Ficha Técnica de LED Amarelo PLCC-2 Visão Lateral - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 2.2V - Potência 0.11W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de visão lateral de alta performance, emissor de luz amarela, em um pacote de montagem em superfície PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Projetado principalmente para ambientes exigentes, apresenta construção robusta, alta intensidade luminosa e amplo ângulo de visão, sendo uma escolha ideal para aplicações de retroiluminação e indicação onde o espaço é limitado e a confiabilidade é primordial.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste componente LED incluem seu fator de forma compacto de visão lateral, que permite iluminação a partir da borda de uma PCB, excelente saída luminosa para o tamanho do pacote e certificações de confiabilidade aprimoradas. Foi especificamente projetado para mercados que exigem durabilidade a longo prazo e estabilidade de desempenho. A principal aplicação-alvo éIluminação Interna Automotiva, como retroiluminação para interruptores, indicadores de painel e painéis de controle. Suas qualificações o tornam adequado para outras aplicações onde a resistência a fatores ambientais como enxofre e altas temperaturas operacionais é necessária.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Uma compreensão completa dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos é crucial para um projeto de circuito adequado e para garantir a confiabilidade a longo prazo.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho central do LED é definido sob uma condição de teste padrão de corrente direta (I_F) de 50mA.

• Intensidade Luminosa Típica (I_V):2800 milicandelas (mcd). Esta é uma medida do brilho percebido em uma direção específica. O valor mínimo garantido é de 2240 mcd, e o máximo pode chegar a 4500 mcd, indicando a variação potencial de unidade para unidade coberta pelo sistema de binning.
• Ângulo de Visão (2θ_½):120 graus. Este amplo ângulo de visão garante iluminação uniforme sobre uma área ampla, o que é essencial para aplicações de visão lateral onde a luz precisa ser dispersada lateralmente.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):591 nm (Típico), com uma faixa de 588 nm a 594 nm. Este parâmetro define a cor percebida da luz amarela. A tolerância estreita (±1nm) garante uma saída de cor consistente em diferentes lotes de produção.

A medição do fluxo luminoso tem uma tolerância declarada de ±11%, e todas as medições são referenciadas a uma temperatura do pad térmico de 25°C.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

• Tensão Direta (V_F):2,20V (Típico) a 50mA, com uma faixa de 1,75V a 2,75V. Este parâmetro é crítico para projetar o circuito limitador de corrente. A tolerância de medição é de ±0,05V.
• Corrente Direta (I_F):O dispositivo é classificado para uma corrente direta contínua entre 5 mA (mínimo para operação) e 70 mA (máximo absoluto). A corrente operacional típica é de 50mA.
• Resistência Térmica:Dois valores são fornecidos:
  • R_{thJS Real}:85 K/W (Típico), 100 K/W (Máx.). Isto representa a resistência térmica real da junção do semicondutor até o ponto de solda.
  • R_{thJS Elétrica}:60 K/W (Típico), 85 K/W (Máx.). Isto é frequentemente derivado de métodos de medição elétrica e é tipicamente menor que o valor real. Os projetistas devem usar o valorR_{thJS Real}(85 K/W) para cálculos precisos de gerenciamento térmico, a fim de garantir que a temperatura da junção (T_J) não exceda sua classificação máxima.

3. Valores Máximos Absolutos e Confiabilidade

Exceder estes limites pode causar danos permanentes ao dispositivo.

• Dissipação de Potência (P_d):192 mW.
• Temperatura da Junção (T_J):125 °C.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 °C a +110 °C. Esta ampla faixa é essencial para aplicações automotivas.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 °C a +110 °C.
• Sensibilidade ESD (HBM):2 kV. Isto indica um nível moderado de proteção contra descarga eletrostática. Procedimentos adequados de manuseio ESD ainda devem ser seguidos durante a montagem.
• Corrente de Surto (I_FM):100 mA para pulsos ≤10 μs com um ciclo de trabalho muito baixo (D=0,005).
• Robustez ao Enxofre:Classe A1. Esta certificação indica que a resina e os materiais do LED são resistentes à corrosão causada por atmosferas contendo enxofre, um problema comum em certos ambientes industriais e automotivos.
• Soldagem:Suporta soldagem por reflow a 260°C por 30 segundos.
• Conformidade:O componente está em conformidade com RoHS, REACH e é livre de halogênios (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

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

O gráfico mostra a relação exponencial típica dos LEDs. No ponto operacional recomendado de 50mA, a tensão está centrada em torno de 2,2V. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento possa fornecer uma corrente estável dentro desta janela de tensão.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas começa a mostrar sinais de saturação em correntes mais altas (aproximando-se de 70mA). Operar a 50mA fornece um bom equilíbrio entre brilho e geração de eficiência/calor.

4.3 Dependência da Temperatura

Três gráficos-chave ilustram os efeitos térmicos:Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junção:A saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Na temperatura máxima da junção de 125°C, a saída é aproximadamente 60-70% do seu valor a 25°C. Isto deve ser levado em consideração nos cálculos de brilho para ambientes de alta temperatura.Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção:A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, diminuindo aproximadamente 2mV/°C. Esta característica pode às vezes ser usada para sensoriamento indireto de temperatura.Comprimento de Onda Relativo vs. Temperatura da Junção:O comprimento de onda dominante muda ligeiramente com a temperatura (aproximadamente +0,1 nm/°C). Isto é geralmente insignificante para aplicações de indicador amarelo, mas é observado para usos críticos de cor.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um gráfico crítico para confiabilidade. Ele mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do pad de solda (T_S). Por exemplo, a uma temperatura de pad de 110°C, a corrente máxima permitida cai para 55mA. Na temperatura máxima absoluta do pad, a corrente deve ser reduzida para 5mA. Esta curva deve ser usada para garantir que o LED não seja superacionado para sua temperatura de operação.

4.5 Capacidade de Manipulação de Pulsos Admissíveis

Este gráfico define a corrente de pulso único máxima que o LED pode suportar por durações muito curtas (microssegundos a milissegundos) em vários ciclos de trabalho. Permite projetos que requerem flashes breves e de alta intensidade.

5. Explicação do Sistema de Binning

Para gerenciar as variações de fabricação, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O número de peça provavelmente inclui códigos que especificam seu bin para parâmetros-chave.

5.1 Binning de Intensidade Luminosa

A tabela fornecida lista uma estrutura extensa de binning, desde L1 (11,2-14 mcd) até GA (18000-22400 mcd). A peça típica, com 2800 mcd, cai no binCACA (2800-3550 mcd). Os projetistas devem especificar o bin de intensidade necessário para garantir brilho consistente em todas as unidades de um produto.

5.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda é agrupado em etapas de 3nm. O valor típico de 591 nm corresponde ao bin8891UY (588-591 nm) ou ao bin9194UZ (591-594 nm). Especificar um bin de comprimento de onda estreito é crucial para a consistência da cor, especialmente em matrizes de múltiplos LEDs.

5.3 Binning de Tensão Direta

O trecho mostra um código de bin de tensão "1012" com uma faixa de 1,0V a 1,2V, o que parece inconsistente com os típicos 2,2V. Isto pode ser um erro no texto fornecido ou referir-se a uma variante de produto diferente. Tipicamente, V_Fé agrupado em etapas como 0,1V ou 0,2V (por exemplo, 2,0-2,2V, 2,2-2,4V).

6. Informações Mecânicas, de Embalagem e Montagem

6.1 Dimensões Mecânicas e Polaridade

O LED utiliza um pacote de montagem em superfície PLCC-2 padrão. As dimensões exatas (comprimento, largura, altura) e o layout dos pads são definidos na seção de desenho mecânico. O pacote inclui uma lente moldada para alcançar o ângulo de visão de 120 graus. A polaridade é indicada por uma marca de cátodo no corpo do pacote; conectar o dispositivo em polarização reversa não é projetado para operação.

6.2 Pad de Solda Recomendado e Perfil de Reflow

Um padrão de land recomendado (projeto do pad de solda) é fornecido para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica. O perfil de soldagem por reflow é especificado como uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 30 segundos. Aderir a este perfil é essencial para evitar danos térmicos ao pacote plástico e à fixação interna do chip.

6.3 Informações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para compatibilidade com equipamentos de montagem pick-and-place automatizados. As especificações do carretel (largura da fita, espaçamento dos bolsos, diâmetro do carretel) são padronizadas para se ajustarem às máquinas de montagem SMT comuns.

7. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED requer uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usar o V_Fmáximo (2,75V) para este cálculo garante que a corrente não exceda o limite mesmo com variação de unidade para unidade. Para uma fonte de 5V e alvo de 50mA: R = (5V - 2,75V) / 0,05A = 45 Ohms. Um resistor padrão de 47 Ohms seria apropriado. A classificação de potência do resistor deve ser pelo menos P = I²² * R = (0,05)²²* 47 = 0,1175W, portanto, um resistor de 1/4W é suficiente.

7.2 Gerenciamento Térmico

A dissipação de calor efetiva é vital para manter o brilho e a longevidade. Usando o R_{thJS Real}de 85 K/W: Se o LED dissipar P_d= V_F* I_F= 2,2V * 0,05A = 0,11W, o aumento de temperatura da junção ao ponto de solda é ΔT = R_th* P = 85 * 0,11 ≈ 9,4°C. Se a temperatura do pad de solda na PCB for 80°C, a temperatura da junção T_Jseria ~89,4°C, que está dentro do limite de 125°C. Os projetistas devem garantir que a própria PCB possa dissipar calor para manter a temperatura do pad o mais baixa possível.

7.3 Precauções de Uso

• Sempre observe a polaridade para evitar danos.
• Não opere abaixo de 5mA, conforme indicado na curva de derating.
• Implemente proteção ESD adequada durante o manuseio e montagem.
• Siga o perfil de reflow recomendado com precisão.
• Considere os efeitos da temperatura na intensidade luminosa e no comprimento de onda para a aplicação final.
• Para uso automotivo, garanta que o projeto do circuito acomode transientes específicos do sistema elétrico do veículo, como o "load dump".

8. Comparação Técnica e Perguntas Frequentes

8.1 Diferenciação em Relação aos LEDs Padrão

Este LED se diferencia através de sua combinação defator de forma de visão lateral, alto brilho (2800mcd)em um pacote pequeno, ecertificações de robustez (AEC-Q102, Enxofre A1). Comparado a um LED PLCC-2 de visão superior padrão, ele emite luz pela lateral, permitindo projetos ópticos únicos. Comparado a outros LEDs de visão lateral, sua qualificação AEC-Q102 visa especificamente os rigorosos requisitos de confiabilidade da eletrônica automotiva.

8.2 Perguntas Frequentes Baseadas nos Parâmetros

P: Posso acionar este LED com 3,3V sem um resistor?

R: Não. Com um V_Ftípico de 2,2V, conectá-lo diretamente a 3,3V faria com que uma corrente excessiva fluísse, potencialmente excedendo a classificação máxima absoluta e destruindo o LED. Um resistor limitador de corrente ou regulador é sempre necessário.

P: Por que a intensidade luminosa é medida em mcd em vez de lúmens?

R: Milicandelas (mcd) medem a intensidade luminosa, que é a luz emitida em uma direção específica. Lúmens medem o fluxo luminoso total (luz em todas as direções). Para um componente direcional como um LED de visão lateral com um ângulo de visão definido, mcd é a métrica mais relevante. O fluxo total pode ser aproximado se a distribuição angular for conhecida.

P: O que significa "Robustez ao Enxofre Classe A1" para o meu projeto?

R: Significa que a resina de encapsulamento e os materiais do LED são formulados para resistir ao escurecimento ou corrosão causados por sulfeto de hidrogênio e outros gases sulfurosos. Isto é crítico em aplicações como automotiva (onde certos materiais da cabine podem liberar gases de enxofre), ambientes industriais ou locais com alta poluição. Isso aumenta a confiabilidade a longo prazo e mantém a saída de luz.

P: Como interpreto os códigos de binning no número da peça?

R: O número da peça (por exemplo, 57-21R-UY0501H-AM) contém códigos incorporados. Embora a divisão completa não seja fornecida aqui, segmentos como "UY" provavelmente indicam a cor (Amarelo), e outros caracteres especificam o bin de intensidade luminosa (por exemplo, CA para 2800mcd) e o bin de comprimento de onda. Consulte o guia de pedidos completo do fabricante para uma decodificação precisa.

9. Princípios Operacionais e Tendências

9.1 Princípio Básico 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 como AlInGaP para luz amarela), liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica do material e a dopagem determinam o comprimento de onda dominante (cor) da luz emitida.

9.2 Tendências da Indústria

A tendência para tais componentes é em direção amaior eficiência(mais saída de luz por watt de entrada elétrica),aumento da densidade de potênciaem pacotes menores, eespecificações de confiabilidade aprimoradaspara atender às demandas de aplicações automotivas (AEC-Q102), industriais e externas. A integração de recursos como proteção eletrostática embutida e binning mais restrito para consistência de cor e fluxo também são comuns. A mudança para materiais livres de halogênio e ambientalmente compatíveis, como visto nesta ficha técnica, é um requisito padrão da indústria impulsionado por regulamentações globais.