Ficha Técnica de LED Amarelo PLCC-6 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 2.15V - Potência 0.32W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED amarelo de montagem em superfície de alto desempenho, em encapsulamento PLCC-6. O dispositivo foi projetado principalmente para aplicações exigentes de iluminação externa automotiva, como piscas, onde confiabilidade, brilho e desempenho consistente em condições ambientais severas são fundamentais. Suas principais vantagens incluem uma alta intensidade luminosa típica de 5500 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 150mA, um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente visibilidade e uma construção robusta que atende aos rigorosos padrões automotivos.

O LED é qualificado para AEC-Q101, garantindo sua confiabilidade para uso automotivo. Também está em conformidade com as diretivas ambientais RoHS e REACH e possui robustez ao enxofre, tornando-o adequado para ambientes onde possam estar presentes gases corrosivos. O mercado-alvo são fabricantes e projetistas de iluminação automotiva que necessitam de uma fonte de luz amarela compacta, brilhante e confiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros operacionais definem o desempenho do LED em condições típicas (T_s=25°C). A corrente direta (I_F) tem uma faixa de operação recomendada de 20mA a 200mA, com um valor típico de 150mA. Nesta corrente típica, a intensidade luminosa (I_V) varia de um mínimo de 3550 mcd a um máximo de 7100 mcd, com um valor típico de 5500 mcd. A tensão direta (V_F) a 150mA é tipicamente 2.15V, com uma faixa de 1.75V a 2.75V. Esta tensão direta relativamente baixa contribui para uma maior eficiência do sistema. O comprimento de onda dominante (λ_d) é especificado entre 582 nm e 594 nm, com um valor típico de 589 nm, posicionando-o firmemente na região amarela do espectro visível. O ângulo de visão (2θ_½) é um amplo 120 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gerenciamento Térmico

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta máxima absoluta é de 200 mA. O dispositivo pode suportar uma corrente de surto (I_FM) de 1000 mA para pulsos ≤10 μs com um ciclo de trabalho muito baixo (D=0.005). A temperatura máxima de junção (T_J) é de 125°C, enquanto a faixa de temperatura de operação e armazenamento é de -40°C a +110°C. A dissipação de potência (P_d) é classificada em 550 mW. O gerenciamento térmico é crítico; a resistência térmica da junção ao ponto de solda é especificada. A resistência térmica real (R_{th JS real}) é ≤60 K/W, enquanto a medição pelo método elétrico (R_{th JS el}) é ≤50 K/W. Um projeto térmico adequado da PCB é necessário para manter a temperatura de junção dentro dos limites seguros, especialmente em correntes de acionamento altas ou em ambientes de alta temperatura ambiente.

2.3 Confiabilidade e Especificações Ambientais

O LED é projetado para alta confiabilidade. Possui uma classificação de sensibilidade ESD de 8 kV (Modelo do Corpo Humano), que é um nível robusto para manuseio e montagem. É qualificado para o padrão AEC-Q101 para semicondutores discretos, um requisito fundamental para componentes automotivos. O dispositivo está em conformidade com os regulamentos RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) e REACH. Também apresenta robustez ao enxofre, indicando resistência a atmosferas contendo enxofre que podem causar corrosão da prata em alguns encapsulamentos de LED.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LED está disponível em bins classificados para garantir consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação. Dois parâmetros principais de binning são definidos.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em múltiplos grupos, cada um com um código de dois caracteres (ex.: L1, M2, DA, DB). Os bins cobrem uma faixa muito ampla, de um mínimo de 11.2 mcd (L1) a um máximo de 22400 mcd (GA). Para o número de peça específico A09K-UY1501H-AM, os bins de saída possíveis são destacados, caindo na faixa de 3550 mcd a 7100 mcd. Isto corresponde aos bins desde CA (2800-3550 mcd) até DB (5600-7100 mcd). Os projetistas devem selecionar o bin apropriado com base em seus requisitos de brilho.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor (comprimento de onda dominante) também é classificada em bins usando um código de quatro dígitos (ex.: 8285, 9194). Os bins abrangem desde 459 nm (violeta-azul) até 639 nm (vermelho-alaranjado). Para este LED amarelo, os bins relevantes são aqueles que cobrem o espectro amarelo, especificamente de aproximadamente 582 nm a 597 nm. A faixa especificada do número de peça de 582-594 nm se alinha com bins como 8285 (582-585 nm), 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm) e 9194 (591-594 nm). Isto garante uma correspondência precisa de cor entre múltiplos LEDs em uma montagem.

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

O gráfico mostra a relação entre a corrente direta e a tensão direta. É uma curva exponencial não linear típica de diodos. No ponto de operação típico de 150mA, a tensão é aproximadamente 2.15V. Os projetistas usam esta curva para selecionar resistores limitadores de corrente apropriados ou configurações de driver de corrente constante para alcançar o brilho desejado, mantendo-se dentro dos limites de tensão e potência.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas não de forma perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas. Ajuda a compreender a eficácia (saída de luz por unidade de potência elétrica) em diferentes níveis de acionamento.

4.3 Características de Dependência da Temperatura

Vários gráficos ilustram o impacto da temperatura. Acurva de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junçãomostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Esta derivação térmica deve ser considerada no projeto térmico. Acurva de Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junçãomostra um coeficiente de temperatura negativo; V_Fdiminui à medida que a temperatura sobe. Isto é importante para circuitos que usam regulação baseada em tensão. Osgráficos de Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente DiretaeComprimento de Onda Relativo vs. Temperatura de Junçãomostram pequenos deslocamentos na cor (comprimento de onda) com a mudança das condições de operação, o que é típico para LEDs.

4.4 Curva de Derivação da Corrente Direta

Este gráfico crucial define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda (T_S). À medida que T_Saumenta, o I_Fmáximo permitido deve ser reduzido para evitar exceder a temperatura máxima de junção. Por exemplo, a uma T_Sde 110°C, o I_Fmáximo é aproximadamente 91 mA. Esta curva é essencial para garantir a confiabilidade de longo prazo em ambientes de alta temperatura, como iluminação automotiva.

4.5 Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitida

Este gráfico define a corrente de pulso máxima permitida não repetitiva ou repetitiva (I_F(A)) em função da largura do pulso (t_p) para vários ciclos de trabalho (D). Permite que os projetistas compreendam a capacidade do LED de lidar com pulsos curtos de alta corrente, que podem ser usados em aplicações de comunicação ou sinalização especial.

4.6 Distribuição Espectral

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para este LED amarelo, o pico está em torno de 589 nm, com uma largura de banda típica estreita, resultando em uma cor amarela saturada.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED está alojado em um pacote PLCC-6 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). As dimensões típicas são aproximadamente 3.2mm de comprimento, 2.8mm de largura e 1.9mm de altura. Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias são fornecidos na ficha técnica para um projeto preciso da área de contato na PCB.

5.2 Layout Recomendado do Ponto de Solda

É fornecido um padrão de contato (footprint) recomendado para o projeto da PCB. Isto inclui o tamanho e o espaçamento das áreas de cobre para os seis terminais e a área térmica central (se aplicável). Seguir esta recomendação garante uma soldagem adequada, estabilidade mecânica e transferência térmica ideal do LED para a PCB.

5.3 Identificação de Polaridade

O pacote inclui um indicador de polaridade, tipicamente um entalhe ou um ponto próximo ao pino 1. O diagrama de pinagem identifica as conexões do ânodo e do cátodo. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de temperatura detalhado para soldagem por refluxo. A temperatura máxima de solda não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 240°C deve ser limitado. Um perfil típico inclui estágios de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento. Aderir a este perfil é crítico para evitar danos térmicos ao pacote plástico e ao chip e ligações internas.

6.2 Precauções de Uso

Precauções gerais de manuseio e uso são delineadas. Estas incluem evitar tensão mecânica nos terminais, prevenir descarga eletrostática (ESD) durante o manuseio (apesar de sua classificação de 8kV), garantir que as condições de operação não excedam os valores máximos absolutos e implementar um projeto térmico adequado na PCB. O dispositivo não foi projetado para operação com tensão reversa.

6.3 Condições de Armazenamento

Os componentes devem ser armazenados em um ambiente seco e controlado dentro da faixa de temperatura de armazenamento especificada de -40°C a +110°C. Para armazenamento prolongado, o nível de sensibilidade à umidade (MSL) 2 indica que o pacote pode ser exposto às condições do chão de fábrica por até um ano antes de exigir secagem (baking) prévia à soldagem por refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Informações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para montagem automatizada. As especificações de embalagem incluem dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e orientação dos componentes na fita. Esta informação é necessária para configurar máquinas pick-and-place.

7.2 Número da Peça e Informações de Pedido

O número da peça A09K-UY1501H-AM segue um sistema de codificação específico. Embora a decodificação completa possa ser proprietária, ela tipicamente transmite informações sobre o tipo de pacote (PLCC-6), cor (Amarelo - Y), bin de intensidade luminosa e bin de comprimento de onda. As informações de pedido especificariam a quantidade por carretel e outros detalhes comerciais.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Aplicação Principal: Iluminação Externa Automotiva

A aplicação principal e mais crítica é a iluminação externa automotiva, especificamente piscas. Nesta função, o LED deve fornecer alto brilho para visibilidade diurna, um amplo ângulo de visão para ser visto de vários ângulos, extrema confiabilidade em uma ampla faixa de temperatura (-40°C a +110°C) e resistência a vibração e contaminantes ambientais como umidade e enxofre.

8.2 Considerações de Projeto de Circuito

Os projetistas devem usar um driver de corrente constante em vez de um simples resistor para desempenho e longevidade ideais, especialmente em ambientes de tensão automotiva (ex.: sistema de 12V com transientes de descarga de carga). O driver deve ser projetado para compensar o coeficiente de temperatura negativo de V_Fe a diminuição da intensidade luminosa com o aumento da temperatura. O gerenciamento térmico na PCB, usando área de cobre adequada ou vias térmicas conectadas à área térmica do LED, é essencial para manter a temperatura de junção baixa, manter o brilho e garantir a confiabilidade.

8.3 Considerações de Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus é uma distribuição Lambertiana ou quase Lambertiana. Ópticas secundárias (lentes, refletores) podem ser necessárias para moldar o padrão do feixe para aplicações específicas como piscas, que frequentemente têm requisitos regulatórios para distribuição de intensidade angular.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs amarelos comerciais padrão, este dispositivo oferece diferenciadores-chave para uso automotivo:A Qualificação AEC-Q101é a principal, garantindo confiabilidade comprovada sob testes de estresse automotivos.Luminância Típica Mais Alta (5500 mcd)fornece maior brilho em um pacote compacto.Robustez ao Enxofreabordando um modo de falha específico em ambientes automotivos. A combinação deamplo ângulo de visão (120°) e alta intensidadeé otimizada para aplicações de sinalização onde é necessária ampla visibilidade. Aestrutura de binning detalhadapermite uma correspondência precisa de cor e brilho em matrizes de múltiplos LEDs.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a corrente de acionamento recomendada para este LED?

R: A corrente de operação típica é de 150mA, fornecendo 5500 mcd. Pode ser operado de 20mA a 200mA, mas os parâmetros de desempenho são especificados a 150mA.

P: Como interpreto o código de binning de intensidade luminosa (ex.: DA)?

R: O código do bin corresponde a uma faixa específica de intensidade luminosa. Por exemplo, o bin DA cobre de 4500 a 5600 mcd. Você deve consultar a tabela de binning para selecionar a faixa de intensidade adequada ao seu projeto.

P: Por que o gerenciamento térmico é tão importante?

R: O desempenho do LED se degrada com o calor. Temperatura de junção excessiva reduz a saída de luz, desloca a cor e reduz drasticamente a vida útil. A curva de derivação (seção 4.4) deve ser seguida para garantir operação confiável.

P: Este LED pode ser usado em aplicações não automotivas?

R: Sim, sua alta confiabilidade o torna adequado para outras aplicações exigentes, como indicadores industriais, sinalização externa e equipamentos de segurança onde é necessária robustez ambiental, embora possa ser otimizado em custo para volumes automotivos.

P: O que significa MSL 2 para a montagem?

R: Nível de Sensibilidade à Umidade 2 significa que o dispositivo embalado pode ser exposto às condições ambientais da fábrica (≤30°C/60% UR) por até um ano antes de exigir secagem (baking) para remover a umidade absorvida que poderia causar rachaduras durante a soldagem por refluxo.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um Pisca Traseiro Automotivo de Alta Confiabilidade.Um engenheiro de projeto está criando um novo conjunto de pisca traseiro baseado em LED para um veículo de passageiros. O conjunto usa 12 LEDs amarelos dispostos em um padrão específico. Usando este LED PLCC-6, o engenheiro primeiro seleciona o bin de intensidade luminosa apropriado (ex.: DB para maior brilho) e o bin de comprimento de onda dominante (ex.: 8891 para tonalidade amarela consistente) do fornecedor para garantir uniformidade entre todos os 12 LEDs. Um CI driver de corrente constante, classificado para uso automotivo, é selecionado para fornecer uma corrente estável de 150mA para cada string de LED. A PCB é projetada com uma camada de cobre de 2 onças e uma matriz de vias térmicas diretamente sob a área de contato do LED para conduzir o calor de forma eficiente, mantendo a temperatura do ponto de solda abaixo de 80°C durante a operação. Isto garante que a temperatura real de junção permaneça bem abaixo do máximo de 125°C, preservando a manutenção do fluxo luminoso ao longo da vida útil do veículo. Simulações ópticas são executadas usando o padrão de radiação de 120 graus do LED para projetar ópticas secundárias que atendam aos requisitos fotométricos regulatórios para intensidade e distribuição angular do pisca.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é uma fonte de luz semicondutora. É baseado em um chip semicondutor (die) feito de materiais como Fosfeto de Arsênio de Gálio (GaAsP) ou similar, projetado para emitir luz no comprimento de onda amarelo quando a corrente elétrica passa por ele. Quando uma tensão direta que excede o limite do diodo é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). Este processo é chamado de eletroluminescência. A composição específica do material e a estrutura das camadas semicondutoras determinam o comprimento de onda dominante da luz emitida. O die é montado dentro de um pacote PLCC-6 refletivo, que também abriga as ligações de fio de conexão, e é encapsulado por uma lente de silicone transparente ou com tonalidade amarela que protege o die e molda a saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na iluminação LED automotiva é em direção amaior eficácia(mais lúmens por watt), permitindo sinais mais brilhantes com menor consumo de energia e carga térmica.Miniaturizaçãocontinua, permitindo projetos de iluminação mais compactos e estilizados.Melhor consistência de cor e binning mais restritosão críticos à medida que as matrizes de LED se tornam mais comuns. Há também um movimento em direção amódulos LED inteligentes integradosque incluem o driver, diagnósticos e interfaces de comunicação dentro do mesmo pacote. Além disso, a ciência dos materiais está avançando para fornecer ainda maior resistência a fatores ambientais severos, como ciclagem térmica extrema, alta umidade e gases corrosivos, expandindo os limites de confiabilidade e vida útil em aplicações automotivas.