Ficha Técnica do LED Vermelho de Visão Lateral 57-21-UR0200H-AM - Pacote PLCC-2 - 2.0V - 1120mcd - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED vermelho de alto desempenho e emissão lateral, projetado principalmente para aplicações no interior de veículos automotivos. O dispositivo é encapsulado num pacote SMD compacto PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), oferecendo um equilíbrio entre alta saída luminosa e um amplo ângulo de visão, adequado para retroiluminação e funções indicadoras.

A vantagem central deste componente reside na sua fiabilidade de grau automotivo, tendo qualificado para o padrão AEC-Q101, o que garante o desempenho sob as rigorosas condições de temperatura, humidade e vibração típicas dos ambientes veiculares. A sua conformidade com as diretivas RoHS e REACH torna-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

O mercado-alvo é a eletrónica automotiva, com aplicações específicas que incluem retroiluminação de painéis de instrumentos, iluminação de interruptores e outros indicadores de estado no interior onde é necessária uma saída de luz vermelha consistente, brilhante e fiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais chave definem o desempenho do LED sob condições de teste padrão (T_s=25°C). A tensão direta típica (V_F) é de 2,00V a uma corrente direta (I_F) de 20mA, com uma gama especificada de 1,75V a 2,75V. Esta tensão relativamente baixa é compatível com as linhas de alimentação automotivas comuns.

O principal parâmetro fotométrico é a intensidade luminosa (I_V), que tem um valor típico de 1120 milicandelas (mcd) a 20mA. Os limites mínimo e máximo para este lote são de 710 mcd e 1400 mcd, respetivamente. Esta alta luminosidade é alcançada mantendo um ângulo de visão (φ) muito amplo de 120 graus, definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico. Este ângulo amplo garante uma iluminação uniforme numa área vasta, o que é crítico para retroiluminação de painéis.

O comprimento de onda dominante (λ_d) está centrado em 622 nm (típico), definindo o tom da luz vermelha emitida, com uma gama de 618 nm a 627 nm. O dispositivo não foi projetado para operação com tensão reversa.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gestão Térmica

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 50 mA, e a dissipação de potência máxima é de 137 mW. Para pulsos curtos (t ≤ 10 μs, ciclo de trabalho D=0,005), é permitida uma corrente de surto (I_FM) de 100 mA.

A gestão térmica é crucial para a longevidade e estabilidade de desempenho do LED. A resistência térmica da junção do LED para o ponto de solda (R_thJS) é especificada com dois valores: 160 K/W (real, baseado em medição térmica) e 120 K/W (elétrico, derivado de parâmetros elétricos). Este parâmetro indica a eficácia com que o calor é transferido para longe da junção do semicondutor. A temperatura máxima admissível da junção (T_J) é de 125°C. A gama de temperatura de operação e armazenamento é de -40°C a +110°C, confirmando a sua adequação para ambientes automotivos severos.

O dispositivo tem uma classificação de sensibilidade ESD (Descarga Eletrostática) de 2 kV (Modelo do Corpo Humano), que é um nível padrão para muitos componentes eletrónicos, mas requer precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações de produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros de desempenho chave. Esta ficha técnica fornece informações detalhadas de binning para intensidade luminosa e comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um código alfanumérico (ex: L1, M2, V1, AA). Cada bin cobre uma gama específica de valores mínimos e máximos de intensidade luminosa medidos em milicandelas (mcd). Os bins seguem uma progressão logarítmica, com cada passo correspondendo aproximadamente a um aumento de 25%. Para este número de peça específico (57-21-UR0200H-AM), os bins de saída possíveis são destacados, com o valor típico de 1120 mcd a cair no bin "AA" (1120-1400 mcd). Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes com brilho consistente para a sua aplicação.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Da mesma forma, o comprimento de onda dominante, que determina a cor precisa da luz vermelha, também é classificado em bins. Os bins são definidos por códigos numéricos que representam a gama de comprimento de onda em nanómetros (nm). O valor típico de 622 nm para este LED estaria dentro de um bin de comprimento de onda específico, garantindo a consistência de cor entre múltiplas unidades numa série de produção. A tolerância para medição do comprimento de onda dominante é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos que ilustram o comportamento do LED sob condições variáveis, os quais são essenciais para o projeto do circuito e gestão térmica.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Este gráfico mostra a relação exponencial entre a corrente direta (I_F) e a tensão direta (V_F). É crucial para projetar o circuito limitador de corrente. A curva demonstra que um pequeno aumento na tensão além dos típicos 2,0V pode levar a um aumento significativo e potencialmente danoso da corrente, destacando a necessidade de drivers de corrente constante em vez de fontes de tensão constante.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico mostra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. Embora a saída aumente com a corrente, não é perfeitamente linear, especialmente a correntes mais altas onde a eficiência pode diminuir devido ao aumento da geração de calor.

4.3 Características de Dependência da Temperatura

Vários gráficos detalham o impacto da temperatura da junção (T_J):

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junção:Mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Este derating deve ser considerado em projetos onde o LED pode operar a temperaturas ambientes elevadas.
• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção:Demonstra que V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo aproximadamente 2 mV/°C. Isto pode afetar o desempenho de limitadores de corrente simples baseados em resistores.
• Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura da Junção:Indica que o comprimento de onda dominante desloca-se ligeiramente (tipicamente aumentando) com a temperatura, o que pode causar uma pequena mudança de cor na aplicação.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um dos gráficos mais críticos para um projeto fiável. Traça a corrente direta contínua máxima admissível em função da temperatura da ilha de solda. À medida que a temperatura no ponto de solda aumenta, a corrente segura máxima diminui linearmente. Por exemplo, à temperatura máxima da ilha de solda de 110°C, a corrente contínua máxima admissível é de apenas 34 mA, significativamente inferior ao máximo absoluto de 50 mA a 25°C. Os projetistas devem garantir que o projeto térmico mantenha o ponto de solda suficientemente frio para permitir a corrente de acionamento desejada.

4.5 Capacidade de Manipulação de Pulsos Admissíveis

Este gráfico define a relação entre a largura do pulso (t_p) e a corrente direta de surto admissível (I_F) para vários ciclos de trabalho (D). Permite aos projetistas compreender os limites para operação pulsada, como em sistemas de iluminação multiplexados ou para criar efeitos de piscar, garantindo que o LED não seja submetido a pulsos de corrente que possam causar degradação.

4.6 Distribuição Espectral e de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra a saída de luz através do espectro visível, com pico na região vermelha por volta de 622 nm. O diagrama do padrão de radiação (gráfico polar) confirma visualmente o ângulo de visão de 120 graus, mostrando como a intensidade se distribui espacialmente.

5. Informações Mecânicas, de Montagem e Embalagem

5.1 Dimensões Mecânicas e Polaridade

O componente utiliza um pacote SMD padrão PLCC-2. O desenho mecânico fornece dimensões precisas para o corpo do pacote, espaçamento dos terminais e altura total. A polaridade é claramente indicada, tipicamente por um entalhe ou um marcador no pacote e/ou no diagrama da pegada. A orientação correta é essencial para o funcionamento adequado.

5.2 Projeto Recomendado da Ilha de Solda

É fornecida uma recomendação de padrão de solda (pegada) para o projeto do PCB. Isto inclui as dimensões e espaçamento para as ilhas de cobre onde os terminais do LED serão soldados. Seguir esta recomendação garante uma boa formação da junta de solda, alinhamento adequado e transferência térmica ótima do dispositivo para o PCB.

5.3 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de soldagem por refluxo compatível com processos de solda sem chumbo (Pb-free). A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 240°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos. Aderir a este perfil é crítico para prevenir danos térmicos ao pacote plástico do LED e às ligações internas durante o processo de montagem SMD.

5.4 Informações de Embalagem

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

6. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal éiluminação interior automotiva. Isto inclui:

• Retroiluminação do Quadro de Instrumentos e Painel de Comando:Iluminação de mostradores, ecrãs LCD e símbolos de aviso.
• Iluminação de Interruptores e Controlos:Retroiluminação de botões para controlo climático, sistemas de áudio, interruptores de janelas e seletores de mudanças.
• Indicadores de Estado Gerais:Luzes de ligado, avisos de porta aberta ou outros indicadores funcionais.

A sua emissão lateral é ideal para aplicações onde a luz precisa de ser direcionada paralelamente à superfície do PCB para um guia de luz ou difusor.

6.2 Considerações de Projeto Críticas

1. Circuito de Acionamento:Utilize sempre um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com o LED. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Certifique-se de que a potência nominal do resistor é suficiente (P = I_F²* R).

2. Gestão Térmica:Isto é fundamental para a fiabilidade e manutenção da saída de luz. Use a curva de derating para determinar a corrente de acionamento máxima para a sua temperatura de operação esperada. Garanta uma área de cobre adequada (alívio térmico) no PCB ligada às ilhas de solda para dissipar calor. Em ambientes de alta temperatura ambiente (como perto da eletrónica do compartimento do motor de um carro), podem ser necessárias medidas adicionais de arrefecimento.

3. Proteção ESD:Implemente procedimentos padrão de manuseamento ESD durante a montagem. Para aplicações sensíveis, considere adicionar diodos de supressão de tensão transitória (TVS) ou outros circuitos de proteção nas linhas de alimentação de entrada.

4. Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120 graus pode requerer difusores ou guias de luz para alcançar a uniformidade e aparência desejadas no produto final. O fator de forma de visão lateral é especificamente escolhido para acoplar eficientemente a tais elementos óticos.

7. Precauções de Uso

A ficha técnica inclui uma secção de precauções padrão. Os pontos-chave incluem:

• Evite aplicar tensão reversa.
• Não exceda os valores máximos absolutos para corrente, potência e temperatura.
• Siga o perfil de soldagem por refluxo recomendado para evitar danos no pacote.
• Armazene em condições apropriadas para evitar absorção de humidade (classificação MSL 2 indica uma vida útil de 1 ano após abertura do pacote seco, sob condições ≤30°C/60% RH).
• Limpe usando métodos compatíveis com o material do pacote (evite limpeza ultrassónica com certas frequências).

8. Informações para Pedido

O número de peça 57-21-UR0200H-AM segue um sistema de codificação específico. Embora a descodificação completa possa ser proprietária, tipicamente codifica informações como tipo de pacote (57-21 provavelmente indica PLCC-2), cor (UR para vermelho), bin de brilho e possivelmente outros atributos. Para seleção específica de bin ou opções de embalagem (ex: tamanho da fita e carretel), a secção de informações para pedido forneceria os códigos exatos a usar.

9. FAQ Baseado em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma linha automotiva de 5V ou 12V?

R: Não. Deve sempre usar um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Ligá-lo diretamente a uma fonte de tensão superior à sua tensão direta causará fluxo de corrente excessivo, potencialmente destruindo o LED instantaneamente.

P: A ficha técnica mostra uma intensidade típica de 1120mcd. Porque é que o meu valor medido pode ser diferente?

R: Vários fatores afetam a intensidade medida: a corrente de acionamento (deve ser exatamente 20mA), a temperatura do LED durante a medição, a calibração do equipamento de medição e a variação inerente do binning (a sua amostra pode ser do extremo inferior ou superior do bin AA).

P: Este LED é adequado para aplicações automotivas exteriores como luzes de travagem?

R: Embora seja qualificado AEC-Q101, a sua aplicação principal é listada como iluminação interior. As luzes exteriores têm frequentemente requisitos diferentes para maior luminosidade, coordenadas de cor diferentes e proteção mais rigorosa contra intempéries e exposição UV. Um LED dedicado de grau exterior seria mais apropriado.

P: O que significa MSL 2 para armazenamento?

R: Nível de Sensibilidade à Humidade 2 significa que o pacote pode ser exposto às condições do chão da fábrica (≤30°C/60% RH) por até 1 ano antes de necessitar de cozedura prévia à soldagem por refluxo. Os componentes em fita e carretel são enviados num saco seco com um cartão indicador de humidade.