Especificación LED Rojo Lejano PLCC 2835 - Tamaño 2.8x3.5x0.65mm - Voltaje Directo 1.8-2.6V - Potencia 468mW - Documento Técnico en Español

1. Visión General del Producto

Esta especificación cubre un LED de alto rendimiento de luz roja lejana en un encapsulado PLCC-2 estándar (2.8 mm x 3.5 mm x 0.65 mm). El dispositivo utiliza capas epitaxiales de AlGaAs (arseniuro de galio y aluminio) sobre un sustrato de GaAs para lograr una emisión eficiente en la región roja profunda (730-740 nm). Diseñado principalmente para iluminación hortícola, cultivo de tejidos e iluminación paisajística, este LED combina un amplio ángulo de visión (120 grados) con una robusta fiabilidad adecuada para el ensamblaje SMT automatizado.

Las características clave incluyen:

• Encapsulado: PLCC-2, 2.8 mm x 3.5 mm x 0.65 mm
• Longitud de onda pico: 730-740 nm (Rojo lejano)
• Flujo radiante total: 40-140 mW a 150 mA
• Voltaje directo: 1.8-2.6 V a 150 mA
• Ángulo de visión: 120 grados
• Nivel de sensibilidad a la humedad: MSL 3
• Conforme a RoHS

2. Interpretación Detallada de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas (Ts=25°C)

Todas las mediciones se realizan en un entorno estandarizado con una temperatura de punto de soldadura de 25°C. El LED se prueba a una corriente directa de 150 mA, a menos que se indique lo contrario.

• Voltaje Directo (VF):Varía de 1,8 V (mín.) a 2,6 V (máx.) a 150 mA. El valor típico no se da explícitamente, pero se encuentra dentro del rango de clasificación. La tolerancia de medición es ±0,1 V.
• Corriente Inversa (IR):Menos de 10 µA a VR = 5 V, lo que indica una excelente calidad de la unión.
• Flujo Radiante Total (Φe):40-140 mW a 150 mA. Esta es la potencia óptica total medida con una esfera integradora. Tolerancia: ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados típico (ancho total a la mitad del máximo), proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para una iluminación uniforme.
• Longitud de Onda Pico (λp):730-740 nm, centrada en la región roja lejana crítica para la fotomorfogénesis de las plantas (absorción del fitocromo Pfr). Tolerancia: ±1 nm.
• Resistencia Térmica (RTHJ-S):35°C/W típico desde la unión hasta el punto de soldadura, esencial para los cálculos de gestión térmica.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

Superar estos límites puede causar daños permanentes. El dispositivo debe operarse dentro del área de funcionamiento seguro especificada.

• Disipación de Potencia (PD): 468 mW
• Corriente Directa (IF): 180 mA (CD)
• Corriente Directa Pico (IFP): 300 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms)
• Voltaje Inverso (VR): 5 V
• Descarga Electroestática (ESD HBM): 2000 V
• Temperatura de Operación (TOPR): -40 a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (TSTG): -40 a +100°C
• Temperatura de Unión (TJ): 115°C máx.

Derating: A altas temperaturas ambiente, la corriente directa debe reducirse según la curva de temperatura de soldadura vs. corriente directa (Fig. 1-10) para garantizar que la temperatura de unión se mantenga por debajo de 115°C.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Lotes

Los LEDs se clasifican en lotes según el voltaje directo, la longitud de onda pico y el flujo radiante total a 150 mA. Esto permite a los clientes seleccionar dispositivos con estrechas dispersiones paramétricas para un rendimiento consistente del sistema.

3.1 Lotes de Voltaje Directo (VF)

Ocho lotes de B1 a E2 cubren el rango de 1,8-2,6 V en incrementos de 0,1 V:

• B1: 1,8-1,9 V
• B2: 1,9-2,0 V
• C1: 2,0-2,1 V
• C2: 2,1-2,2 V
• D1: 2,2-2,3 V
• D2: 2,3-2,4 V
• E1: 2,4-2,5 V
• E2: 2,5-2,6 V

3.2 Lotes de Longitud de Onda Pico (λp)

Se definen dos lotes:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 Lotes de Flujo Radiante Total (Φe)

Dos lotes de flujo radiante:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

Nota: La combinación de los lotes de VF, longitud de onda y flujo se indica en la etiqueta de cada carrete para su trazabilidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Fig. 1-7)

El gráfico muestra una característica I-V exponencial típica. A 150 mA, el VF es de alrededor de 2,0-2,2 V (rango medio). La curva es pronunciada, lo que enfatiza la necesidad de una conducción regulada por corriente para evitar el descontrol térmico.

4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa (Fig. 1-8)

La salida de luz aumenta casi linealmente con la corriente hasta aproximadamente 120 mA, luego se satura ligeramente a corrientes más altas debido al calentamiento de la unión. A 150 mA, la intensidad relativa es aproximadamente el 90% del valor a 120 mA.

4.3 Dependencia de la Temperatura (Fig. 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Flujo Relativo vs. Temperatura de Soldadura:A medida que la temperatura aumenta de 20°C a 100°C, el flujo luminoso relativo disminuye aproximadamente un 30% (típico para LEDs de AlGaAs).
• Corriente Directa Máxima vs. Temperatura:Para mantener TJ ≤ 115°C, la corriente directa permitida debe reducirse por encima de 60°C. Por ejemplo, a 85°C, la IF no debe exceder los 120 mA.
• Voltaje Directo vs. Temperatura:El VF disminuye linealmente con la temperatura (aproximadamente -2 mV/°C), lo cual es típico para los LEDs.
• Longitud de Onda vs. Temperatura:La longitud de onda pico se desplaza ligeramente hacia longitudes de onda más largas (corrimiento al rojo) con el aumento de temperatura, aproximadamente +0,03 nm/°C.

4.4 Distribución Espectral (Fig. 1-13)

El espectro de emisión es estrecho (FWHM aproximadamente 20-25 nm) centrado en 730-740 nm. El pico coincide con el pico de absorción del fitocromo Pfr de las plantas (730 nm), lo que lo hace ideal para el control fotoperiódico en horticultura.

4.5 Diagrama de Radiación (Fig. 1-14)

El patrón de emisión es similar al de Lambert, con una intensidad relativa que cae al 50% a ±60 grados fuera del eje, confirmando el ángulo de visión de 120 grados.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado PLCC-2 tiene una huella superior de 2,80 mm x 3,50 mm, con una altura de 0,65 mm. La vista inferior muestra dos almohadillas de ánodo/cátodo (A: Ánodo, C: Cátodo) con marcado de polaridad en la parte superior. Tolerancias ±0,2 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Patrón de Soldadura

Se proporcionan almohadillas de soldadura recomendadas en la Fig. 1-5. El patrón incluye dos almohadillas rectangulares con dimensiones de 1,90 mm x 2,10 mm (ánodo) y 2,10 mm x 1,90 mm (cátodo) para coincidir con los terminales inferiores.

5.3 Identificación de Polaridad

Hay una marca de polaridad clara (muesca o punto) en la superficie superior. El cátodo es típicamente la almohadilla más grande (ver Fig. 1-4).

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo recomendado (Fig. 3-1) cumple con los estándares JEDEC. Parámetros clave:

• Velocidad de rampa: 3°C/s máx.
• Precalentamiento: 150-200°C durante 60-120 s
• Tiempo por encima de 217°C (TL): 60 s máx.
• Temperatura pico (TP): 260°C durante 10 s máx.
• Velocidad de enfriamiento: 6°C/s máx.
• Tiempo total desde 25°C hasta TP: ≤8 minutos

Solo se permiten dos ciclos de reflujo. Soldadura manual: temperatura del hierro<300°C,<3 segundos, una sola vez.

6.2 Manejo de la Humedad

Los LEDs son sensibles a la humedad (MSL 3). Antes de abrir la bolsa de aluminio: almacenar a<30°C / 75% HR, usar dentro de 1 año. Después de abrir:<30°C / 60% HR, usar dentro de 24 horas. Si se excede, hornear a 60±5°C durante ≥24 horas antes de usar.

6.3 Precauciones de Limpieza y Manejo

El encapsulante de silicona es blando; evite la presión mecánica sobre la lente. Use solo alcohol isopropílico para la limpieza; no se recomienda la limpieza ultrasónica. Se deben evitar los adhesivos que emitan vapores orgánicos. Las precauciones antiestáticas son obligatorias (sensibilidad ESD 2000 V HBM).

7. Información de Empaque y Pedido

7.1 Especificaciones de Empaque

Cada carrete contiene 4000 piezas (máx.). Las dimensiones de la cinta portadora se especifican en la Fig. 2-1, con un indicador de dirección de avance y marcado de polaridad. Dimensiones del carrete: 178 mm de diámetro (con buje de 13,5 mm), 10,5 mm de ancho. Empaque en bolsa antiestática y caja de cartón (Fig. 2-2 a 2-5).

7.2 Información de la Etiqueta

Cada carrete está etiquetado con el Número de Pieza, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Lote (incluyendo lote de VF, lote de longitud de onda, lote de flujo), Cantidad y Código de Fecha.

Ejemplo de número de pieza:RF-AL-T28352H0FR-00(codificación del encapsulado, color y lote de flujo/longitud de onda).

8. Sugerencias de Aplicación

Este LED rojo lejano es ideal para:

• Fábricas de Plantas:Iluminación suplementaria en granjas verticales para promover la floración y fructificación (interacción con fitocromos).
• Cultivo de Tejidos:Fuentes de luz monocromática para propagación in vitro sin daño por calor.
• Iluminación Paisajística:Iluminación de acento con tono rojo profundo para jardines o elementos arquitectónicos.
• Iluminación General:Usado en combinación con LEDs azules/rojos profundos para crear luminarias hortícolas de amplio espectro.

Consideraciones de diseño:

• Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante para evitar sobrecorriente.
• Asegure una buena disipación térmica en las almohadillas de soldadura para mantener la temperatura de unión por debajo de 115°C.
• Para matrices, considere la caída de voltaje en pistas largas y los desajustes de compartición de corriente debido a la dispersión del lote de VF.
• Evite exponer la lente de silicona a altas concentraciones de azufre, cloro o bromo (límites: S<100 ppm, Br/Cl individual<900 ppm, Br+Cl total<1500 ppm).

9. Comparación Técnica con Tecnologías Competidoras

En comparación con los LEDs rojos estándar de AlGaInP (630-660 nm), el LED rojo lejano de AlGaAs ofrece una mayor eficiencia radiante en la banda de 730-740 nm. Esta longitud de onda es específicamente requerida para la respuesta del fitocromo Pfr, que no se puede lograr con LEDs rojos estándar. AlGaAs también demuestra una mejor estabilidad térmica que AlGaInP en la región roja lejana, aunque la gestión térmica sigue siendo crítica.

10. Preguntas Frecuentes

1. ¿Puedo alimentar este LED a 200 mA?El máximo absoluto es 180 mA continuos. Alimentar a 200 mA puede exceder la clasificación de temperatura de unión si no se considera la resistencia térmica. No se recomienda.
2. ¿Cuál es la eficiencia típica (mW/mA)?A 150 mA, el flujo radiante es de ~90 mW (lote medio típico), lo que da ~0,6 mW/mA. La eficiencia disminuye con la corriente debido a la caída.
3. ¿Cómo selecciono el lote correcto para mi diseño?Para una longitud de onda precisa, elija R25 o R26. Para un brillo consistente, seleccione FR o FR2. Para el emparejamiento de voltaje en cadenas en serie, elija un lote de VF estrecho.
4. ¿Es este LED compatible con equipos comunes de pick-and-place SMT?Sí, el encapsulado PLCC-2 es estándar y puede ser manejado por la mayoría de las máquinas con la boquilla adecuada (evitando presión sobre la lente de silicona).

11. Estudio de Caso de Aplicación Práctica

Caso: Producción de Lechuga en Interiores
Una fábrica de plantas que utiliza un 20% de LEDs azules (450 nm) y un 80% de LEDs rojo lejano (730 nm) con un PPFD total de 200 µmol/m²/s aumentó el rendimiento de lechuga en un 15% en comparación con un espectro de 70% rojo (660 nm) + 30% azul. El componente rojo lejano promovió la expansión de las hojas y aceleró el ciclo de crecimiento. Los LEDs se alimentaron a 120 mA (para mantenerse dentro de los límites térmicos) y se montaron en PCB de núcleo de aluminio con vías térmicas. No se observaron fallos después de 10.000 horas.

12. Principio de Funcionamiento

El LED se basa en una estructura de doble heterounión (DH) de unión p-n de AlGaAs cultivada sobre un sustrato de GaAs. Cuando se polariza directamente, los electrones y los huecos se recombinan radiativamente en la región activa, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida del AlGaAs (~1,7 eV, dando ~730 nm). El encapsulado PLCC proporciona una cavidad reflectante para extraer la luz desde la parte superior, mientras que la lente de silicona protege el chip y mejora la extracción de luz. La amplia banda prohibida de las capas de revestimiento confina eficientemente los portadores, proporcionando una alta eficiencia cuántica interna.

13. Tendencias Tecnológicas y Perspectivas

La demanda de LEDs rojo lejano está creciendo rápidamente con la expansión de la agricultura de ambiente controlado. Las innovaciones se centran en mejorar la eficiencia de pared (~25-35% actualmente) y reducir la resistencia térmica mediante encapsulados avanzados (por ejemplo, sustratos cerámicos, flip-chip). Las tendencias futuras incluyen la integración con sensores para el control de espectro en bucle cerrado y estructuras de múltiples uniones que combinen emisores azules y rojo lejano en un solo encapsulado. El sistema de materiales AlGaAs sigue siendo dominante para los rojos profundos, con mejoras adicionales esperadas en el comportamiento de caída.