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

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED amarelo de alta luminosidade e montagem em superfície (SMD) em pacote PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Projetado principalmente para a indústria automotiva, este componente oferece desempenho confiável em ambientes exigentes. O seu posicionamento principal é dentro dos sistemas de iluminação interior automotiva, incluindo painéis de instrumentos e iluminação geral da cabine, onde a consistência da cor e a fiabilidade a longo prazo são fundamentais.

As principais vantagens deste LED incluem o seu formato compacto, a alta intensidade luminosa para o seu tamanho de pacote e um amplo ângulo de visão de 120 graus que garante uma boa visibilidade. É construído para cumprir rigorosos padrões de grau automotivo, incluindo a qualificação AEC-Q102 para dispositivos optoeletrónicos discretos e requisitos específicos de robustez à corrosão. Além disso, cumpre as principais regulamentações ambientais, como RoHS, REACH e padrões livres de halogéneos, tornando-o adequado para projetos modernos e ecologicamente conscientes.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

A principal característica fotométrica é a intensidade luminosa, com um valor típico de 900 milicandelas (mcd) quando alimentado por uma corrente direta (I_F) de 20mA. O intervalo especificado vai de um mínimo de 560 mcd a um máximo de 1400 mcd, indicando uma variação potencial entre lotes de produção, que é gerida através do sistema de binagem descrito mais adiante. O comprimento de onda dominante, que define a cor amarela percebida, é tipicamente de 592 nanómetros (nm), com uma variação de 585 nm a 594 nm. O amplo ângulo de visão de 120 graus (com uma tolerância de ±5°) proporciona um padrão de emissão amplo, adequado para aplicações de retroiluminação e indicadores.

Eletricamente, o dispositivo apresenta uma tensão direta típica (V_F) de 2,0 volts a 20mA, variando de 1,75V a 2,75V. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 50 mA. A resistência térmica, um parâmetro crítico para a gestão da dissipação de calor, é especificada da junção até ao ponto de solda. São fornecidos dois valores: uma resistência térmica \"real\" (R_{th JS real}) de 160 K/W e uma resistência térmica \"elétrica\" (R_{th JS el}) de 125 K/W. O método elétrico é tipicamente derivado de uma mudança na tensão direta e é frequentemente usado para estimativa in-situ, enquanto o valor real é mais representativo do caminho térmico real.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Limites Térmicos

O cumprimento dos Valores Máximos Absolutos é essencial para a longevidade do dispositivo. A dissipação de potência máxima é de 137 mW. A temperatura da junção (T_J) não deve exceder 125°C. O dispositivo está classificado para operação e armazenamento dentro de uma faixa de temperatura de -40°C a +110°C, confirmando a sua adequação para ambientes automotivos. Pode suportar uma corrente de surto (I_FM) de 100 mA para pulsos muito curtos (≤10 μs) com um baixo ciclo de trabalho. A sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD) é de 2 kV (Modelo do Corpo Humano), que é um nível padrão que requer precauções básicas de manuseio. O perfil de temperatura de soldadura permite a soldadura por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 30 segundos.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir a consistência nas séries de produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a limiares específicos para parâmetros-chave.

3.1 Binagem da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um sistema de código alfanumérico que vai desde L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). Para este número de peça específico (65-21-UY0200H-AM), os bins de saída possíveis são destacados na ficha técnica e centram-se nos grupos V1 (710-900 mcd) e V2 (900-1120 mcd), alinhando-se com a especificação típica de 900 mcd. Aplica-se uma tolerância de medição de ±8%.

3.2 Binagem do Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que determina o tom amarelo, também é classificado. Os bins são definidos por códigos de três dígitos que representam o comprimento de onda mínimo em nanómetros. Para este LED amarelo, os bins relevantes estão na faixa de 585-600 nm, especificamente cobrindo códigos como 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm), 9194 (591-594 nm) e 9497 (594-597 nm). O valor típico de 592 nm está dentro do bin 9194. É especificada uma tolerância apertada de ±1 nm.

3.3 Binagem da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três grupos: 1012 (1,00-1,25V), 1215 (1,25-1,50V) e 1517 (1,50-1,75V). A V_Ftípica de 2,0V para este dispositivo é notavelmente superior ao máximo destes bins, sugerindo que, para este produto específico, a tabela de binagem de tensão pode representar uma grelha padrão da empresa, e a característica V_Freal é definida pelos valores mín/típ/máx na tabela de características.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que descrevem o comportamento do LED em diferentes condições.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V mostra a relação exponencial típica de um díodo. À medida que a corrente direta aumenta de 0 para 60 mA, a tensão direta sobe de aproximadamente 1,75V para 2,2V. Esta curva é crucial para projetar o circuito limitador de corrente, garantindo uma operação estável.

4.2 Características Óticas vs. Corrente e Temperatura

Ográfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta de forma super-linear com a corrente antes de tender a saturar em correntes mais altas, enfatizando a importância de operar dentro da faixa recomendada para eficiência. Ográfico de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junçãodemonstra o quenching térmico: à medida que a temperatura da junção sobe de -40°C para 140°C, a saída de luz diminui significativamente, caindo para cerca de 60% do seu valor a 25°C a 125°C. Isto sublinha a necessidade de uma gestão térmica eficaz na aplicação.

Ográfico de Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente Diretamostra uma ligeira diminuição no comprimento de onda (um \"desvio para o azul\") à medida que a corrente aumenta, enquanto ográfico de Desvio Relativo do Comprimento de Onda vs. Temperatura da Junçãomostra um claro \"desvio para o vermelho\" (aumento do comprimento de onda) à medida que a temperatura sobe. Estes desvios são importantes para aplicações críticas em termos de cor.

4.3 Derating e Capacidade de Tratamento de Pulsos

ACurva de Derating da Corrente Diretaé vital para a fiabilidade. Mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda. Por exemplo, a uma temperatura do ponto de solda de 110°C, a corrente máxima é de apenas 35 mA, abaixo dos 50 mA a temperaturas mais baixas. Ográfico de Capacidade de Tratamento de Pulsos Permitidadefine a corrente de pico de pulso permitida para várias larguras de pulso e ciclos de trabalho, útil para aplicações de multiplexagem ou piscagem.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

O LED utiliza um pacote padrão PLCC-2 para montagem em superfície. O desenho mecânico mostraria tipicamente um tamanho do corpo do pacote de aproximadamente 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e 0,8mm de altura (estas são dimensões comuns do PLCC-2; os valores exatos devem ser retirados da secção \"Dimensões Mecânicas\"). O dispositivo tem dois terminais. A polaridade é indicada por um marcador no pacote, tipicamente um entalhe ou um canto chanfrado no lado do cátodo. É fornecida uma disposição recomendada para o ponto de solda, garantindo uma junta de solda fiável e uma ligação térmica adequada à PCB.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O componente é adequado para processos de soldadura por refluxo comuns na montagem em superfície. É recomendado um perfil de soldadura por refluxo específico, com uma temperatura de pico não superior a 260°C durante 30 segundos. Este perfil deve ser seguido para evitar danos no pacote de plástico ou no chip interno e ligações por fio. As precauções gerais incluem evitar tensão mecânica no pacote, usar controlos ESD adequados durante o manuseio e garantir que a PCB e a pasta de solda estejam limpas para prevenir corrosão ou degradação induzida por enxofre, para as quais são mencionados critérios de teste separados.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são fornecidos em embalagem de fita e carretel compatível com máquinas automáticas de pick-and-place. A secção de informação de embalagem detalha as dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e orientação dos componentes dentro da fita. O número de peça 65-21-UY0200H-AM segue um sistema de codificação específico que provavelmente indica o tipo de pacote, cor, bin de brilho, bin de comprimento de onda e outros atributos. A informação de encomenda especificaria a quantidade mínima de encomenda, tipo de embalagem (ex: tamanho do carretel) e, potencialmente, opções para combinações específicas de bins.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva. Isto inclui retroiluminação para painéis de instrumentos, indicadores de aviso, botões do sistema de infotainment e iluminação ambiente geral da cabine. A sua qualificação AEC-Q102 e ampla faixa de temperatura tornam-no diretamente adequado para estes ambientes severos.

8.2 Considerações de Projeto

Acionamento por Corrente:É fortemente recomendado um driver de corrente constante em vez de uma fonte de tensão constante com uma resistência em série, para melhor estabilidade e longevidade, especialmente considerando a variação da V_Fe a sua dependência da temperatura. A corrente de operação deve ser escolhida com base no brilho necessário e no derating térmico. 20mA é a condição de teste típica.

Gestão Térmica:A resistência térmica da junção ao ponto de solda é significativa. Para manter o desempenho e a fiabilidade, o layout da PCB deve fornecer um ponto de solda térmico adequado, ligado a áreas de cobre para dissipar calor. Manter a temperatura do ponto de solda baixa é fundamental para maximizar a saída de luz e a vida útil.

Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120 graus é adequado para iluminação de área ampla. Para luz mais focada, podem ser necessárias óticas secundárias (lentes). O ligeiro desvio do comprimento de onda com a corrente e a temperatura deve ser considerado se a consistência da cor for crítica em diferentes condições de operação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs comerciais genéricos, os principais diferenciadores deste dispositivo são as suas qualificações de grau automotivo (AEC-Q102, robustez à corrosão) e a faixa de temperatura estendida. Dentro do mercado de LEDs automotivos, a sua combinação de pacote PLCC-2 (oferecendo um bom equilíbrio entre tamanho e desempenho térmico), alto brilho típico (900mcd) e comprimento de onda amarelo específico, direcionam-no para funções de indicador interior e retroiluminação. A estrutura abrangente de binagem permite um emparelhamento de cor e brilho a nível de sistema mais apertado em comparação com peças não classificadas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso alimentar este LED a 50 mA continuamente?

R: Pode, mas apenas se a temperatura do ponto de solda for mantida suficientemente baixa, conforme definido pela curva de derating. A temperaturas elevadas, a corrente contínua máxima permitida é significativamente reduzida. Operar a 20mA é típico para um equilíbrio entre brilho e eficiência.

P: Por que é que a saída de luz diminui a alta temperatura?

R: Este é um fenómeno fundamental da física dos semicondutores chamado \"quenching térmico\". O aumento das vibrações da rede cristalina a temperaturas mais altas promove a recombinação não radiativa de pares eletrão-lacuna, reduzindo a eficiência da geração de luz.

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica?

R: A resistência térmica \"real\" (160 K/W) é provavelmente medida usando um sensor de temperatura físico. O valor \"elétrico\" (125 K/W) é calculado usando a tensão direta sensível à temperatura como um proxy para a temperatura da junção. Para fins de projeto, usar o valor mais alto (mais conservador) é mais seguro para estimar o aumento de temperatura.

P: Uma resistência limitadora de corrente é suficiente para alimentar este LED?

R: Para aplicações simples e não críticas com uma tensão de alimentação estável, pode ser usada uma resistência em série. O valor é calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F. No entanto, devido à variação da V_Fe à sua dependência da temperatura, a corrente não será perfeitamente estável. Para aplicações automotivas onde a fiabilidade é fundamental, é preferível um driver de corrente constante dedicado (IC ou circuito).

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Indicador de Aviso no Painel de Instrumentos

Um projetista está a criar uma luz de aviso para um indicador de verificação do motor. A luz deve ser claramente visível em todas as condições de iluminação ambiente, cumprir os padrões de fiabilidade automotiva e ter uma cor amarela consistente. Este LED amarelo PLCC-2 é selecionado. O projeto utiliza um driver de corrente constante configurado para 18mA para fornecer brilho suficiente, mantendo-se abaixo do ponto típico de 20mA para uma melhor longevidade. O layout da PCB inclui um ponto de solda térmico generoso ligado a um plano de terra interno para manter a temperatura da junção baixa. O projetista especifica LEDs do bin de comprimento de onda 9194 e dos bins de intensidade V1/V2 para garantir a consistência de cor e brilho em todas as unidades da linha de produção.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é uma fonte de luz semicondutora. O seu núcleo é um chip feito de materiais semicondutores compostos (tipicamente baseados em Fosfeto de Alumínio Gálio Índio - AlGaInP para luz amarela). Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do chip, onde se recombinam. Uma parte desta energia de recombinação é libertada na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas semicondutoras determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. O pacote PLCC-2 encapsula este chip, fornece ligações elétricas através de terminais metálicos e inclui uma lente de plástico moldada que molda a saída de luz para alcançar o ângulo de visão de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral nos LEDs para iluminação automotiva é para maior eficiência (mais lúmens por watt), o que reduz o consumo de energia e a carga térmica. Há também uma tendência para a miniaturização, permitindo designs mais finos e flexíveis para painéis interiores. Além disso, a integração de funcionalidades inteligentes, como circuitos integrados incorporados para diagnóstico ou endereçamento, está a tornar-se mais comum. Especificamente para iluminação interior, há um interesse crescente em LEDs brancos ajustáveis e multicolor para sistemas de iluminação ambiente que podem mudar de cor para se adequar ao humor ou função do condutor. Embora este componente específico seja um LED amarelo monocromático, os processos de embalagem e qualificação subjacentes são fundamentais para estes dispositivos mais avançados.