Hoja de datos del LED azul PLCC2 3.5x2.8x1.84mm - Tensión directa 3.0V - Potencia 102mW - 465-475nm

1. Resumen del producto

El RF-BNRA30TS-BB es un LED azul de alto rendimiento diseñado para aplicaciones exigentes como iluminación interior automotriz e interruptores. Utiliza tecnología GaN sobre sustrato para proporcionar una longitud de onda dominante de 465-475 nm con una tensión directa típica de 3.0 V a 20 mA. El dispositivo está alojado en un paquete PLCC2 compacto de 3.50 mm x 2.80 mm x 1.84 mm, lo que lo hace adecuado para montaje SMT automatizado. Con un ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados y un nivel de sensibilidad a la humedad 2, este LED ofrece una excelente flexibilidad de diseño. Cumple totalmente con las directivas RoHS y REACH y ha superado las pruebas de calificación basadas en las pautas AEC-Q101 para semiconductores discretos de grado automotriz.

2. Análisis profundo de parámetros técnicos

2.1 Características eléctricas

En una condición de prueba de IF = 20 mA y Ts = 25 °C, la tensión directa (VF) varía de 2.8 V (mínimo) a 3.4 V (máximo) con un valor típico de 3.0 V. La corriente inversa (IR) a VR = 5 V está limitada a un máximo de 10 μA. La intensidad luminosa (IV) varía de 430 mcd (mínimo) a 800 mcd (máximo) bajo la misma condición de prueba, con un valor típico de 600 mcd. La longitud de onda dominante (Wd) se especifica entre 465 nm y 475 nm, con un valor típico de 467 nm.

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

El LED no debe exceder las siguientes clasificaciones máximas absolutas: potencia disipada (PD) 102 mW, corriente directa (IF) 30 mA, corriente directa de pico (IFP) 100 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10 ms), tensión inversa (VR) 5 V, descarga electrostática (ESD) 2000 V (HBM), temperatura de funcionamiento (TOPR) -40 a +100 °C, temperatura de almacenamiento (TSTG) -40 a +100 °C y temperatura de unión (TJ) 120 °C. Superar estos valores puede causar daños permanentes.

2.3 Características térmicas

La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RthJ-S) se especifica con un máximo de 300 °C/W. Es esencial una gestión térmica adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo de 120 °C y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

3. Sistema de clasificación en bins

3.1 Bins de tensión directa

A IF = 20 mA, la tensión directa se divide en seis bins: G1 (2.8-2.9 V), G2 (2.9-3.0 V), H1 (3.0-3.1 V), H2 (3.1-3.2 V), I1 (3.2-3.3 V), I2 (3.3-3.4 V). Este sistema de clasificación permite a los clientes seleccionar LEDs con una tolerancia estrecha de VF para una distribución uniforme de corriente en configuraciones en serie o paralelo.

3.2 Bins de intensidad luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en J20 (430-530 mcd), K10 (530-650 mcd) y K20 (650-800 mcd). Esto asegura un brillo consistente en aplicaciones que requieren una salida de luz emparejada.

3.3 Bins de longitud de onda dominante

La longitud de onda dominante se clasifica en D10 (465-467.5 nm), D20 (467.5-470 nm), E10 (470-472.5 nm) y E20 (472.5-475 nm). Esto proporciona un control de color estricto para la iluminación interior automotriz donde la consistencia del color es crítica.

4. Análisis de curvas de rendimiento

4.1 Tensión directa vs. Corriente directa

Como se muestra en la Fig. 1-7, la corriente directa aumenta exponencialmente con la tensión directa. A 3.0 V la corriente es aproximadamente 20 mA; a 3.2 V sube a unos 120 mA. Esto resalta la necesidad de resistencias limitadoras de corriente o control de corriente constante.

4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa

La Fig. 1-8 muestra que la intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 30 mA. A 20 mA la intensidad relativa es aproximadamente del 80%, y a 30 mA alcanza aproximadamente el 100%.

4.3 Temperatura de soldadura vs. Intensidad relativa y corriente directa

Las Figs. 1-9 y 1-10 demuestran que al aumentar la temperatura de soldadura de 25 °C a 100 °C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 85% de su valor a 25 °C, y la corriente directa máxima permitida se reduce de 30 mA a unos 10 mA. La reducción térmica es esencial para un funcionamiento fiable a temperaturas ambiente elevadas.

4.4 Tensión directa vs. Temperatura de soldadura

De la Fig. 1-11, la tensión directa disminuye linealmente al aumentar la temperatura a una velocidad de aproximadamente -2 mV/°C. Este coeficiente de temperatura negativo debe tenerse en cuenta en el diseño del convertidor.

4.5 Patrón de radiación

El diagrama de radiación (Fig. 1-12) muestra una distribución tipo lambertiana con un ángulo de media potencia de aproximadamente 120 grados, confirmando la característica de ángulo de visión amplio.

4.6 Espectro y longitud de onda vs. Corriente

La Fig. 1-13 ilustra que la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente (dentro de ±3 nm) a medida que la corriente directa varía de 0 a 80 mA. El espectro (Fig. 1-14) es un pico estrecho centrado alrededor de 467 nm con un ancho total a media altura de aproximadamente 25 nm, típico de los LED azules InGaN.

5. Información mecánica y de empaque

5.1 Dimensiones del paquete

El paquete del LED mide 3.50 mm x 2.80 mm x 1.84 mm (largo x ancho x alto). La vista superior muestra un área emisora de luz rectangular de aproximadamente 2.40 mm x 2.18 mm. La vista inferior revela dos almohadillas de soldadura con marcado de polaridad: la almohadilla del ánodo es más grande (2.0 mm x 1.25 mm) y la del cátodo es más pequeña (0.75 mm x 1.25 mm). Se proporcionan almohadillas de soldadura recomendadas (Fig. 1-5) con un paso de 4.45 mm entre centros de almohadillas para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Polaridad y manipulación

El LED tiene una marca de polaridad clara (un pequeño punto o muesca en el paquete) que indica el lado del cátodo. Se debe tener cuidado de alinear la marca de polaridad con la serigrafía del PCB. El encapsulante de silicona es blando; evite aplicar presión directamente sobre la superficie de la lente durante la manipulación o las operaciones de pick-and-place.

6. Guías de soldadura y ensamblaje

6.1 Perfil de soldadura por reflujo

El perfil de soldadura por reflujo recomendado sigue los estándares JEDEC: precalentamiento de 150 °C a 200 °C durante 60-120 segundos, rampa hasta 217 °C con una pendiente máxima de 3 °C/s, mantenerse por encima de 217 °C por no más de 60 segundos, temperatura pico de 260 °C por hasta 10 segundos (con un máximo de 30 segundos dentro de 5 °C del pico), y enfriamiento a una velocidad que no exceda 6 °C/s. El tiempo total desde 25 °C hasta el pico debe ser inferior a 8 minutos. No realice reflujo más de dos veces, y si transcurren más de 24 horas entre reflujos, los LEDs deben hornearse antes de reutilizarlos.

6.2 Soldadura manual

Para soldadura manual, use un cautín ajustado por debajo de 300 °C y complete la unión en menos de 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual por LED.

6.3 Almacenamiento y horneado

Las bolsas barrera contra la humedad sin abrir deben almacenarse a ≤30 °C y ≤75% de humedad relativa, y usarse dentro de un año desde la fecha de sellado. Después de abrir, úselas dentro de 24 horas bajo ≤30 °C y ≤60% HR. Si se exceden las condiciones de almacenamiento o el indicador de desecante ha cambiado de color, hornee los LEDs a 60±5 °C durante ≥24 horas antes de usar.

7. Información de empaque y pedido

7.1 Cinta portadora y carrete

Los LEDs se suministran en empaque de cinta y carrete con 2000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene un ancho de 8.0 mm, con un paso de 4.0 mm (típico para PLCC2). El diámetro del carrete es de 178 mm, el diámetro del cubo de 60 mm y el diámetro del núcleo de 13.0 mm. La cinta tiene una cinta de cubierta que está sellada por calor en la parte superior.

7.2 Información de la etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta que contiene: Número de pieza (PART NO.), Número de especificación (SPEC NO.), Número de lote (LOT NO.), Código de bin (BIN CODE), Flujo luminoso (Ф), Bin de cromaticidad (XY), Tensión directa (VF), Longitud de onda (WLD), Cantidad (QTY) y Fecha de fabricación (DATE). El código de bin es esencial para pedir combinaciones específicas de VF/IV/Wd.

7.3 Bolsa barrera contra la humedad y caja

Los carretes se sellan en una bolsa barrera contra la humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Luego, la bolsa se empaqueta en cajas de cartón para su envío. La caja exterior lleva advertencias de manipulación como "Atención: Observe las precauciones para el manejo de dispositivos sensibles a descargas electrostáticas".

8. Recomendaciones de aplicación

8.1 Aplicaciones típicas

Este LED azul es ideal para iluminación interior automotriz, como iluminación del tablero, iluminación ambiental e indicación de interruptores. También se puede usar en indicadores de estado, retroiluminación y señalización general donde se requiera una fuente de luz azul de espectro estrecho.

8.2 Consideraciones de diseño

• Incluya siempre una resistencia limitadora de corriente o use un controlador de corriente constante para evitar sobrecorriente debido a variaciones de VF.
• Mantenga la temperatura de unión por debajo de 120 °C proporcionando una disipación de calor adecuada o reduciendo la corriente directa a altas temperaturas ambiente.
• En arreglos en serie/paralelo, asegúrese de que cada LED reciba corriente casi igual coincidiendo los bins de VF o usando fuentes de corriente individuales.
• Evite la exposición a compuestos que contengan azufre por encima de 100 ppm, bromo por encima de 900 ppm, cloro por encima de 900 ppm, o halógenos totales por encima de 1500 ppm en el entorno circundante o materiales de acoplamiento.
• Minimice los compuestos orgánicos volátiles (COV) de adhesivos, selladores o plásticos cercanos para evitar la decoloración de la silicona y la degradación de la salida de luz.
• Proporcione medidas de protección contra ESD (por ejemplo, estaciones de trabajo con conexión a tierra, ionizadores) ya que el LED es sensible a descargas electrostáticas (umbral ESD 2 kV HBM).

9. Comparación tecnológica

En comparación con los LED PLCC2 estándar, el RF-BNRA30TS-BB ofrece un ángulo de visión más amplio (120° frente a los típicos 90°) y una clasificación de longitud de onda más estricta (pasos de hasta 2.5 nm). Su calificación AEC-Q101 lo hace adecuado para condiciones de estrés automotriz (ciclos de temperatura, alta humedad, etc.) que las piezas de grado de consumo pueden no soportar. La resistencia térmica de 300 °C/W es típica para este paquete, pero requiere una gestión térmica cuidadosa en aplicaciones de alta potencia.

10. Preguntas frecuentes

10.1 ¿Puedo usar este LED a 30 mA de forma continua?

Sí, la corriente directa máxima absoluta es de 30 mA. Sin embargo, a esta corriente, la temperatura de unión puede aumentar significativamente dependiendo del entorno térmico. Se recomienda reducir la corriente a temperaturas de soldadura elevadas como se muestra en la curva de reducción. Para una fiabilidad a largo plazo, es preferible operar a 20-25 mA.

10.2 ¿Cuál es la luminosidad típica a 20 mA?

La intensidad luminosa típica es de 600 mcd a IF=20 mA. Dependiendo del bin, puede variar de 430 a 800 mcd.

10.3 ¿Cómo limpio el LED después de soldar?

Use alcohol isopropílico como solvente de limpieza. Evite la limpieza por ultrasonido, ya que puede dañar el LED. Asegúrese de que el solvente de limpieza no ataque el encapsulante de silicona.

11. Ejemplo de caso de aplicación

Considere una tira de luz ambiental interior automotriz que contenga 20 LEDs en serie. Cada LED tiene una VF típica de 3.0 V a 20 mA. Suponiendo un sistema eléctrico de vehículo de 14 V, la caída de tensión en serie es de 60 V, lo que excede la fuente de alimentación. En su lugar, una configuración en paralelo con resistencias limitadoras de corriente individuales es más práctica. Para un solo LED, una resistencia de (14 V – 3.0 V) / 0.02 A = 550 Ω (use el valor estándar de 560 Ω) limitaría la corriente a aproximadamente 19.6 mA. Si se usan múltiples LEDs, cada uno debe tener su propia resistencia para evitar la acumulación de corriente debido a las diferencias de bin de VF.

12. Principio de funcionamiento

El LED azul se basa en nitruro de galio (GaN) cultivado epitaxialmente sobre un sustrato de zafiro o silicio. Cuando se polariza en directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región del pozo cuántico, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida del material InGaN. La longitud de onda dominante se controla mediante la composición de indio. La salida de luz se extrae a través del paquete transparente y la lente de silicona, que también da forma al patrón de radiación.

13. Tendencias de desarrollo

Los LED azules continúan evolucionando hacia una mayor eficiencia (lm/W) y una mejor estabilidad del color en función de la temperatura y la vida útil. La industria automotriz exige estándares de fiabilidad más altos como AEC-Q102, y las versiones futuras de este producto pueden incorporar una gestión térmica mejorada y un rango de temperatura de funcionamiento más amplio. La miniaturización (por ejemplo, el paquete 2835 sigue siendo popular) y la integración con control inteligente (por ejemplo, iluminación matricial) son tendencias en curso.