Ficha Técnica do LED Vermelho 2820 - Pacote SMD 2.8x2.0mm - 2.4V Típico - 70lm @ 350mA - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

A série 2820 representa um LED vermelho de montagem em superfície (SMD) de alto brilho, projetado especificamente para aplicações exigentes de iluminação automotiva. Este componente é projetado para atender aos rigorosos padrões da indústria automotiva, oferecendo desempenho confiável em um pacote SMD compacto. Sua aplicação principal é na sinalização automotiva e iluminação interna, onde saída de cor consistente, alta confiabilidade e longa vida operacional são requisitos críticos.

As vantagens centrais deste LED incluem sua qualificação de acordo com a AEC-Q102 Revisão A, garantindo que atenda às rigorosas demandas de qualidade e confiabilidade do setor automotivo. Também está em conformidade com as diretivas ambientais RoHS e REACH e é livre de halogênios, tornando-o adequado para projetos modernos ecologicamente conscientes. O pacote é classificado como MSL 2, indicando sensibilidade moderada à umidade, o que é padrão para muitos componentes SMD.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

As principais métricas de desempenho são definidas sob uma condição de teste padrão de corrente direta (I_F) de 350mA. O fluxo luminoso típico é de 70 lúmens (lm), com um mínimo de 60 lm e um máximo de 90 lm, sujeito a uma tolerância de medição de ±8%. Esta alta saída é alcançada com uma tensão direta típica (V_F) de 2,4 volts, variando de 2,00V a 2,75V (tolerância de ±0,05V). O comprimento de onda dominante (λ_d) é tipicamente 614 nanômetros (nm), definindo sua cor vermelha, com uma faixa de 612 nm a 624 nm (tolerância de ±1nm). O dispositivo oferece um amplo ângulo de visão de 120 graus (φ), com uma tolerância de ±5°, proporcionando iluminação ampla e uniforme.

2.2 Especificações Térmicas e Valores Máximos Absolutos

O gerenciamento térmico é crucial para a longevidade do LED. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (R_{th JS}) é especificada por dois métodos: uma medição real de 12,8 K/W (tip.) e uma medição por método elétrico de 10 K/W (tip.). Os valores máximos absolutos definem os limites operacionais: uma dissipação de potência máxima (P_d) de 1375 mW, uma corrente direta contínua máxima (I_F) de 500 mA e uma corrente de surto (I_FM) de 1500 mA para pulsos ≤10 μs com um ciclo de trabalho de 0,005. A temperatura máxima de junção (T_J) é de 150°C, enquanto a faixa de temperatura de operação e armazenamento é de -40°C a +125°C, adequada para ambientes automotivos. O dispositivo pode suportar uma sensibilidade ESD de 2 kV (HBM, R=1,5kΩ, C=100pF) e uma temperatura de soldagem por refluxo de 260°C por 30 segundos.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. Este produto utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Bins de Fluxo Luminoso

Os LEDs são categorizados por sua saída de luz a 350mA:
• Bin F6: 60 lm (Mín.) a 70 lm (Máx.)
• Bin F7: 70 lm (Mín.) a 80 lm (Máx.)
• Bin F8: 80 lm (Mín.) a 90 lm (Máx.)

3.2 Bins de Tensão Direta

Os LEDs são classificados por suas características elétricas:
• Bin 2022: 2,00V (Mín.) a 2,25V (Máx.)
• Bin 2225: 2,25V (Mín.) a 2,50V (Máx.)
• Bin 2527: 2,50V (Mín.) a 2,75V (Máx.)

3.3 Bins de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs são agrupados por seu ponto de cor vermelha preciso:
• Grupo 1215: 612 nm (Mín.) a 615 nm (Máx.)
• Grupo 1518: 615 nm (Mín.) a 618 nm (Máx.)
• Grupo 1821: 618 nm (Mín.) a 621 nm (Máx.)
• Grupo 2124: 621 nm (Mín.) a 624 nm (Máx.)

Todas as medições de binning têm tolerâncias especificadas: ±8% para fluxo luminoso, ±0,05V para tensão direta e ±1nm para comprimento de onda dominante, usando um pulso de corrente de 25ms.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra um pico na região do vermelho em torno de 614 nm, com emissão mínima em outras bandas espectrais, confirmando uma cor vermelha pura. O diagrama do padrão de radiação ilustra a distribuição espacial típica da luz, correlacionando-se com a especificação de ângulo de visão de 120°, onde a intensidade cai pela metade a ±60° da linha central.

4.2 Relações Corrente-Tensão (I-V) e Corrente-Fluxo Luminoso

O gráfico de Corrente Direta vs. Tensão Direta exibe a curva exponencial característica de um diodo. No ponto de operação típico de 350mA, a tensão é de aproximadamente 2,4V. O gráfico de Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta mostra que a saída de luz aumenta de forma sublinear com a corrente, enfatizando a importância do acionamento por corrente constante para um brilho estável.

4.3 Dependência da Temperatura

O gráfico de Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo; V_Fdiminui à medida que a temperatura aumenta, o que é típico para LEDs. O gráfico de Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junção indica que a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, destacando a necessidade crítica de um gerenciamento térmico eficaz para manter o brilho. O gráfico de Deslocamento de Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura de Junção mostra um leve deslocamento no comprimento de onda dominante (tipicamente alguns nanômetros) com a temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.

4.4 Derating e Capacidade de Pulsos

A Curva de Derating de Corrente Direta dita a corrente contínua máxima permitida com base na temperatura da ilha de solda (T_S). Por exemplo, na T_Smáxima de 125°C, a I_Fmáxima é de 500 mA. O gráfico também especifica uma corrente de operação mínima de 50 mA. O gráfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permissível define a corrente de pulso de pico (I_F) permitida para uma determinada largura de pulso (t_p) e ciclo de trabalho (D) a 25°C, útil para esquemas de acionamento pulsado ou multiplexado.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED vem em um pacote de dispositivo de montagem em superfície (SMD) com a designação da indústria 2820, correspondendo a dimensões aproximadas de 2,8mm de comprimento e 2,0mm de largura. O desenho mecânico detalhado na ficha técnica fornece todas as dimensões críticas, incluindo altura total, espaçamento dos terminais e localizações das ilhas de solda. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda

Um diagrama de padrão de ilhas dedicado é fornecido para orientar o projeto da PCB. Seguir este layout de ilhas recomendado é essencial para obter juntas de solda confiáveis, dissipação térmica adequada a partir da ilha térmica e alinhamento correto do LED. O diagrama inclui dimensões para a abertura da máscara de solda e da ilha de cobre, garantindo a formação ideal do filete de solda e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é compatível com processos padrão de soldagem por refluxo por infravermelho ou convecção. A ficha técnica inclui um perfil de refluxo especificando os parâmetros críticos: uma temperatura de pico máxima de 260°C, que o pacote pode suportar por até 30 segundos. O perfil detalha os estágios de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento para evitar choque térmico e garantir conexões de solda confiáveis sem danificar o chip LED ou o pacote.

6.2 Precauções de Uso

As principais precauções de manuseio e uso incluem: evitar tensão mecânica na lente do LED, prevenir a contaminação da superfície óptica, garantir que os procedimentos adequados de manuseio ESD sejam seguidos devido à classificação de 2kV HBM, e respeitar o nível de sensibilidade à umidade (MSL 2) secando os componentes se a bolsa de barreira de umidade tiver sido aberta por mais tempo que o especificado antes do refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Sistema de Numeração de Peças

O número da peça 2820-UR3501H-AM é decodificado da seguinte forma:
• 2820: Família do produto e tamanho do pacote.
• UR: Código de cor para Vermelho.
• 350: Corrente de teste em miliamperes (350mA).
• 1: Tipo de armação de chumbo (1 = Banhado a ouro).
• H: Nível de brilho (H = Alto).
• AM: Designa a série de aplicação Automotiva.

A ficha técnica também fornece uma lista abrangente de outros códigos de cor disponíveis (por exemplo, UB para Azul, UG para Verde, UA para Âmbar, várias temperaturas de branco) para a plataforma 2820.

7.2 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place. A seção de informações de embalagem detalha as dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e orientação dos componentes na fita, o que é crucial para configurar corretamente as linhas de montagem.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

The primary and stated application isiluminação automotiva. Isso abrange uma ampla gama de usos:
• Sinalização Externa: Lanternas traseiras combinadas (luzes de posição/freio), luzes de freio montadas no alto central (CHMSL), luzes de marcador lateral.
• Iluminação Interna: Retroiluminação do painel, iluminação de interruptores, iluminação ambiente, luzes de leitura.
• Sua qualificação AEC-Q102, ampla faixa de temperatura e resistência ao enxofre (Classe A1) o tornam robusto para o ambiente automotivo severo, com exposição a ciclos de temperatura, vibração e atmosferas potencialmente corrosivas.

8.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento: Sempre use um driver de corrente constante para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. O bin de tensão direta deve ser considerado para o projeto do driver.
• Gerenciamento Térmico:** A baixa resistência térmica (10-13 K/W) é da junção ao ponto de solda. A temperatura real da junção depende fortemente do projeto térmico da PCB (área de cobre, vias, material da placa). Use a curva de derating para projetar uma solução de dissipação de calor adequada via PCB para manter T_Jdentro de limites seguros, especialmente em altas temperaturas ambientes.
• Projeto Óptico: O ângulo de visão de 120° é útil para aplicações que requerem iluminação ampla. Para luz mais focada, ópticas secundárias (lentes) seriam necessárias.
• Resistência ao Enxofre: A classificação de critério de teste de enxofre Classe A1 indica um grau de resistência a atmosferas contendo enxofre, o que é benéfico para aplicações em certas regiões geográficas ou ambientes industriais, embora seja principalmente direcionado ao setor automotivo.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora existam muitos LEDs vermelhos SMD, esta série 2820 se diferencia por suaqualificação de grau automotivo (AEC-Q102). Este não é apenas um termo de marketing; significa que o componente passou por uma série de testes de estresse rigorosos definidos pela indústria automotiva para confiabilidade de longo prazo sob condições extremas. Comparado aos LEDs de grau comercial, esta série oferece desempenho garantido na faixa especificada de -40°C a +125°C, maior tolerância a corrente de surto e resistência ao enxofre documentada. A combinação de alto fluxo luminoso (70lm tip.), amplo ângulo de visão e este pacote de confiabilidade o torna um forte candidato para projetistas automotivos que não podem comprometer as taxas de falha dos componentes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a corrente de operação recomendada para este LED?
R: A ficha técnica caracteriza o desempenho a 350mA, que é considerado o ponto de operação típico. Ele pode ser operado de 50mA até seu máximo absoluto de 500mA de corrente contínua, mas o brilho e a eficiência variarão. Sempre consulte a curva de derating se estiver operando em altas temperaturas ambientes.

P: Como interpreto o binning de fluxo luminoso (F6, F7, F8)?
R: Isso permite que você selecione o grau de brilho para sua aplicação. Por exemplo, encomendar do Bin F7 garante que o LED produzirá entre 70 e 80 lúmens quando acionado a 350mA sob condições de teste padrão. Isso garante consistência no brilho do seu produto final.

P: O bin de tensão direta é 2225. O que isso significa para o meu projeto de driver?
R: Significa que o V_Fdos seus LEDs estará entre 2,25V e 2,50V a 350mA. Seu driver de corrente constante deve ser capaz de fornecer a corrente necessária enquanto fornece uma tensão igual ou superior ao V_Fmáximo na cadeia (considerando conexões em série) mais qualquer margem para o próprio driver.

P: Um dissipador de calor é necessário?
R> Embora o LED em si não tenha um dissipador de calor anexado, o gerenciamento térmico eficaz éessencial. O calor deve ser conduzido para longe das ilhas de solda através da PCB. Para operação em corrente total (350-500mA) ou em altas temperaturas ambientes, é altamente recomendado uma PCB com área de cobre térmica significativa (atuando como dissipador de calor) para manter a confiabilidade de longo prazo e prevenir a degradação do fluxo luminoso.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando uma Luz de Freio Automotiva de Alto Brilho.
1. Requisito: Um conjunto de LEDs para uma luz de freio deve atender a regulamentos específicos de intensidade fotométrica, sobreviver a ciclos de temperatura automotivos (-40°C a 85°C ambiente) e ter uma vida útil superior a 10.000 horas.
2. Seleção do Componente: O 2820-UR3501H-AM é escolhido por sua qualificação AEC-Q102, alta saída de fluxo (70lm tip.) e capacidade de operar a 125°C de temperatura de junção.
3. Projeto Térmico: A PCB é projetada com uma camada de cobre de 2 onças na parte superior e inferior, conectadas por múltiplas vias térmicas sob a ilha térmica do LED. Uma simulação térmica é executada para garantir que a temperatura da junção permaneça abaixo de 110°C quando o freio é aplicado continuamente na temperatura máxima da cabine.
4. Projeto Elétrico: Os LEDs são dispostos em uma configuração série-paralelo. Um CI driver de LED de corrente constante em modo buck é selecionado, que pode lidar com a faixa de tensão de entrada (9-16V) e fornecer uma saída estável de 350mA, com sua classificação de tensão excedendo a soma do V_Fmáximo (Bin 2527) para a cadeia em série.
5. Resultado: A montagem final passa em todos os testes de confiabilidade automotiva (ciclagem térmica, umidade, vibração) e fornece uma saída de luz vermelha brilhante e consistente ao longo da vida útil do veículo.

12. Princípio de Funcionamento

Este dispositivo é um diodo emissor de luz (LED). Sua operação é baseada na eletroluminescência em um material semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o limite do diodo (aproximadamente 2,0V para este LED vermelho) é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas semicondutoras do tipo n e tipo p, respectivamente. Esses portadores de carga se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida, neste caso vermelho em torno de 614 nm, é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores usados na região ativa do chip LED. A luz é então extraída através da lente de epóxi do pacote, que é moldada para alcançar o ângulo de visão desejado de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs para iluminação automotiva segue várias tendências claras. Há um impulso contínuo pormaior eficácia luminosa(mais lúmens por watt) para reduzir a carga elétrica e melhorar a eficiência energética, crucial para veículos elétricos.Melhor consistência e estabilidade de corao longo da temperatura e da vida útil permanecem importantes, especialmente com a adoção de Sistemas Avançados de Assistência ao Motorista (ADAS) baseados em câmera que devem detectar com confiabilidade as luzes de sinalização.Miniaturizaçãocontinua, permitindo designs de lâmpadas mais finos e estilizados. Além disso, a integração defuncionalidades inteligentes, como iluminação adaptativa e comunicação por luz (Li-Fi), é uma área emergente, embora normalmente envolva módulos embalados mais complexos em vez de LEDs discretos como o 2820. A série 2820 se enquadra na tendência de fornecer componentes discretos robustos e de alto desempenho que servem como blocos de construção confiáveis para esses sistemas de iluminação avançados.