Ficha Técnica de LED Amarelo PLCC-4 - Pacote 3.5x2.8x1.9mm - Tensão Direta 2.2V - Intensidade Luminosa 2300mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED Amarelo de alto desempenho, para montagem em superfície, em pacote PLCC-4 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo foi projetado principalmente para aplicações exigentes de iluminação automotiva, tanto interior como exterior. As suas principais vantagens incluem uma alta intensidade luminosa típica de 2300 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 50mA, um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente dispersão da luz e uma construção robusta que atende aos padrões de confiabilidade de grau automotivo.

O LED é qualificado segundo a norma AEC-Q102, garantindo a sua adequação para as condições ambientais severas típicas da eletrônica automotiva. Também demonstra robustez ao enxofre (Classe A1), tornando-o resistente à corrosão em atmosferas contendo compostos de enxofre. O produto está em conformidade com regulamentações ambientais importantes, incluindo RoHS, REACH da UE e é fabricado sem halogênios.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Optoeletrônicas

As principais métricas de desempenho são definidas sob uma condição de teste padrão de corrente direta (I_F) de 50mA. A intensidade luminosa típica (I_V) é de 2300 mcd, com um mínimo especificado de 1800 mcd e um máximo de 4500 mcd. O comprimento de onda dominante (λ_d) está centrado em 591 nm (amarelo), com uma faixa de 585 nm a 594 nm, definindo o seu ponto de cor preciso. A tensão direta (V_F) apresenta uma queda típica de 2,20V no dispositivo a 50mA, com limites entre 2,00V e 2,75V. O amplo ângulo de visão (φ) de 120 graus (tolerância de ±5°) é um parâmetro crítico para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um feixe focalizado.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 70 mA. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto (I_FM) de 100 mA para pulsos ≤10 μs com um ciclo de trabalho muito baixo (D=0,005). A dissipação de potência máxima (P_d) é de 192,5 mW. A temperatura de junção (T_J) não deve exceder 125°C. A faixa de temperatura de operação (T_opr) é de -40°C a +110°C, confirmando a sua resiliência de temperatura de grau automotivo. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

2.3 Características Térmicas

A gestão térmica é crucial para o desempenho e longevidade do LED. A ficha técnica especifica dois valores de resistência térmica da junção ao ponto de solda: uma resistência térmica real (R_{th JS real}) de 70 K/W (típica) e uma resistência térmica elétrica (R_{th JS el}) de 50 K/W (típica). O valor elétrico mais baixo é derivado do coeficiente de temperatura da tensão direta e é usado para estimativa in-situ da temperatura de junção. Um projeto térmico adequado da PCB é necessário para manter a temperatura de junção dentro de limites seguros, especialmente em correntes de acionamento mais altas ou temperaturas ambientes elevadas.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a critérios mínimos específicos para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em bins com base na sua intensidade luminosa mínima na corrente típica. Por exemplo, o bin 'BA' garante uma intensidade mínima de 1800 mcd, 'BB' garante 2240 mcd e 'CA' garante 2800 mcd. Valores de fluxo luminoso correspondentes (em lúmens) são fornecidos para referência.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A consistência da cor é controlada através de bins de comprimento de onda. O bin '8588' abrange LEDs com comprimento de onda dominante entre 585 nm e 588 nm, '8891' abrange 588-591 nm e '9194' abrange 591-594 nm. Isto garante uma saída de cor amarela rigidamente controlada entre lotes de produção.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em bins para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente e projeto da fonte de alimentação. Os bins incluem '1720' (1,75-2,00V), '2022' (2,00-2,25V), '2225' (2,25-2,50V) e '2527' (2,50-2,75V).

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem uma visão profunda do comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Curva IV e Intensidade Relativa

O gráfico Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra a relação exponencial típica de um diodo. O gráfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta demonstra que a saída de luz aumenta de forma sublinear com a corrente, enfatizando a importância de um acionamento de corrente estável para um brilho consistente.

4.2 Dependência da Temperatura

O gráfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo; a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. O gráfico Comprimento de Onda Dominante vs. Temperatura de Junção indica uma mudança na cor (tipicamente para comprimentos de onda mais longos) com o aumento da temperatura. O gráfico Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente negativo, que é o princípio utilizado para o método elétrico de medição da temperatura de junção.

4.3 Distribuição Espectral e Derating

O gráfico de Distribuição Espectral Relativa confirma a saída monocromática amarela, com pico em torno de 591 nm e emissão mínima em outras bandas. A Curva de Derating da Corrente Direta é crítica para o projeto: ela dita a corrente contínua máxima permitida com base na temperatura do ponto de solda (T_S). Por exemplo, a uma T_Sde 110°C, a I_Fcontínua máxima é de 57 mA. O gráfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permissível define a relação entre largura de pulso, ciclo de trabalho e corrente de pico de pulso permitida.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED está alojado em um pacote padrão PLCC-4 para montagem em superfície. As dimensões típicas do pacote são aproximadamente 3,5mm de comprimento, 2,8mm de largura e 1,9mm de altura (incluindo a cúpula). A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado especificando todos os comprimentos, larguras e tolerâncias críticas para o projeto da pegada na PCB.

5.2 Layout Recomendado para Pads de Solda

Um padrão de land é fornecido para garantir soldagem confiável e desempenho térmico ideal. Isto inclui o tamanho, forma e espaçamento dos pads de cobre na PCB para os quatro terminais e o pad térmico central (se aplicável nesta variante de pacote). Seguir esta recomendação é essencial para estabilidade mecânica e transferência de calor eficaz da junção do LED para a PCB.

5.3 Identificação de Polaridade

O pacote PLCC-4 tem uma orientação específica. O diagrama da ficha técnica indica os pinos do cátodo e do ânodo. Tipicamente, o pacote tem um canto chanfrado ou uma marcação (como um ponto) no topo para denotar o pino 1 (frequentemente o cátodo). A orientação correta durante a montagem é obrigatória para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de temperatura de soldagem por refluxo detalhado é especificado para evitar danos térmicos. O perfil define os estágios de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento. Um parâmetro chave é a temperatura de pico, que não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 260°C deve ser limitado a no máximo 30 segundos. Este perfil é compatível com pastas de solda sem chumbo padrão (SAC).

6.2 Precauções de Uso

As precauções gerais de manuseio incluem evitar estresse mecânico na lente de epóxi, proteger o dispositivo de descarga eletrostática (sensibilidade ESD de 2kV HBM) e garantir que as condições de operação (corrente, tensão, temperatura) permaneçam sempre dentro dos valores máximos absolutos. O dispositivo não deve ser submetido a tensão reversa.

6.3 Condições de Armazenamento

A faixa de temperatura de armazenamento recomendada (T_stg) é de -40°C a +110°C. Os componentes devem ser armazenados em um ambiente seco e antiestático nas suas embalagens originais com barreira de umidade, especialmente porque possuem um Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) de 2. Isto requer que a embalagem seja aberta e as peças usadas dentro de um ano a partir da data de selagem da embalagem, ou devem ser pré-aquecidas antes do refluxo para evitar o efeito "popcorn" durante a soldagem.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para montagem automatizada pick-and-place. A informação de embalagem detalha as dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos bolsos e orientação dos componentes na fita. Estes dados são necessários para configurar o equipamento de montagem.

7.2 Decodificação do Número da Peça

O número da peça67-41-UY0501H-AMsegue uma estrutura específica:

• 67-41: Nome da família do produto.
• UY: Código de cor para Amarelo.
• 050: Corrente de teste típica em mA (50mA).
• 1: Tipo de armação de terminais (1=Ouro).
• H: Nível de brilho (H=Alto).
• AM: Designa aplicação Automotiva.

Esta convenção de nomenclatura permite a identificação precisa dos principais atributos do dispositivo.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

As aplicações primárias são em iluminação automotiva:

• Iluminação Externa: Luzes de circulação diurna (DRL), luzes de posição laterais, luzes de freio centrais montadas no alto (CHMSL) e iluminação interna do porta-malas/área de carga.
• Iluminação Interna: Retroiluminação do painel de instrumentos, iluminação de interruptores, iluminação do porta-pés, luzes dos painéis das portas e luzes de leitura.

O seu alto brilho e amplo ângulo de visão tornam-no adequado tanto para iluminação funcional como para iluminação de destaque estética.

8.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com este LED:

• Acionamento de Corrente: Utilize sempre um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão. Não conecte diretamente a uma fonte de tensão.
• Gestão Térmica:
Projete a PCB com área de cobre adequada (alívio térmico) conectada ao pad/pinos térmicos do LED para dissipar calor. Use a curva de derating para determinar correntes de operação seguras nas temperaturas ambientes esperadas.
• Óptica: O ângulo de visão de 120 graus pode exigir ópticas secundárias (lentes, guias de luz) se for necessário um feixe mais focalizado.
• Proteção ESD: Implemente precauções padrão contra ESD durante o manuseio e montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-4 comerciais padrão, os principais diferenciadores deste dispositivo são as suas qualificações automotivas. A certificação AEC-Q102 envolve testes rigorosos para vida útil em alta temperatura (HTOL), ciclagem térmica, resistência à umidade e outros fatores de estresse, garantindo confiabilidade a longo prazo em ambientes veiculares. A robustez ao enxofre especificada (Classe A1) é outra vantagem crítica para uso automotivo, onde a exposição a gases contendo enxofre de pneus, combustíveis ou atmosferas industriais pode corroer componentes à base de prata em LEDs padrão. A faixa de temperatura de operação estendida (-40°C a +110°C) também excede as faixas industriais típicas.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre intensidade luminosa (mcd) e fluxo luminoso (lm)?

R: A intensidade luminosa mede o brilho de uma fonte de luz como percebido pelo olho humano em uma direção específica (candelas). O fluxo luminoso mede a quantidade total de luz visível emitida por uma fonte em todas as direções (lúmens). A ficha técnica deste LED fornece intensidade (mcd) como a métrica principal, com fluxo (lm) dado como referência para as peças binned, pois os pacotes PLCC são frequentemente caracterizados por intensidade.

P: Por que é recomendado um driver de corrente constante em vez de um de tensão constante?

R: A tensão direta de um LED tem uma tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante com apenas um resistor em série pode levar a grandes variações na corrente, causando brilho inconsistente e potencial sobrecarga. Uma fonte de corrente constante mantém uma corrente estável, garantindo uma saída de luz consistente e protegendo o LED.

P: Como posso estimar a temperatura de junção na minha aplicação?

R: A resistência térmica elétrica (R_{th JS el}= 50 K/W) pode ser usada. Meça a tensão direta a uma baixa corrente de sensoriamento à temperatura ambiente (calibração). Em seguida, durante a operação na corrente de acionamento, mude momentaneamente para a baixa corrente de sensoriamento e meça a tensão direta novamente. A mudança na tensão, usando o coeficiente do gráfico, permite calcular o aumento da temperatura de junção: ΔT_J= ΔV_F/ k, onde k é o coeficiente de temperatura de V_F.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Caso: Projetando uma Luz de Bolso de Porta Automotiva

Um projetista precisa de uma luz compacta e confiável para iluminar o bolso da porta de um carro. A luz deve ser brilhante o suficiente para ser útil, ter um feixe amplo para cobrir a área do bolso e sobreviver aos extremos de temperatura e vibrações dentro de uma porta de carro.

Solução: Este LED Amarelo PLCC-4 é selecionado. O seu ângulo de visão de 120 graus fornece excelente cobertura do bolso sem necessidade de um difusor adicional. A intensidade típica de 2300 mcd é suficiente para uma luz de área localizada. O dispositivo é acionado a 30mA (abaixo dos 50mA típicos) usando um circuito simples de resistor limitador de corrente alimentado pelo sistema de 12V do veículo, garantindo longevidade e reduzindo a carga térmica. A qualificação AEC-Q102 e a robustez ao enxofre garantem que ele suportará o ambiente. O pacote PLCC-4 é soldado diretamente em uma pequena PCB flexível que se encaixa na montagem do painel da porta.

12. Princípio Operacional

Este é um diodo emissor de luz semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua energia de bandgap é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip semicondutor (tipicamente baseado em materiais como AlInGaP para luz amarela). Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico da luz amarela (em torno de 591 nm) é determinado pela energia de bandgap do material semicondutor usado na construção do chip. A lente de epóxi que envolve o chip serve para protegê-lo, moldar o feixe de saída de luz (atingindo o ângulo de 120 graus) e aumentar a eficiência de extração de luz.

13. Tendências Tecnológicas

No setor de LEDs automotivos, as principais tendências incluem:

• Aumento da Eficiência: O desenvolvimento contínuo da tecnologia de chip e pacote visa fornecer maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), reduzindo o consumo de energia e a carga térmica.
• Miniaturização: Os pacotes continuam a encolher enquanto mantêm ou aumentam a saída de luz, permitindo projetos de iluminação mais compactos e elegantes.
• Embalagem Avançada: Uso de materiais com maior condutividade térmica e estruturas ópticas aprimoradas para gerenciar calor e luz de forma mais eficaz.
• Integração Inteligente: Crescimento de LEDs com drivers integrados (LEDs controlados por IC) ou interfaces de controle simples para aplicações de iluminação adaptativa.
• Consistência e Estabilidade da Cor: Especificações de binning mais rigorosas e tecnologia de fósforo aprimorada (para cores brancas e convertidas) garantem uma saída de cor consistente ao longo da temperatura e da vida útil, o que é crítico para a iluminação estética e de segurança automotiva.

Este dispositivo, com a sua confiabilidade e desempenho de grau automotivo, está alinhado com a demanda da indústria por componentes robustos e de alta qualidade para iluminação veicular interior e exterior.