Ficha Técnica de LED Super Vermelho PLCC-2 - 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.0V - Potência 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um LED Super Vermelho de alta luminosidade, para montagem em superfície, num encapsulamento PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Concebido principalmente para aplicações exigentes no interior automóvel, este componente combina desempenho fiável com conformidade com os padrões da indústria. O seu fator de forma compacto e construção robusta tornam-no adequado para funções de iluminação críticas, mas com espaço limitado, no habitáculo do veículo.

As vantagens principais deste LED incluem um amplo ângulo de visão de 120 graus para iluminação uniforme, uma intensidade luminosa típica de 600 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 20mA, e conformidade com rigorosos padrões automóveis e ambientais, tais como AEC-Q102, RoHS, REACH e requisitos sem halogéneos. Esta combinação posiciona-o como uma escolha confiável para projetistas que procuram longevidade e desempenho em ambientes automóveis.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais principais definem a envolvente de desempenho do LED. A corrente direta (IF) tem um ponto de operação típico de 20mA, com um mínimo de 5mA e um valor máximo absoluto de 50mA. A 20mA, a tensão direta típica (VF) é de 2.0V, variando entre um mínimo de 1.75V e um máximo de 2.75V. Esta operação a baixa tensão contribui para uma utilização eficiente da energia.

A saída fotométrica principal é caracterizada por uma intensidade luminosa (IV) de 600 mcd (típica), com um mínimo de 450 mcd e um máximo que atinge 1120 mcd nas condições de teste padrão. A emissão de luz está no espectro Super Vermelho, com um comprimento de onda dominante (λd) tipicamente em 630 nm, variando entre 627 nm e 639 nm. O amplo ângulo de visão de 120 graus (tolerância de ±5°) garante uma distribuição de luz ampla e uniforme, o que é crucial para iluminação de painéis e indicadores.

2.2 Especificações Térmicas e Valores Máximos Absolutos

A gestão térmica é crítica para a longevidade do LED. O dispositivo apresenta dois valores de resistência térmica: uma resistência térmica real (Rth JS real) de 160 K/W (máx.) e uma resistência térmica elétrica (Rth JS el) de 125 K/W (máx.). Estes valores indicam o aumento de temperatura por watt de potência dissipada da junção para o ponto de soldadura.

Os valores máximos absolutos definem os limites operacionais que não devem ser excedidos para evitar danos permanentes. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 137 mW. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto (IFM) de 100 mA para pulsos ≤ 10 μs com um ciclo de trabalho muito baixo (0.005). A temperatura da junção (TJ) não deve exceder 125°C, enquanto a gama de temperaturas de operação e armazenamento é especificada de -40°C a +110°C, confirmando a sua adequação para aplicações automóveis. A sensibilidade ESD (HBM) é classificada em 2 kV.

3. Análise de Curvas de Desempenho

3.1 Relação Espectral e Corrente-Tensão

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra uma curva de emissão estreita e pontiaguda centrada em torno de 630 nm, o que é característico de um LED vermelho de alta pureza. A curva de corrente direta versus tensão direta (IF-VF) demonstra a característica exponencial do díodo. O gráfico de intensidade luminosa relativa versus corrente direta mostra um aumento quase linear da saída de luz com a corrente até ao ponto típico de 20mA, com uma diminuição gradual a correntes mais elevadas devido ao aumento dos efeitos térmicos.

3.2 Dependência da Temperatura

O desempenho em relação à temperatura é uma consideração de projeto fundamental. O gráfico da intensidade luminosa relativa versus temperatura da junção mostra uma correlação negativa; à medida que a temperatura aumenta, a saída de luz diminui. Este é um comportamento típico dos LEDs. Inversamente, a tensão direta apresenta um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo linearmente à medida que a temperatura da junção aumenta. O comprimento de onda dominante também se desloca com a temperatura, tipicamente aumentando (um desvio para o vermelho) à medida que a junção aquece. Estas curvas são essenciais para projetar circuitos com compensação de temperatura para manter o brilho e a cor consistentes.

3.3 Derating e Operação em Pulsos

A curva de derating da corrente direta é crucial para a fiabilidade. Ela dita a corrente direta contínua máxima permitida com base na temperatura da pista de soldadura (TS). Por exemplo, a uma temperatura da pista de soldadura de 110°C, a corrente contínua máxima permitida é de 35mA. O gráfico também especifica uma corrente de operação mínima de 5mA. O gráfico da capacidade de manuseamento de pulsos admissíveis fornece orientação para operação em pulsos, mostrando a corrente de pico de pulso permitida para várias larguras de pulso e ciclos de trabalho, o que é útil para aplicações de multiplexagem ou dimmeração por PWM.

4. Explicação do Sistema de Binning

O LED é classificado em bins com base em três parâmetros-chave para garantir consistência nas séries de produção e para correspondência no projeto.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em bins alfanuméricos que vão desde L1 (11.2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). Para este número de peça específico (65-21-SR0200H-AM), os bins de saída possíveis são destacados e situam-se nas gamas U1 (450-560 mcd) e U2 (560-710 mcd), alinhando-se com a especificação típica de 600 mcd. Isto permite aos projetistas selecionar peças com tolerâncias de brilho mais apertadas, se necessário.

4.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é classificado em bins usando um código de quatro dígitos. Os bins cobrem um amplo espetro de 459 nm a 639 nm. Os bins relevantes para este LED Super Vermelho são destacados na gama de 627-639 nm, especificamente cobrindo os códigos 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) e 3639 (636-639 nm). Isto garante consistência de cor entre diferentes lotes de produção.

4.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em bins usando um código de quatro dígitos que representa a tensão mínima e máxima em décimos de volt. Os bins variam de 1012 (1.00-1.25V) a 2730 (2.70-3.00V). Para este LED com umaVFtípica de 2.0V, os bins relevantes são provavelmente 1720 (1.75-2.00V) e 2022 (2.00-2.25V). A correspondência de bins de tensão pode simplificar o projeto do circuito limitador de corrente em matrizes paralelas.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento padrão PLCC-2 para montagem em superfície. O desenho mecânico (implícito pela referência à secção "Dimensões Mecânicas") mostraria tipicamente um encapsulamento com dois terminais em lados opostos. As dimensões críticas incluem o comprimento, largura e altura totais, o espaçamento dos terminais e o tamanho/posição da lente moldada. O encapsulamento é concebido para compatibilidade com os processos de pick-and-place e soldadura por reflow automatizados, comumente utilizados na fabricação eletrónica de alto volume.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

A ficha técnica especifica uma temperatura de soldadura por reflow máxima de 260°C durante 30 segundos. Isto refere-se à temperatura de pico medida nos terminais/juntas de soldadura. Um perfil de reflow recomendado seria tipicamente fornecido, delineando as fases de pré-aquecimento, imersão, reflow e arrefecimento para evitar choque térmico e garantir juntas de soldadura fiáveis sem danificar a estrutura interna do LED ou a lente de epóxi.

6.2 Layout Recomendado para as Pistas de Soldadura

É fornecido um desenho recomendado para as pistas de soldadura para garantir uma estabilidade mecânica adequada e a formação de um filete de soldadura. Este desenho de pista otimiza a resistência da junta de soldadura e o caminho de transferência térmica da pista térmica do LED (se presente) ou dos terminais para a placa de circuito impresso (PCB). Seguir este layout é essencial para o rendimento de fabrico e a fiabilidade a longo prazo.

6.3 Precauções de Utilização

As precauções gerais incluem evitar o uso de ferramentas afiadas durante a manipulação para prevenir danos na lente ou nos terminais. O armazenamento deve ser num ambiente seco e antiestático, de acordo com a classificação MSL (Nível de Sensibilidade à Humidade) 3, que requer o cozimento dos componentes se estes tiverem sido expostos a condições ambientais além do seu tempo de vida útil antes da soldadura por reflow. A exposição direta a luz UV de alta intensidade ou a certos produtos químicos também deve ser evitada.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Como indicado no PDF, a aplicação principal éIluminação Interior Automóvel. Isto inclui iluminação para interruptores do painel de instrumentos, puxadores das portas, indicadores da alavanca de velocidades, controlos do sistema de áudio e iluminação ambiente. A segunda aplicação-chave é a iluminação doQuadro de Instrumentos, referindo-se aos conjuntos de instrumentos ou mostradores do painel, onde é necessária uma retroiluminação consistente e fiável para ícones, ponteiros e símbolos de aviso.

7.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com este LED, considere o seguinte: Utilize sempre uma resistência limitadora de corrente em série ou um driver de corrente constante para definir a corrente direta, tipicamente a 20mA para o brilho nominal. Tenha em conta o bin de tensão direta e a sua tolerância ao calcular o valor da resistência ou a tensão de saída do driver. Considere a gestão térmica, especialmente em espaços fechados ou a altas temperaturas ambientes; utilize a curva de derating para ajustar a corrente de acionamento máxima. Para iluminação uniforme em vários LEDs, selecione componentes do mesmo bin ou de bins adjacentes de intensidade luminosa e comprimento de onda. O amplo ângulo de visão reduz a necessidade de ótica secundária em muitas aplicações de iluminação difusa.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-2 genéricos não automóveis, os diferenciadores-chave deste componente são as suas qualificações formais. A qualificação AEC-Q102 significa que passou numa série de testes de stress definidos para dispositivos optoeletrónicos discretos em aplicações automóveis, incluindo vida útil a alta temperatura, ciclagem térmica e resistência à humidade. A classificação de Robustez à Corrosão Classe B1 indica uma resistência melhorada a gases corrosivos como o enxofre, que pode estar presente em alguns ambientes automóveis. A combinação de um amplo ângulo de visão de 120 graus e uma intensidade típica de 600mcd oferece um bom equilíbrio entre brilho e dispersão para aplicações interiores.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Embora o valor máximo absoluto seja 50mA, a corrente de operação típica é de 20mA. Acionar a 30mA é possível, mas aumentará a temperatura da junção e acelerará a depreciação do lúmen. Deve consultar a curva de derating com base na temperatura da pista de soldadura da sua aplicação para garantir que a temperatura da junção permanece abaixo de 125°C.

P: Qual é a diferença entre a resistência térmica real e a elétrica?

R: A resistência térmica real (Rth JS real) é medida usando um sensor de temperatura físico. A resistência térmica elétrica (Rth JS el) é calculada usando o coeficiente de temperatura da tensão direta do LED. Para fins de projeto, o valor mais conservador (mais elevado), 160 K/W neste caso, deve ser utilizado para a análise térmica do pior caso.

P: É necessário um díodo de proteção contra inversão de polaridade?

R: A ficha técnica afirma que o dispositivo "não foi concebido para operação em inversa". Aplicar uma tensão inversa pode danificá-lo. Em circuitos onde é possível uma tensão inversa (por exemplo, em cenários de "load-dump" automóvel), é fortemente recomendada proteção externa, como um díodo em série ou um díodo TVS.

10. Caso Prático de Projeto

Considere projetar uma retroiluminação para um painel de controlo climático automóvel com 10 indicadores idênticos. Cada indicador utiliza um LED. A tensão de alimentação é o sistema nominal de 12V do veículo. Para garantir longevidade, o projeto visa uma temperatura máxima da pista de soldadura de 85°C. A partir da curva de derating, a 85°C, a corrente contínua máxima é de aproximadamente 45mA. Escolher um ponto de operação seguro de 15mA por LED fornece uma margem e reduz o stress térmico. Com umaVFtípica de 2.0V, o valor da resistência em série necessária para cada LED numa alimentação de 12V é (12V - 2.0V) / 0.015A = 667 Ω (utilizar o valor padrão de 680 Ω). A dissipação de potência por resistência é (10V)^2 / 680Ω ≈ 0.147W, portanto uma resistência de 1/4W é suficiente. Para garantir uniformidade de cor e brilho, especifique LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (por exemplo, U1) e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (por exemplo, 2730) durante a aquisição.

11. Princípio de Funcionamento

Este é um díodo emissor de luz (LED), um dispositivo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o potencial intrínseco da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados através da junção. À medida que estes portadores de carga se recombinam, a energia é libertada na forma de fotões (luz). A composição específica do material das camadas semicondutoras (tipicamente baseada em Arsenieto de Gálio e Alumínio - AlGaAs para LEDs vermelhos) determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. O encapsulamento PLCC-2 encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica, incorpora uma lente de epóxi moldada que molda a saída de luz para alcançar o ângulo de visão de 120 graus, e oferece terminais para ligação elétrica e dissipação térmica.

12. Tendências da Indústria

A tendência na iluminação interior automóvel continua a caminhar para uma maior integração, controlo mais inteligente e uma experiência do utilizador melhorada. Os LEDs são cada vez mais utilizados não apenas para funcionalidade, mas também para ambiente e branding. Isto impulsiona a procura por LEDs com maior eficiência (mais lúmens por watt), bins de cor e brilho mais apertados para uma aparência consistente, e métricas de fiabilidade melhoradas para corresponder a garantias de veículos mais longas. Há também uma crescente integração de LEDs com drivers incorporados ou circuitos integrados de controlo (como iC-LEDs) para simplificar o projeto de circuitos e permitir funcionalidades avançadas como endereçamento individual para efeitos de iluminação dinâmica. O componente aqui descrito, com as suas qualificações automóveis e desempenho consistente, encaixa-se na camada fundamental deste ecossistema em evolução, fornecendo a fonte de luz bruta fiável para sistemas de iluminação simples e complexos.