticas incluem a pegada do pacote e a altura, que são essenciais para o layout do PCB e verificações de folga na montagem final.

5.2 Design Recomendado da Pasta de Solda e Polaridade

É fornecido um layout recomendado para a pasta de solda para garantir uma soldadura fiável e estabilidade mecânica adequada. O design da pasta tem em conta a expansão térmica do componente e a formação do filete de solda. A polaridade está claramente marcada no próprio dispositivo, tipicamente com um indicador de cátodo (como um entalhe ou uma marca verde no lado do cátodo). A pegada no PCB deve incluir uma marcação de polaridade correspondente.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

O componente está classificado para soldadura por reflow com uma temperatura de pico de 260°C durante um máximo de 30 segundos. Deve ser seguido um perfil de reflow típico, com fases controladas de pré-aquecimento, imersão, reflow e arrefecimento para minimizar o choque térmico e garantir a formação adequada da junta de solda. O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) é 2, o que significa que os componentes devem ser utilizados no prazo de um ano após o selamento da fábrica se armazenados a ≤30°C/60% HR, ou devem ser cozidos antes da utilização se a embalagem tiver sido aberta ou excedido o tempo de vida útil no chão de fábrica.

6.2 Precauções de Utilização

Precauções-chave incluem: evitar a aplicação de tensão inversa, uma vez que o dispositivo não foi concebido para isso; utilizar resistências limitadoras de corrente em série com o LED para evitar sobrecorrente; garantir que a temperatura máxima da junção não é excedida, considerando a temperatura ambiente e a resistência térmica; e seguir os procedimentos adequados de manuseamento de ESD durante a montagem devido à sensibilidade de 8kV HBM.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Numa aplicação típica, o LED é acionado por uma fonte de corrente constante ou, mais comummente, por uma fonte de tensão com uma resistência limitadora de corrente em série. O valor da resistência é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usando a V_Ftípica de 3.1V e uma I_Fdesejada de 10mA com uma fonte de 5V, a resistência seria (5V - 3.1V) / 0.01A = 190Ω. Uma resistência padrão de 200Ω seria adequada. Para atenuação por PWM, garanta que a frequência é suficientemente alta (tipicamente >100Hz) para evitar cintilação visível.

7.2 Projeto para Ambiente Automóvel

Para interiores automóveis, considere a ampla gama de temperaturas operacionais. A curva de derating da corrente direta é essencial: à medida que a temperatura da pasta de solda aumenta, a corrente contínua máxima permitida diminui. Por exemplo, à temperatura máxima da pasta de solda de 110°C, a corrente máxima é de 20mA. Os projetistas devem operar abaixo desta curva para uma fiabilidade melhorada. Além disso, considere potenciais transitórios de tensão no sistema elétrico do veículo e implemente circuitos de proteção apropriados, se necessário.

8. Comparação Técnica e Perguntas Frequentes

8.1 Diferenciação de Produtos Similares

Comparado com LEDs PLCC-2 genéricos, os principais diferenciadores deste produto são a sua qualificação AEC-Q101 para uso automóvel, o seu binning específico de cromaticidade Azul Gelo e a sua caracterização detalhada em função da temperatura e da corrente. A classificação ESD de 8kV e o nível MSL 2 também indicam uma robustez adequada para ambientes de fabrico automatizados e de alta fiabilidade.

8.2 Perguntas Frequentes

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, mas apenas se a temperatura da pasta de solda (T_S) for mantida igual ou inferior a 25°C, de acordo com a curva de derating. Na maioria das aplicações práticas com temperaturas ambientes elevadas, deve reduzir a corrente. Para uma operação de longo prazo fiável, é recomendado projetar para I_F= 10mA ou menos.



P: Qual é a diferença entre R_thJS(el)e R_thJS(real)?

R: R_thJS(el)é derivado de medições elétricas (a mudança na tensão direta com a potência), enquanto R_thJS(real)é medido diretamente usando um sensor térmico. Para uma modelação térmica precisa, especialmente a correntes mais elevadas, deve ser utilizado o valor R_thJS(real)de 120 K/W.



P: Como interpreto os códigos de binning ao encomendar?

R: O número da peça inclui códigos para os bins de intensidade e cor. Deve especificar os bins necessários com base nos requisitos de brilho e uniformidade de cor da sua aplicação. Se não especificado, o fabricante fornecerá peças dos bins padrão.

9. Estudo de Caso Prático de Projeto

Considere projetar a retroiluminação de um indicador de mudanças de velocidades automóvel usando este LED. O requisito é uma iluminação Azul Gelo uniforme em quatro símbolos. Os passos do projeto envolveriam: 1) Determinar a intensidade luminosa necessária por LED com base na eficiência do guia de luz e no brilho desejado do painel, provavelmente selecionando LEDs de um bin de intensidade específico (ex.: T1 ou T2). 2) Projetar um circuito acionador de corrente constante capaz de operar a partir do sistema de 12V do veículo, compensando transitórios de descarga de carga. 3) Criar um layout de PCB com as pastas de solda recomendadas, garantindo alívio térmico adequado e largura de trilha para a corrente de acionamento. 4) Implementar atenuação por PWM controlada pelo barramento CAN do veículo para ajustar o brilho com base nas condições de luz ambiente. 5) Validar a uniformidade da cor especificando um bin de cromaticidade apertado (ex.: CM2/CL4) para todos os LEDs na montagem.