Ficha Técnica do LED Super Vermelho A09K-SR1501H-AM em Pacote PLCC-6 - Dimensões 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 2.15V - Potência 0.32W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O A09K-SR1501H-AM é um díodo emissor de luz (LED) Super Vermelho de alto brilho, encapsulado num pacote de montagem em superfície PLCC-6. O seu foco principal de projeto é a fiabilidade e desempenho em ambientes automotivos exigentes. O dispositivo oferece uma intensidade luminosa típica de 4500 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento de 150mA, tornando-o adequado para várias funções de sinalização e iluminação onde a alta visibilidade é crítica. Uma característica fundamental é a sua conformidade com a norma de qualificação AEC-Q101, que valida a sua robustez para uso automotivo. Além disso, adere às diretivas ambientais RoHS e REACH e possui robustez ao enxofre, aumentando a sua longevidade em condições operacionais adversas.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As vantagens principais deste LED derivam da combinação do seu elevado rendimento ótico, amplo ângulo de visão de 120 graus e fiabilidade de grau automotivo. A alta intensidade luminosa garante excelente visibilidade mesmo em condições de luz solar intensa, o que é essencial para aplicações críticas de segurança, como luzes de travão. O amplo ângulo de visão proporciona uma distribuição de luz uniforme, melhorando a perceção do sinal a partir de vários ângulos. O mercado-alvo principal é a indústria automotiva, especificamente para módulos de iluminação exterior. As suas qualificações tornam-no uma escolha preferencial para projetistas que necessitam de componentes que cumpram padrões rigorosos de qualidade e longevidade automotivos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O parâmetro fotométrico central é aIntensidade Luminosa (I_V), especificada com um valor típico de 4500 mcd a I_F=150mA, com um mínimo de 3550 mcd e um máximo de 7100 mcd. Esta ampla gama é gerida através de um sistema de binning (detalhado mais adiante). A tolerância de medição do fluxo luminoso é de ±8%, sendo medida com o ponto de soldadura térmico a 25°C. ATensão Direta (V_F)é tipicamente 2.15V a 150mA, variando entre 1.75V e 3.0V. A ficha técnica nota que esta gama de V_Frepresenta 99% da produção, com uma tolerância de medição de ±0.05V. OComprimento de Onda Dominante (λ_d)define a cor percecionada; para este LED Super Vermelho, é tipicamente 629 nm, dentro de uma gama de 627 nm a 639 nm, com uma tolerância de medição de ±1 nm. OÂngulo de Visão (2φ)é de 120 graus, com uma tolerância de ±5 graus.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gestão Térmica

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. ACorrente Direta Contínua Máxima (I_F)é de 200 mA. ADissipação de Potência (P_d)está classificada em 600 mW. Um parâmetro térmico fundamental é aResistência Térmica. São fornecidos dois valores: uma medição elétrica (R_{th JS el}) de 50 K/W máx. e uma medição real (R_{th JS real}) de 60 K/W máx., ambos da junção ao ponto de soldadura. O valor mais elevado "real" é mais conservador para o projeto. ATemperatura da Junção (T_J)não deve exceder 125°C. A gama de temperaturas de operação e armazenamento é de -40°C a +110°C. O dispositivo pode suportar umaCorrente de Sobreintensidade (I_FM)de 1000 mA para pulsos ≤10 μs com um baixo ciclo de trabalho (D=0.005). A proteção contra descarga eletrostática (ESD) está classificada em 8 kV (Modelo do Corpo Humano).

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações naturais da fabricação de semicondutores, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto garante consistência para o utilizador final.

3.1 Binning da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um código alfanumérico (ex., CB, DA, DB). A ficha técnica fornece uma tabela extensa. Para o A09K-SR1501H-AM, a "caixa preta destacada" indica os bins de saída possíveis. Com base na intensidade típica de 4500 mcd e na gama (3550-7100 mcd), os bins relevantes são CA (2800-3550 mcd), CB (3550-4500 mcd), DA (4500-5600 mcd) e DB (5600-7100 mcd). O bin específico para um determinado lote de produção deve ser confirmado na informação de encomenda.

3.2 Binning do Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante também é classificado usando um código numérico. A gama alvo para este LED Super Vermelho é 627-630 nm (típico 629 nm). Consultando a tabela de binning, o código "2730" corresponde à gama 627-630 nm. Bins adjacentes como "3033" (630-633 nm) e "2427" (624-627 nm) também podem fazer parte da dispersão da produção. A tolerância é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos na ficha técnica ilustram como os parâmetros-chave mudam sob diferentes condições operacionais, o que é crucial para um projeto de circuito robusto.

4.1 Curva IV e Intensidade Relativa

O gráfico deCorrente Direta vs. Tensão Diretamostra uma relação não linear típica dos díodos. A tensão aumenta com a corrente, começando por volta de 1.4V a baixa corrente e atingindo aproximadamente 2.15V a 150mA. O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretaé quase linear até aos típicos 150mA, indicando boa eficiência dentro da gama operacional recomendada.

4.2 Dependência da Temperatura

A temperatura afeta significativamente o desempenho do LED. O gráfico deIntensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra que a saída diminui à medida que a temperatura aumenta. Na temperatura máxima de operação do ponto de soldadura de 110°C (ver curva de derating), a intensidade relativa é aproximadamente 60% do seu valor a 25°C. Isto deve ser considerado no projeto térmico. O gráfico deTensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junçãotem uma inclinação negativa, o que significa que V_Fdiminui à medida que a temperatura sobe (aproximadamente -1.5 mV/°C). O gráfico deComprimento de Onda Relativo vs. Temperatura da Junçãomostra um desvio positivo; o comprimento de onda aumenta ligeiramente com a temperatura (aprox. +0.05 nm/°C).

3.3 Distribuição Espectral e Derating

ACurva de Distribuição Espectral Relativaconfirma a natureza monocromática do LED, com um pico acentuado no espectro vermelho (~629 nm). ACurva de Derating da Corrente Diretaé crítica para a fiabilidade. Dita a corrente direta contínua máxima permitida com base na temperatura do ponto de soldadura (T_S). Na temperatura ambiente/ponto de soldadura máxima de 110°C, a corrente contínua máxima permitida desce para aproximadamente 84 mA. A curva também especifica uma corrente operacional mínima de 20 mA. OGráfico da Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitidapermite ao projetista calcular correntes seguras de operação em pulso único ou pulsada para várias larguras de pulso (t_p) e ciclos de trabalho (D).

5. Informação Mecânica e do Pacote

5.1 Dimensões Físicas e Polaridade

O LED utiliza um pacote de montagem em superfície PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier) padrão. O desenho mecânico mostra a vista superior e lateral com as dimensões críticas. O comprimento do pacote é de 3.2 mm, a largura é de 2.8 mm e a altura é de 1.9 mm. O desenho indica claramente a marcação de polaridade (tipicamente um canto cortado ou um ponto no topo do pacote) que corresponde ao cátodo. A orientação correta durante a montagem é essencial.

5.2 Layout Recomendado da Pasta de Soldadura

É fornecido um padrão de terra recomendado (footprint) para o projeto de PCB. Este padrão garante a formação adequada da junta de soldadura durante a reflow e fornece a ligação térmica e elétrica necessária. Aderir a este layout é importante para o rendimento de fabrico e a fiabilidade a longo prazo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

A ficha técnica especifica um perfil de soldadura por reflow compatível com processos sem chumbo (Pb-free). A temperatura máxima de soldadura não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 240°C deve ser limitado. É fornecido um gráfico específico tempo-temperatura, mostrando as zonas de pré-aquecimento, imersão, reflow e arrefecimento. Seguir este perfil evita danos térmicos no pacote do LED e no chip interno.

6.2 Precauções de Utilização

As precauções gerais incluem evitar tensão mecânica na lente, prevenir contaminação e garantir que o dispositivo não é operado além dos seus valores máximos absolutos. Atenção específica deve ser dada à proteção contra descarga eletrostática (ESD) durante a manipulação e montagem, conforme especificado pela classificação de 8kV HBM.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são fornecidos em fita e bobina para montagem automatizada. A informação de embalagem detalha as dimensões da bobina, largura da fita, espaçamento dos bolsos e orientação dos componentes na fita. A informação de encomenda normalmente incluiria o número de peça base (A09K-SR1501H-AM) juntamente com códigos para bins específicos de intensidade luminosa e comprimento de onda, embora o formato exato não seja detalhado no excerto fornecido.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

As aplicações primárias listadas estão todas dentro da iluminação exterior automotiva:Luz de Travão Central Montada no Alto (CHMSL), Luzes Traseiras, eLuzes de Travão (Stop). O seu alto brilho e cor vermelha são ideais para estas funções de sinalização de segurança. Também pode ser adequado para outras aplicações de indicador vermelho que requeiram alta fiabilidade.

8.2 Considerações de Projeto

As considerações-chave de projeto incluem:
Circuito de Acionamento:É recomendado um driver de corrente constante para manter a saída de luz estável, uma vez que o brilho do LED é uma função da corrente, não da tensão. O circuito deve limitar a corrente a um máximo de 200 mA contínua, com derating para temperatura.
Gestão Térmica:O layout da PCB deve fornecer um caminho térmico adequado das pastas de soldadura do LED para um dissipador de calor ou para os planos de cobre da placa, para manter a temperatura da junção dentro dos limites, especialmente a altas temperaturas ambientes ou altas correntes de acionamento.
Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120° pode requerer ótica secundária (lentes, refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como o CHMSL.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs vermelhos padrão não automotivos, os principais diferenciadores do A09K-SR1501H-AM são a suaqualificação AEC-Q101erobustez ao enxofre. Estes não são tipicamente testados em LEDs de grau comercial. A alta intensidade luminosa típica (4500 mcd) é também uma vantagem de desempenho para aplicações que requerem visibilidade a longa distância. O pacote PLCC-6 oferece um bom equilíbrio entre tamanho, desempenho térmico e facilidade de montagem em comparação com pacotes menores ou maiores.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma bateria automotiva de 12V?
R: Não. Deve usar um circuito limitador de corrente ou um driver de corrente constante. Ligá-lo diretamente a 12V causaria um fluxo de corrente excessivo, destruindo instantaneamente o LED.
P: Porque é que a saída de luz é mais baixa a altas temperaturas?
R: Esta é uma característica fundamental dos materiais semicondutores. O aumento da temperatura aumenta a recombinação não radiativa dentro do chip do LED, reduzindo a sua eficiência quântica interna (saída de luz por unidade de entrada elétrica).
P: O que significa "MSL: 2a"?
R: Nível de Sensibilidade à Humidade 2a indica que o pacote pode ser armazenado num ambiente seco (≤30°C/60% HR) até 4 semanas antes de necessitar de pré-aquecimento (baking) antes da soldadura por reflow. Isto é importante para o controlo do processo de fabrico.
P: Como seleciono o bin correto para a minha aplicação?
R: Para aplicações críticas de cor (ex., combinar múltiplos LEDs numa luz traseira), especifique um bin de comprimento de onda apertado (ex., 2730). Para aplicações críticas de brilho onde a intensidade mínima é a preocupação, especifique o bin de intensidade luminosa mínima que atinge o seu objetivo de projeto.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Módulo CHMSL.Um projetista precisa de criar um CHMSL com brilho uniforme que cumpra os requisitos fotométricos regulamentares. Seleciona o A09K-SR1501H-AM pela sua fiabilidade. Decide acionar cada LED a 100 mA (abaixo do ponto típico de 150mA) para garantir longevidade e contabilizar o derating de alta temperatura. Usando a curva de derating, a uma temperatura máxima calculada do ponto de soldadura de 85°C, o acionamento a 100mA é seguro. Projeta um array de drivers de corrente constante. Para garantir consistência de cor e brilho, trabalha com o fornecedor para adquirir LEDs de um único lote de produção dentro de gamas específicas de intensidade (ex., bin DA) e comprimento de onda (bin 2730). O layout da PCB usa o design de pasta recomendado com vias térmicas ligadas a um plano de terra interno para dissipação de calor.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os díodos emissores de luz são dispositivos semicondutores que convertem energia elétrica diretamente em luz através de um processo chamado eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia. Neste LED, o material semicondutor (tipicamente baseado em AlInGaP para cores vermelho/laranja/âmbar) é projetado para que esta energia libertada seja na forma de fotões (luz) com um comprimento de onda correspondente à luz vermelha (~629 nm). O pacote de plástico encapsula e protege o minúsculo chip semicondutor, inclui terminais para ligação elétrica e incorpora uma lente moldada que molda a saída de luz e determina o ângulo de visão.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência na iluminação LED automotiva é para maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência e maior integração. Isto permite designs de lâmpadas mais pequenos, mais estilizados e com menor consumo energético. Há também uma mudança para sistemas de iluminação inteligentes e adaptativos, onde LEDs individuais ou clusters podem ser controlados digitalmente para funções dinâmicas. A tecnologia semicondutora subjacente continua a melhorar, oferecendo melhor desempenho em temperatura e maiores tempos de vida operacional. A tecnologia de embalagem também está a evoluir para fornecer melhor gestão térmica em fatores de forma compactos, o que é crítico para manter o desempenho e a fiabilidade em aplicações automotivas com espaço limitado.