Ficha Técnica de LED Amarelo PLCC-2 - Ângulo de Visão de 120° - 2,0V Típ. - 1120mcd @20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED amarelo de alto desempenho e montagem em superfície, em encapsulamento PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). O dispositivo é projetado para confiabilidade e desempenho em ambientes exigentes, apresentando um amplo ângulo de visão de 120 graus e uma intensidade luminosa típica de 1120 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 20mA. Seu principal foco de projeto são aplicações de iluminação interior automotiva, como iluminação de painéis, retroiluminação de interruptores e funções gerais de indicação, onde a consistência da cor, estabilidade a longo prazo e conformidade com padrões automotivos são críticas.

As vantagens centrais deste LED incluem sua qualificação para o padrão AEC-Q101, que valida sua confiabilidade para uso automotivo, e conformidade com as diretivas ambientais RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) e REACH (Registro, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos). Ele também apresenta um Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) de 2 e uma classificação de sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD) de 2kV (Modelo do Corpo Humano), tornando-o adequado para processos de montagem padrão.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Optoeletrônicas

As principais métricas de desempenho são definidas sob condições de teste padrão (T_s= 25°C). A corrente direta (I_F) possui uma faixa de operação de 5mA a 50mA, com um valor típico de 20mA. Nesta corrente típica, a intensidade luminosa (I_V) varia de um mínimo de 710mcd a um máximo de 1400mcd, com um valor típico de 1120mcd. A tensão direta (V_F) a 20mA é especificada entre 1,75V e 2,75V, com um valor típico de 2,00V. O comprimento de onda dominante (λ_d), que define a cor amarela percebida, está entre 585nm e 594nm, tipicamente 592nm. O ângulo de visão (φ), no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico, é de 120 graus.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes podem ocorrer. A dissipação máxima absoluta de potência (P_d) é de 137mW. A corrente direta contínua máxima é de 50mA, enquanto uma corrente de surto (I_FM) de 100mA é permitida para pulsos ≤ 10μs com um ciclo de trabalho muito baixo (D=0,005). O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa. A temperatura máxima de junção (T_J) é de 125°C, com faixas de temperatura de operação e armazenamento de -40°C a +110°C. A temperatura máxima de soldagem por refluxo é de 260°C por 30 segundos.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é crucial para o desempenho e longevidade do LED. A ficha técnica especifica dois valores de resistência térmica da junção ao ponto de solda: uma resistência térmica real (R_{th JS real}) de 160 K/W e uma resistência térmica elétrica (R_{th JS el}) de 120 K/W, ambos medidos em I_F=20mA. O valor elétrico mais baixo é tipicamente usado para cálculos de projeto relacionados à dependência da temperatura da tensão direta.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em múltiplos bins, cada um representando uma faixa específica de intensidade luminosa mínima e máxima em milicandelas (mcd). Os bins seguem um código alfanumérico (ex.: L1, L2, M1... até GA). Para este número de peça específico, os bins de saída possíveis são destacados, com a peça típica caindo no bin "AA" (1120 a 1400 mcd). A medição do fluxo luminoso tem uma tolerância de ±8%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor amarela é controlada através do binning do comprimento de onda dominante. Os bins são definidos por códigos numéricos que representam uma faixa de comprimento de onda em nanômetros (nm). A tolerância para o comprimento de onda dominante é de ±1nm. O bin específico para este produto garante que a cor amarela esteja dentro da faixa especificada de 585-594nm, tipicamente em torno de 592nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de Distribuição Espectral Relativa mostra um pico na região amarela (~592nm) com emissão mínima em outras partes do espectro, confirmando uma cor amarela pura. O gráfico do Padrão de Radiação é um gráfico polar que demonstra o ângulo de visão de 120 graus, com distribuição de intensidade luminosa típica de um encapsulamento PLCC com lente embutida.

4.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Este gráfico mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. É essencial para projetar o circuito limitador de corrente. A curva permite que os projetistas estimem a V_Fpara qualquer corrente dada dentro da faixa de operação.

4.3 Dependência da Temperatura

Vários gráficos detalham as mudanças de desempenho com a temperatura de junção:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura de Junção:Mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta, uma característica de todos os LEDs. Isso deve ser considerado no projeto térmico.
• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junção:Demonstra que a V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo linearmente à medida que a temperatura sobe. Isso pode ser usado para sensoriamento indireto de temperatura.
• Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura de Junção:Indica uma leve mudança no comprimento de onda dominante (tipicamente alguns nanômetros) com a temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.
• Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente Direta:Mostra variação mínima na cor com a mudança da corrente de acionamento.

4.4 Derating e Capacidade de Tratamento de Pulsos

ACurva de Derating da Corrente Diretaé crítica para a confiabilidade. Ela traça a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda. Por exemplo, a uma temperatura do ponto de solda (T_S) de 110°C, a corrente máxima é reduzida para aproximadamente 34mA. A curva afirma explicitamente para não usar correntes abaixo de 5mA. Ográfico de Capacidade de Tratamento de Pulsos Permitidadefine a área de operação segura para correntes pulsadas em vários ciclos de trabalho, permitindo o acionamento breve com sobrecorrente em aplicações multiplexadas ou de estroboscópio.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O LED utiliza um encapsulamento padrão PLCC-2 para montagem em superfície. O desenho mecânico (implícito na seção 7) forneceria as dimensões precisas, incluindo comprimento, largura, altura e espaçamento dos terminais. O encapsulamento apresenta um corpo plástico moldado com uma lente embutida que molda o ângulo de visão de 120 graus. A polaridade é indicada pela forma e/ou marcação do encapsulamento, com o cátodo tipicamente identificado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Layout Recomendado para a Ilha de Solda

Uma pegada (padrão de ilhas) recomendada é fornecida para garantir soldagem adequada, estabilidade mecânica e transferência térmica ideal do LED para a placa de circuito impresso (PCB).

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 30 segundos. Este é um perfil padrão de soldagem sem chumbo (Pb-free). A adesão a este perfil é necessária para evitar danos térmicos ao encapsulamento plástico e ao chip e ligações internas.

6.3 Precauções de Uso

As precauções gerais de manuseio incluem o uso de proteção ESD apropriada durante a montagem, evitar estresse mecânico na lente e garantir que o dispositivo seja armazenado em um ambiente seco de acordo com sua classificação MSL-2 antes do uso.

7. Informações de Embalagem e Pedido

As informações de embalagem (seção 10) detalham como os LEDs são fornecidos, tipicamente em fita e carretel para montagem automatizada pick-and-place. A estrutura do número da peça (57-21-UY0200H-AM) codifica atributos-chave como tipo de encapsulamento, cor, bin de brilho e outros códigos de variante. A seção de informações de pedido explica como especificar os bins desejados para intensidade luminosa e comprimento de onda ao fazer um pedido.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal éiluminação interior automotiva, incluindo:

• Retroiluminação de conjunto de instrumentos e painel de controle.
• Retroiluminação para botões, interruptores e painéis de controle.
• Luzes de status e indicadores gerais.
• Destaques de iluminação ambiente.

Sua qualificação AEC-Q101 o torna adequado para esses ambientes automotivos severos com grandes variações de temperatura e vibração.

8.2 Considerações de Projeto

Acionamento de Corrente:Um driver de corrente constante é fortemente recomendado em vez de uma fonte de tensão constante com um resistor em série, para melhor estabilidade e longevidade. O projeto deve fazer referência à curva IV e aos valores máximos absolutos.Gerenciamento Térmico:A curva de derating e os valores de resistência térmica devem ser usados para calcular a temperatura máxima de junção na aplicação. Área adequada de cobre na PCB (ilha térmica) e possível fluxo de ar são necessários para manter a temperatura do ponto de solda baixa, especialmente ao acionar na corrente máxima ou próximo dela.Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120 graus fornece iluminação ampla. Para luz focada, ópticas secundárias podem ser necessárias. A variação na intensidade luminosa e no comprimento de onda entre os bins deve ser considerada para aplicações que exigem aparência uniforme em vários LEDs.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs PLCC-2 genéricos não automotivos, os principais diferenciais deste dispositivo são suaqualificação AEC-Q101e faixa estendida de temperatura de operação (-40°C a +110°C), que são obrigatórias para eletrônicos automotivos. A intensidade luminosa típica de 1120mcd é relativamente alta para um LED amarelo PLCC-2 padrão, oferecendo boa eficiência de brilho. A estrutura abrangente de binning fornece aos fabricantes um controle mais rigoroso sobre a consistência de cor e brilho em seus produtos finais.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma linha de 5V ou 12V automotiva?R: Não. Você deve usar um circuito limitador de corrente. Um resistor em série simples (calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F) ou, preferencialmente, um CI driver de LED de corrente constante dedicado é necessário para definir a corrente no nível desejado (ex.: 20mA).

P: Por que existe uma especificação de corrente mínima (5mA)?R: Acionar um LED em correntes extremamente baixas pode levar a saída de luz instável e mudança de cor. O mínimo de 5mA garante operação confiável e consistente.

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica?R: A resistência térmica elétrica (120 K/W) é derivada da mudança na tensão direta com a temperatura e é usada para modelagem elétrica. A resistência térmica real (160 K/W) é uma medida mais direta do fluxo de calor da junção ao ponto de solda e deve ser usada para os cálculos principais de projeto térmico para estimar o aumento da temperatura da junção (ΔT_J= P_d× R_{th JS real}).

P: O que significa MSL 2 para armazenamento?R: Nível de Sensibilidade à Umidade 2 significa que o encapsulamento pode ser armazenado em um ambiente seco (

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando a retroiluminação de um interruptor de painel que requer 4 LEDs amarelos. Objetivo: brilho médio consistente, vida longa em um ambiente quente (temperatura ambiente máxima da PCB ~85°C).Etapas do Projeto: 1. Seleção de Corrente:Escolha 15mA (abaixo dos 20mA típicos) para reduzir a geração de calor e aumentar a vida útil, enquanto ainda fornece luz suficiente. 2.Circuito Driver:Use um único CI driver de corrente constante capaz de fornecer 60mA (4x15mA) para garantir corrente idêntica através de todos os LEDs para uniformidade de brilho. 3.Análise Térmica:Calcule a dissipação de potência por LED: P_d≈ V_F× I_F= 2,0V × 0,015A = 30mW. Aumento da temperatura da junção: ΔT_J= 0,03W × 160 K/W = 4,8K. Com T_ambiente= 85°C no ponto de solda, T_J≈ 90°C, que está bem abaixo do máximo de 125°C. 4.Binning:Especifique um bin de intensidade luminosa restrito (ex.: R1 ou R2) e um bin específico de comprimento de onda dominante ao fazer o pedido para garantir consistência visual em todos os quatro interruptores.

12. Princípio de Operação

Este é um diodo emissor de luz (LED) semicondutor. Quando uma tensão direta que excede sua tensão de bandgap é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica do material semicondutor (tipicamente baseada em AlInGaP para luz amarela) determina o comprimento de onda e, portanto, a cor da luz emitida. A lente de epóxi embutida do encapsulamento PLCC encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral em tais componentes é em direção a maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor consistência e saturação de cor e métricas de confiabilidade aprimoradas. Os encapsulamentos estão evoluindo para permitir maior densidade de potência e melhor gerenciamento térmico. Além disso, a integração com circuitos de controle embarcados (como LEDs endereçáveis por I2C) está se tornando mais comum, embora este dispositivo específico seja um componente discreto padrão. A demanda por componentes qualificados AEC-Q101 continua a crescer à medida que a iluminação automotiva se torna mais sofisticada e difundida.