RF-P28Q6-IRJ-FT Infrarot-LED 850nm Spezifikation - Abmessungen 2,8x3,5x2,11mm - Spannung 1,6V - Leistung 80mW

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Dieses Produkt ist eine Infrarot-LED mit einem PPA-Gehäuse (Polyphthalamid). Es bietet hohe Zuverlässigkeit und wird häufig in Sicherheitsüberwachungs- und Sensoranwendungen eingesetzt. Das Bauteil hat kompakte Abmessungen von 2,80 mm × 3,50 mm × 2,11 mm (Länge × Breite × Höhe). Das PPA-Gehäuse bietet robusten mechanischen Schutz und hervorragende Wärmeableitung.

1.2 Eigenschaften

• Niedrige Durchlassspannung, die Energieeffizienz gewährleistet.
• Spitzenwellenlänge λp = 850 nm, geeignet für Nahinfrarot-Anwendungen.
• Bleifreies Reflow-Löten kompatibel, erfüllt Umweltstandards.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 5 (MSL 5), erfordert sorgfältige Handhabung.
• RoHS-konform, frei von gefährlichen Stoffen.

1.3 Anwendungen

• Überwachungssysteme und Sicherheitskameras.
• Infrarot-Beleuchtung für Kameras und Nachtsichtgeräte.
• Maschinenvisionssysteme für die industrielle Automatisierung.

2. Gehäuseabmessungen und Lötmuster

Der Gehäuseumriss ist in den Spezifikationszeichnungen dargestellt. Die Draufsicht zeigt einen rechteckigen Körper von 2,80 mm × 3,50 mm. Die Seitenansicht zeigt eine Dicke von 2,11 mm. An einer Ecke befindet sich eine Polungsmarkierung zur Kennzeichnung der Kathode. Die Bodenansicht zeigt die Kontaktpads: zwei größere Pads für Anode und Kathode, mit Maßen für das PCB-Layout. Das empfohlene Lötmuster (Footprint) ist in Abbildung 1-5 angegeben, mit Pad-Abmessungen von 1,85 mm × 1,25 mm und einem Rastermaß von 1,80 mm. Alle Maße sind in Millimetern mit einer Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

3. Elektrische und optische Eigenschaften

3.1 Elektrische/optische Parameter bei Ts=25°C

Tabelle 1-1 listet die wichtigsten elektrischen und optischen Eigenschaften auf, gemessen bei einer Lötstellentemperatur von 25°C. Der Durchlassstrom (IF) wird für alle Messungen auf 50 mA eingestellt. Der Sperrstrom (IR) bei VR=5V ist typischerweise sehr gering (<10 µA).<10 µA). Die Durchlassspannung (VF) reicht von 1,4 V typisch bis maximal 1,6 V. Die Spitzenwellenlänge (λp) beträgt 850 nm, mit einer spektralen Strahlungsbandbreite (Δλ) von 30 nm, was ein relativ schmales Emissionsspektrum mit Schwerpunkt im Nahinfrarot anzeigt. Der gesamte Strahlungsfluss (Φe) beträgt typisch 28 mW, mit einem Minimum von 14 mW. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 70 Grad, was ein moderat breites Abstrahlmuster ergibt. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RθJ-S) beträgt 50 °C/W, was für das Wärmemanagement wichtig ist.

3.2 Absolute maximale Nennwerte

Tabelle 1-2 enthält die absoluten maximalen Nennwerte, die nicht überschritten werden dürfen, um Schäden zu vermeiden. Die Verlustleistung (PD) ist auf 80 mW begrenzt. Der Durchlassstrom (IF) sollte 50 mA nicht überschreiten (Hinweis: bei einem Tastverhältnis von 1/10, Impulsbreite 0,1 ms, kann der Strom höher sein, aber der DC-Betrieb ist auf 50 mA begrenzt). Die Sperrspannung (VR) beträgt 5 V. Die elektrostatische Entladungsfestigkeit (ESD) (HBM) ist 2000 V. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagertemperaturbereich ebenfalls zwischen -40°C und +85°C. Die Sperrschichttemperatur (TJ) sollte 105°C nicht überschreiten. Eine ausreichende Wärmeableitung und Stromderating sind erforderlich, um diese Grenzwerte einzuhalten.

4. Typische optische Kennlinien

Die Spezifikation enthält mehrere typische Kennlinien zur Unterstützung bei der Entwicklung.

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (Abb. 1-6)

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung (VF) und Durchlassstrom (IF). Mit zunehmendem IF von 0 auf 60 mA steigt VF von etwa 1,3 V auf 1,7 V. Die Kurve ist nichtlinear, typisch für LEDs.

4.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität (Abb. 1-7)

Die relative Intensität steigt mit dem Durchlassstrom bis zu 50 mA nahezu linear an. Bei 50 mA beträgt die relative Intensität etwa 100% (Referenzpunkt). Dies zeigt, dass ein höherer Strom proportional mehr Strahlungsleistung erzeugt, aber thermische Effekte können bei höheren Strömen begrenzend wirken.

4.3 Temperatur vs. relative Intensität (Abb. 1-8)

Mit steigender Lötstellentemperatur (Ts) von 5°C auf 125°C nimmt die relative Intensität allmählich ab. Bei 85°C sinkt die relative Intensität auf etwa 80% des Wertes bei 25°C. Diese thermische Derating sollte in Umgebungen mit hohen Temperaturen berücksichtigt werden.

4.4 Spektrale Verteilung (Abb. 1-9)

Die spektrale Emission erstreckt sich von etwa 800 nm bis 900 nm mit einem Peak bei 850 nm. Die Halbwertsbreite (FWHM) beträgt etwa 30 nm, was die schmale Bandbreite bestätigt.

4.5 Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-10)

Das Abstrahlmuster zeigt die relative Lichtstärke als Funktion des Winkels. Der Halbwinkel (50% Intensität) beträgt etwa 35 Grad von der optischen Achse, was einem gesamten Abstrahlwinkel von 70 Grad entspricht.

4.6 Temperatur vs. Durchlassstrom-Derating (Abb. 1-11)

Diese Kurve zeigt den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Lötstellentemperatur. Bei 25°C beträgt der maximale Strom 50 mA. Mit steigender Temperatur nimmt der zulässige Strom linear ab, bis er bei etwa 105°C (Sperrschichttemperaturgrenze) null erreicht. Dieses Derating ist für einen zuverlässigen Betrieb entscheidend.

5. Verpackungsinformationen

5.1 Gurt und Rolle

Die LEDs werden in einem Gurtband mit einer Polungsmarkierung verpackt. Jede Rolle enthält 3.500 Stück. Die Rollenabmessungen sind: Außendurchmesser A = 330,2 ± 2 mm, Innendurchmesser B = 12,7 ± 0,3 mm, Breite C = 79,5 ± 1 mm und Spindelloch D = 14,3 ± 0,2 mm. Die Vorschubrichtung des Gurtes ist angegeben.

5.2 Etikettenspezifikation

Die Etiketten auf jeder Rolle enthalten Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code, Menge und Datum. Zusätzlich gibt der Bin-Code den gesamten Strahlungsfluss (Φe), die Spitzenwellenlänge (WLP) und die Durchlassspannung (VF) für Binning-Zwecke an.

5.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Die Rollen werden in einen feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte gelegt. Der Beutel wird dann versiegelt und etikettiert. Diese Verpackung schützt die LEDs vor Feuchtigkeitsaufnahme, da sie der MSL-Stufe 5 entsprechen.

5.4 Karton

Mehrere Rollen werden für den Versand in einem Karton verpackt. Der Karton ist mit Produktinformationen und Handhabungshinweisen gekennzeichnet.

6. Zuverlässigkeitsprüfungen und Kriterien

6.1 Zuverlässigkeitsprüfungen

Die LEDs durchlaufen mehrere Zuverlässigkeitstests gemäß JEDEC-Normen: Reflow (max. 260°C, 3 Zyklen), Temperaturwechsel (-40°C bis 100°C, 100 Zyklen), Thermoschock (-40°C bis 100°C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000 Stunden), Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000 Stunden) und Lebensdauertest (25°C, IF=50mA, 1000 Stunden). Das Akzeptanzkriterium ist 0 Ausfälle von 10 Proben (0/1).

6.2 Kriterien zur Beurteilung von Schäden

Nach den Zuverlässigkeitstests gelten folgende Grenzwerte: Die Durchlassspannung (VF) darf den oberen Standardgrenzwert (USL) multipliziert mit 1,1 nicht überschreiten; der Sperrstrom (IR) darf den USL multipliziert mit 2,0 nicht überschreiten; der gesamte Strahlungsfluss (Φe) darf nicht weniger als den unteren Standardgrenzwert (LSL) multipliziert mit 0,7 betragen. Diese Kriterien stellen sicher, dass die LEDs nach Belastung eine akzeptable Leistung beibehalten.

7. SMT-Reflow-Lötanweisungen

7.1 Reflow-Profil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil ist in Abbildung 3-1 dargestellt. Wichtige Parameter: durchschnittliche Aufheizrate ≤ 3°C/s; Vorheiztemperaturbereich 160°C bis 200°C mit einer Dauer von 60-120 Sekunden; Zeit über 220°C (TL) max. 60 Sekunden; Spitzentemperatur (TP) 260°C mit einer Haltezeit innerhalb von 5°C der Spitze für bis zu 5 Sekunden; Abkühlrate ≤ 6°C/s. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze sollte innerhalb von 8 Minuten liegen. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen erlaubt. Wenn nach dem ersten Reflow mehr als 24 Stunden vergangen sind, können die LEDs beschädigt werden.

7.2 Handlöten und Reparieren

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit weniger als 300°C für weniger als 3 Sekunden und führen Sie dies nur einmal durch. Reparaturen sollten grundsätzlich vermieden werden; falls erforderlich, verwenden Sie einen Doppelkopf-Lötkolben und stellen Sie sicher, dass keine Beschädigung vorliegt.

7.3 Vorsichtsmaßnahmen

Montieren Sie keine Bauteile auf verzogenen PCB-Bereichen. Vermeiden Sie mechanische Belastungen oder Vibrationen während des Abkühlens. Kühlen Sie die Bauteile nach dem Löten nicht schnell ab.

8. Handhabungshinweise und Lagerbedingungen

8.1 Umweltaspekte

Die Betriebsumgebung der LED sollte einen Schwefelgehalt unter 100 PPM in den Kontaktmaterialien aufweisen. Der Brom- und Chlorgehalt in externen Materialien sollte jeweils unter 900 PPM liegen, mit einer Gesamtmenge unter 1500 PPM. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus Befestigungsmaterialien können in die Silikonverkapselung eindringen und Verfärbungen verursachen; daher sollten nur kompatible Materialien verwendet werden.

8.2 Mechanische Handhabung

Bauteile sollten an den Seitenflächen mit einer Pinzette gehandhabt werden. Berühren Sie die Silikonlinse nicht direkt, da dies die interne Schaltung beschädigen kann.

8.3 Schaltungsdesign

Der Strom jeder LED darf den absoluten maximalen Nennwert nicht überschreiten. Verwenden Sie Strombegrenzungswiderstände, um Stromspitzen zu vermeiden. Die Treiberschaltung darf nur im eingeschalteten Zustand Durchlassspannung zulassen; Sperrspannung kann Migration und Schäden verursachen. Das thermische Design ist entscheidend – eine ausreichende Wärmeableitung ist erforderlich, um die Sperrschichttemperatur unter 105°C zu halten.

8.4 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr ab Verpackungsdatum lagern. Nach dem Öffnen bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit lagern und das Löten innerhalb von 48 Stunden abschließen. Wenn die Feuchtigkeitsanzeige eine zu hohe Luftfeuchtigkeit anzeigt oder die Lagerzeit überschritten ist, backen Sie die LEDs vor der Verwendung bei 60±5°C für mindestens 24 Stunden.

8.5 ESD-Schutz

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) und elektrischer Überlastung (EOS). Während der Handhabung und Montage sollten geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Die ESD-Festigkeit (HBM) beträgt 2000 V, dennoch wird ein Schutz empfohlen.