Ficha Técnica do LED Super Vermelho 1608-SR0100M-AM PLCC-2 - Dimensões 1.6x0.8mm - Tensão 2.1V - Potência 0.05W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 1608-SR0100M-AM é um LED Super Vermelho de alto desempenho e montagem em superfície, num encapsulamento compacto PLCC-2. Concebido principalmente para aplicações de iluminação interior automotiva, oferece um equilíbrio entre brilho, fiabilidade e eficiência. O seu posicionamento-chave reside em cumprir os rigorosos requisitos de grau automotivo, proporcionando simultaneamente um desempenho ótico consistente numa pegada miniaturizada.

As vantagens principais deste componente incluem a sua qualificação segundo a norma AEC-Q102 para dispositivos optoeletrónicos discretos, garantindo fiabilidade em condições ambientais automotivas adversas. Apresenta também um amplo ângulo de visão de 120 graus, tornando-o adequado para aplicações que requerem uma iluminação ampla. Além disso, o produto está em conformidade com os regulamentos RoHS, REACH e sem halogéneos, alinhando-se com os padrões ambientais e de segurança globais.

O mercado-alvo situa-se firmemente no sector da eletrónica automotiva, especificamente para iluminação ambiente interior, luzes indicadoras e retroiluminação de interruptores e mostradores. As suas especificações tornam-no uma escolha adequada para projetistas que necessitam de uma fonte de luz vermelha robusta, compacta e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

A característica fotométrica principal é a intensidade luminosa (Iv). Sob uma corrente direta típica (IF) de 10 mA, o LED fornece 210 milicandelas (mcd), com um mínimo de 150 mcd e um máximo de 330 mcd. A tensão direta (VF) nesta corrente é tipicamente de 2,1 volts, variando entre 1,5V e 2,5V. Esta tensão relativamente baixa contribui para uma menor dissipação de potência. O comprimento de onda dominante (λd) está centrado em 630 nm (Super Vermelho), com uma gama de 624 nm a 639 nm, definindo a sua pureza de cor.

2.2 Especificações Térmicas e de Máximos Absolutos

A gestão térmica é crítica para a longevidade do LED. A resistência térmica junção-soldadura é especificada como 150 K/W (real) e 120 K/W (elétrica). Os máximos absolutos definem os limites operacionais: uma corrente direta máxima de 20 mA, uma dissipação de potência máxima de 50 mW e uma gama de temperatura de funcionamento de -40°C a +110°C. A temperatura máxima da junção é de 125°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto de 50 mA para pulsos ≤10 μs. É importante notar que este LED não foi concebido para operação com tensão reversa.

2.3 Especificações de Fiabilidade e Conformidade

O dispositivo tem uma classificação de sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD) de 2 kV (Modelo do Corpo Humano), que é um nível padrão para precauções de manuseamento. Tem um Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) de 3, indicando que deve ser pré-aquecido se exposto a condições ambientais por mais de 168 horas antes da soldadura. A robustez à corrosão é classificada como B1, e está qualificado segundo a norma AEC-Q102, o que é um diferenciador-chave para aplicações automotivas.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um código de dois caracteres (ex: SX, SY, SZ). A primeira letra (Q, R, S, T, U, V, A, B) representa um grupo com gamas de intensidade crescentes. A segunda letra (X, Y, Z) subdivide ainda mais cada grupo. Para o 1608-SR0100M-AM, o bin típico situa-se no grupo 'S', especificamente os bins SX, SY ou SZ, correspondendo a gamas de intensidade de 180-210 mcd, 210-240 mcd e 240-280 mcd, respetivamente. Aplica-se uma tolerância de ±8% às medições de fluxo luminoso.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é classificado usando um código de quatro dígitos (ex: 2730, 3033). Estes códigos correspondem a gamas específicas de nanómetros. Para este LED Super Vermelho, os bins relevantes estão centrados em torno de 630 nm. O bin típico para esta referência é 2730 (627-630 nm) ou 3033 (630-633 nm). A tolerância de fabrico para o comprimento de onda dominante é de ±1 nm.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada usando um código de quatro dígitos (ex: 2022, 2225). A tensão direta típica de 2,1V para este LED coloca-o no bin 2022 (2,00V - 2,25V) ou potencialmente no bin 2225 (2,25V - 2,50V). Esta classificação auxilia no projeto de circuitos para regulação de corrente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva IV e Intensidade Luminosa Relativa

O gráfico Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra uma relação exponencial característica. A tensão aumenta gradualmente com a corrente. O gráfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta é quase linear na gama operacional típica (2-20 mA), indicando boa eficiência. Não é recomendado operar o LED acima de 20 mA, pois excede o máximo absoluto.

4.2 Dependência da Temperatura

O gráfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junção mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Na temperatura máxima da junção de 125°C, a intensidade relativa é aproximadamente 40-50% do seu valor a 25°C. Este efeito de extinção térmica é típico dos LEDs e deve ser considerado no projeto térmico. O gráfico Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção mostra um coeficiente negativo, com a tensão a diminuir linearmente à medida que a temperatura sobe, o que pode ser usado para deteção de temperatura.

4.3 Distribuição Espectral e Desvio de Comprimento de Onda

O gráfico Características do Comprimento de Onda mostra um pico estreito em torno de 630 nm, confirmando a cor Super Vermelho. O gráfico Desvio de Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura da Junção indica que o comprimento de onda dominante aumenta ligeiramente (desvio para o vermelho) com o aumento da temperatura, um fenómeno comum em fontes de luz semicondutoras.

4.4 Derating e Capacidade de Pulsos

A Curva de Derating da Corrente Direta é crucial para o projeto. Mostra que a corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura do ponto de soldadura aumenta. Na temperatura ambiente máxima de funcionamento (com temperatura do ponto de 110°C), a corrente não deve exceder 20 mA. O gráfico Capacidade de Manipulação de Pulsos Permissível permite correntes de pico mais elevadas (até 60 mA) em condições de pulsos com baixos ciclos de trabalho, útil para aplicações de multiplexagem ou intermitência.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões Físicas

O LED está alojado num encapsulamento padrão PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). As dimensões do encapsulamento são 1,6 mm de comprimento, 0,8 mm de largura e aproximadamente 0,6 mm de altura (típico para este tipo de encapsulamento, embora a altura exata deva ser confirmada no desenho dimensional). O componente tem dois terminais (ânodo e cátodo).

5.2 Layout Recomendado da Pasta de Solda e Polaridade

É fornecido um padrão de soldadura recomendado (pasta de solda) para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica durante a reflow. O desenho da pasta considera a pegada do componente e ajuda a prevenir o efeito "tombstoning". A polaridade é indicada por uma marca no encapsulamento, tipicamente um entalhe ou um ponto próximo do cátodo. A orientação correta é essencial para o funcionamento do circuito.

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 no corpo ou terminais do encapsulamento. Deve ser seguido um perfil de reflow padrão com fases de pré-aquecimento, estabilização, reflow e arrefecimento. A classificação MSL de 3 obriga a que, se o saco de barreira à humidade for aberto, os componentes devem ser soldados dentro de 168 horas em condições de fábrica ou ser pré-aquecidos de acordo com as normas IPC/JEDEC.

6.2 Precauções de Utilização e Armazenamento

As precauções gerais incluem evitar tensão mecânica na lente do LED, prevenir contaminação e utilizar técnicas de manuseamento apropriadas para evitar danos por ESD. O armazenamento deve ser num ambiente seco e escuro, dentro da gama de temperatura especificada de -40°C a +110°C. Os critérios de teste de enxofre indicam a resistência do produto a atmosferas contendo enxofre, o que é importante para certos ambientes automotivos ou industriais.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são fornecidos em fita e bobina para montagem automatizada. As quantidades padrão por bobina são tipicamente 4000 ou 5000 peças, mas isto pode variar. O número de peça 1608-SR0100M-AM segue uma estrutura lógica: "1608" denota o tamanho do encapsulamento (1.6x0.8mm), "SR" indica Super Vermelho, "01" relaciona-se com o bin de intensidade luminosa, "00" relaciona-se com o bin de comprimento de onda, "M" pode indicar um bin de tensão direta ou outra característica, e "AM" significa grau automotivo. Encomendar bins específicos requer consultar as tabelas completas de binning e especificar os códigos exatos.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva. Isto inclui retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação ambiente do habitáculo, iluminação da consola central, retroiluminação de interruptores e luzes indicadoras para vários controlos. O seu amplo ângulo de visão torna-o adequado para iluminação de área onde se deseja uma aparência uniforme.

8.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com este LED, considere a limitação de corrente. Um resistor em série ou um driver de corrente constante é obrigatório para evitar exceder a corrente direta máxima, especialmente considerando o coeficiente de temperatura negativo do Vf. O projeto térmico é crítico; garanta que o layout do PCB fornece alívio térmico adequado e que a temperatura ambiente de funcionamento não força um derating abaixo da saída luminosa necessária. Para atenuação por PWM, garanta que a frequência é suficientemente alta (tipicamente >100 Hz) para evitar cintilação visível.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-2 padrão não automotivos, o diferenciador-chave do 1608-SR0100M-AM é a sua qualificação AEC-Q102, que envolve testes rigorosos para ciclagem térmica, humidade, vida útil a alta temperatura e outros fatores de stress. A sua robustez à corrosão (Classe B1) e resistência ao enxofre também são melhoradas para ambientes automotivos. A intensidade luminosa típica de 210 mcd é competitiva para o seu tamanho de encapsulamento e consumo de corrente.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a corrente de funcionamento recomendada?

R: A corrente de funcionamento típica é de 10 mA, proporcionando um bom equilíbrio entre brilho e eficiência. Pode ser operado desde 2 mA (mínimo) até 20 mA (máximo absoluto).

P: Como é que a temperatura afeta o brilho?

R: O brilho diminui com o aumento da temperatura da junção. A 125°C, a saída pode ser cerca de metade do valor a 25°C. Um dissipador de calor adequado é essencial para manter um desempenho consistente.

P: Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V ou 5V?

R: Sim, mas deve usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 5V e uma corrente alvo de 10 mA, e um Vf típico de 2,1V, o valor do resistor seria R = (5V - 2,1V) / 0,01A = 290 Ohms. Um resistor de 300 Ohm seria um valor padrão adequado.

P: Este LED é adequado para aplicações automotivas exteriores?

R: A ficha técnica especifica a aplicação como "Iluminação Interior Automotiva". Para uso exterior, fatores como maior proteção contra entrada de humidade (classificação IP), extremos de temperatura mais amplos e requisitos óticos diferentes precisariam de ser verificados com o fabricante para um produto específico de grau exterior.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Retroiluminação de Botões do Painel de Instrumentos

Um projetista está a criar um painel de controlo do painel de instrumentos com 10 botões retroiluminados. Cada botão requer um único LED Super Vermelho para iluminação. Utilizando o 1608-SR0100M-AM a 10 mA cada, o consumo total de corrente seria de 100 mA. Um projeto simples utiliza uma linha de alimentação automotiva de 12V. É necessário um resistor limitador de corrente para cada LED. O valor do resistor é calculado como (12V - 2,1V) / 0,01A = 990 Ohms. É escolhido um resistor de 1 kΩ, 1/8W. Os LEDs são colocados num PCB atrás de botões translúcidos. O amplo ângulo de visão de 120° garante uma iluminação uniforme na superfície do botão. A análise térmica confirma que, no ambiente fechado do painel de instrumentos, a temperatura da junção permanece bem abaixo do máximo permitido devido à baixa dissipação total de potência (aprox. 0,21W para todos os 10 LEDs).

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. Num LED vermelho como o 1608-SR0100M-AM, o material semicondutor (tipicamente baseado em Arsenieto de Gálio e Alumínio - AlGaAs) tem uma energia de banda proibida específica. Quando os eletrões se recombinam com lacunas de eletrões dentro do dispositivo, a energia é libertada na forma de fotões (partículas de luz). O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida; uma banda proibida maior produz luz de comprimento de onda mais curto (mais azul). O encapsulamento PLCC-2 aloja o chip semicondutor, fornece ligações elétricas através de dois terminais e inclui uma lente de plástico moldada que modela a saída de luz para alcançar o ângulo de visão especificado de 120 graus.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência na iluminação LED automotiva continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), permitindo menor consumo de energia e carga térmica reduzida. A miniaturização também é fundamental, com encapsulamentos como 1608 (1.6x0.8mm) e ainda mais pequenos a tornarem-se mais comuns para permitir designs mais elegantes. A integração é outra tendência, com encapsulamentos multi-chip ou LEDs combinados com drivers e sensores num único módulo. Para LEDs de cor específica como o Super Vermelho, melhorias na tecnologia de fósforo (se utilizada) ou técnicas de crescimento epitaxial levam a bins de comprimento de onda mais apertados e consistência de cor melhorada ao longo da temperatura e vida útil, o que é crítico para aplicações onde a correspondência de cor é importante entre múltiplas fontes de luz.