Ficha Técnica do LED Azul de Visão Lateral 57-11-UB0200H-AM - Pacote PLCC-2 - 3.1V - 20mA - 355mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um LED azul de visão lateral de alta confiabilidade, projetado principalmente para aplicações de iluminação interior automotiva. O componente é encapsulado em um pacote de montagem em superfície PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) compacto, oferecendo um amplo ângulo de visão de 120 graus, ideal para retroiluminação e funções indicadoras onde a visibilidade de múltiplos ângulos é necessária. Suas principais vantagens incluem conformidade com o rigoroso padrão de qualificação automotiva AEC-Q101, garantindo desempenho e longevidade sob as condições ambientais severas típicas dos interiores de veículos. O LED também está em conformidade com as diretivas ambientais RoHS e REACH. O mercado-alvo são fabricantes de eletrônicos automotivos que necessitam de soluções de iluminação robustas, confiáveis e compactas para interruptores do painel, painéis de controle e outras necessidades de iluminação interior.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho central é definido sob uma condição de teste padrão de corrente direta (I_F) de 20mA. A intensidade luminosa típica é de 355 milicandelas (mcd), com um mínimo garantido de 224 mcd e um máximo de 560 mcd. A tensão direta (V_F) mede tipicamente 3,10V, variando de um mínimo de 2,75V a um máximo de 3,75V. Esta faixa de V_F representa a banda de tolerância de saída de 99%. O comprimento de onda dominante (λ_d) está centrado em 468 nm (espectro azul), com uma tolerância apertada de ±1 nm, garantindo uma saída de cor consistente. O ângulo de visão (φ), definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico, é de 120 graus com uma tolerância de ±5 graus.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gerenciamento Térmico

Para garantir a integridade do dispositivo, os valores máximos absolutos não devem ser excedidos. A corrente direta contínua máxima é de 30 mA, com uma capacidade de corrente de pico (t ≤ 10 μs) de 300 mA. A dissipação de potência máxima é de 112 mW. A temperatura de junção (T_J) não deve exceder 125°C, com uma faixa de temperatura ambiente de operação de -40°C a +110°C. Dois valores de resistência térmica são fornecidos: a resistência térmica real (R_{thJS real}) da junção ao ponto de solda é ≤ 180 K/W, enquanto o valor derivado pelo método elétrico (R_{thJS el}) é ≤ 140 K/W. Estes valores são críticos para calcular o aumento da temperatura da junção durante a operação, a fim de prevenir fuga térmica e garantir a estabilidade da saída luminosa.

2.3 Especificações de Confiabilidade e Ambientais

O dispositivo é qualificado segundo o padrão AEC-Q101, confirmando sua adequação para aplicações automotivas. Apresenta uma classificação de sensibilidade ESD (Descarga Eletrostática) de 8 kV (Modelo Corpo Humano), proporcionando boa robustez no manuseio. O nível de sensibilidade à umidade (MSL) é classificado como Nível 2, indicando uma vida útil de um ano quando armazenado a ≤ 30°C/60% de umidade relativa. A temperatura máxima de soldagem por refluxo é de 260°C por 30 segundos.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

A curva IV mostra a relação exponencial típica dos LEDs. A 25°C, a tensão direta aumenta com a corrente. Este gráfico é essencial para projetar o circuito limitador de corrente, garantindo que o LED opere dentro de suas faixas especificadas de tensão e corrente.

3.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente na faixa baixa a média. Ajuda os projetistas a entender o compromisso entre a corrente de acionamento e a saída de luz, especialmente ao considerar o consumo de energia e o gerenciamento térmico.

3.3 Características de Dependência da Temperatura

Vários gráficos ilustram as mudanças de desempenho com a temperatura de junção (T_J). A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo aproximadamente 2 mV/°C. A intensidade luminosa também diminui com o aumento da temperatura, um fator crítico para manter o brilho consistente em ambientes automotivos de alta temperatura. O comprimento de onda dominante muda ligeiramente com a temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.

3.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um gráfico vital para o projeto térmico. Ele mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda (T_S). Por exemplo, a uma T_S de 110°C, a I_F máxima é reduzida para 22 mA. A operação abaixo de 5mA não é recomendada. Esta curva deve ser usada para evitar exceder a temperatura máxima de junção.

3.5 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra um pico na região do comprimento de onda azul (~468 nm). O diagrama do padrão de radiação confirma visualmente o amplo ângulo de visão de 120 graus, semelhante ao Lambertiano.

4. Explicação do Sistema de Binning

O LED está disponível em bins de desempenho específicos para permitir que os projetistas selecionem componentes que correspondam aos requisitos de brilho e cor de sua aplicação.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa

Uma tabela abrangente de binning lista grupos desde L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). O bin destacado para este número de peça específico (57-11-UB0200H-AM) é T1, que corresponde a uma faixa de intensidade luminosa de 280 a 355 mcd. Isto está alinhado com o valor típico de 355 mcd declarado na tabela de características.

4.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A tabela de binning de comprimento de onda inclui códigos para várias faixas de cores. O bin relevante para este LED azul é 7175, cobrindo um comprimento de onda dominante de 471 nm a 475 nm. Isto engloba o valor típico de 468 nm, confirmando a colocação da peça dentro do bin do espectro azul.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED utiliza um pacote padrão de montagem em superfície PLCC-2. A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado especificando o comprimento, largura, altura do pacote, espaçamento dos terminais e outras tolerâncias mecânicas críticas. Esta informação é necessária para o projeto do footprint da PCB e para garantir o encaixe adequado na montagem.

5.2 Layout Recomendado das Trilhas de Solda

Um diagrama fornece o padrão de trilhas (geometria das trilhas de solda) ideal na PCB para o pacote PLCC-2. Seguir esta recomendação garante a formação confiável das juntas de solda durante o refluxo, a resistência mecânica adequada e a transferência eficaz de calor do dispositivo para a PCB.

5.3 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação no pacote, como um entalhe, ponto ou canto cortado. A orientação correta da polaridade durante a montagem é crucial para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 30 segundos. A adesão a este perfil é obrigatória para prevenir danos térmicos ao chip do LED, às ligações de fio e ao pacote plástico. O perfil inclui estágios de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento com taxas de rampa e tempo acima do líquido definidos.

6.2 Precauções de Uso

As precauções gerais de manuseio incluem evitar tensão mecânica na lente, prevenir descargas eletrostáticas (ESD) usando equipamento aterrado e não exceder os valores máximos absolutos. O dispositivo não deve ser operado em polarização reversa. Devem ser observadas as condições de armazenamento adequadas de acordo com a classificação MSL-2.

7. Embalagem e Informações de Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para montagem automatizada pick-and-place. A ficha técnica inclui especificações de embalagem como dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos bolsos e orientação. O número de peça 57-11-UB0200H-AM segue um sistema de codificação específico que provavelmente denota o tipo de pacote (57), cor/visão (11-UB para visão lateral azul) e o bin de desempenho (0200H).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação interior automotiva, incluindo retroiluminação para interruptores, botões, conjuntos de instrumentos, controles de infotenimento e iluminação ambiente. A emissão lateral e o ângulo amplo tornam-no adequado para aplicações onde o LED é montado perpendicularmente à superfície de visualização, iluminando um guia de luz ou uma pequena abertura.

8.2 Considerações de Projeto

Acionamento de Corrente:Recomenda-se um driver de corrente constante em vez de uma fonte de tensão constante com um resistor em série para uma saída de luz mais estável, especialmente em função da temperatura. O circuito deve limitar I_F a ≤ 30 mA contínuos.
Gerenciamento Térmico:O layout da PCB deve maximizar a área de cobre ao redor das trilhas de solda para atuar como um dissipador de calor, mantendo a temperatura do ponto de solda (T_S) o mais baixa possível para maximizar a corrente permitida e a saída luminosa. Use a curva de derating para o projeto.
Projeto Óptico:Considere o ângulo de visão de 120 graus ao projetar guias de luz ou difusores para garantir uma iluminação uniforme.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs comerciais padrão, os principais diferenciais deste dispositivo são sua qualificação AEC-Q101 para confiabilidade automotiva, o amplo ângulo de visão de 120 graus em um pacote de visão lateral e seu binning específico para cor e brilho consistentes. A classificação ESD de 8kV e a classificação MSL-2 aumentam ainda mais sua robustez para processos de fabricação industrial e automotiva.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a corrente de operação recomendada?
R: A condição de operação típica é 20mA, fornecendo 355 mcd. Pode ser acionado até um máximo de 30mA, mas o derating térmico deve ser aplicado conforme a curva de derating.
P: Como interpreto o bin de intensidade luminosa T1?
R: O bin T1 garante que a intensidade luminosa estará entre 280 mcd e 355 mcd quando medida em I_F=20mA e T_J=25°C.
P: Este LED pode ser usado em aplicações não automotivas?
R: Sim, sua alta confiabilidade o torna adequado para controles industriais, eletrônicos de consumo e eletrodomésticos onde são necessários longa vida e desempenho estável, embora possa ser otimizado em custo para volumes automotivos.
P: Por que há uma especificação de corrente mínima (5mA)?
R: Operar abaixo desta corrente mínima pode levar a uma emissão de luz instável ou não uniforme da junção semicondutora.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Retroiluminação para um Painel de Controle Climático Automotivo.Um projetista precisa iluminar vários interruptores de membrana e um pequeno codificador rotativo. O espaço atrás do painel é extremamente limitado. Eles escolhem este LED azul de visão lateral por seu pacote PLCC-2 compacto. Vários LEDs são colocados ao longo da borda de um fino guia de luz de acrílico. O ângulo de visão de 120 graus acopla eficientemente a luz no guia. O projetista usa um CI driver de LED de corrente constante configurado para 18mA por LED para garantir longevidade e contabilizar possíveis altas temperaturas ambientes dentro do painel. O layout da PCB inclui trilhas de solda com alívio térmico generoso conectadas a um plano de terra. A qualificação AEC-Q101 dá confiança na vida útil do produto ao longo da vida do veículo em diversas condições climáticas.

12. Princípio de Operação

Este é um diodo emissor de luz semicondutor. Quando uma tensão direta que excede sua energia de bandgap é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip semicondutor (tipicamente baseado em materiais InGaN para luz azul). Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A composição específica das camadas semicondutoras determina o comprimento de onda dominante (cor) da luz emitida. O pacote plástico incorpora uma lente moldada que molda o padrão de radiação para alcançar o ângulo de visão especificado de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs automotivos e de iluminação geral é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), o que reduz o consumo de energia e a carga térmica. Há também uma busca por maior confiabilidade e maior vida útil. Na embalagem, a tendência é a miniaturização, mantendo ou melhorando o desempenho óptico e a dissipação térmica. Para LEDs de visão lateral, os avanços incluem eficiência de extração de luz melhorada do chip e controle óptico mais preciso da lente do pacote para criar padrões de feixe específicos para aplicações com guias de luz. A integração de circuitos de acionamento e múltiplos chips de LED em módulos únicos também é um desenvolvimento contínuo.