Hoja de Datos de LED Emisor Infrarrojo 850nm SMD - Longitud de Onda Pico 850nm - Voltaje Directo 1.4V - Intensidad Radiante 20mW/sr - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente emisor infrarrojo discreto diseñado para aplicaciones de tecnología de montaje superficial (SMT). El dispositivo es un diodo emisor infrarrojo (IRED) de 850nm construido con un sistema de material AlGaAs, encapsulado en un paquete estándar EIA con una lente de cúpula negra para una distribución de luz controlada. Está diseñado para ofrecer un rendimiento fiable en entornos de ensamblaje automatizado.

La función principal de este componente es convertir eficientemente la corriente eléctrica en luz infrarroja con una longitud de onda pico de 850 nanómetros. Esta longitud de onda se utiliza comúnmente en aplicaciones donde la emisión de luz visible es indeseable, o donde se requiere compatibilidad con fotodetectores basados en silicio (que tienen alta sensibilidad alrededor de 850-940nm). El producto cumple con las directivas RoHS y está clasificado como producto ecológico.

1.1 Características Principales y Aplicaciones

El emisor infrarrojo se caracteriza por varias características clave que lo hacen adecuado para la fabricación electrónica moderna:

• Compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo, esencial para el ensamblaje de PCB en grandes volúmenes.
• Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para su uso con equipos automáticos de pick-and-place.
• Presenta un diseño de vista superior con una lente de cúpula negra, proporcionando un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 20 grados para una emisión dirigida.
• La longitud de onda de emisión pico (λp) se especifica en 850nm.

Áreas Principales de Aplicación:El componente está destinado principalmente para su uso como emisor infrarrojo en sistemas que requieren comunicación o detección con luz no visible. Las aplicaciones típicas incluyen, entre otras, unidades de control remoto para electrónica de consumo, enlaces de transmisión inalámbrica de datos infrarrojos de corto alcance y sistemas de sensores infrarrojos montados en PCB, como sensores de proximidad o interruptores ópticos.

2. Valores Máximos Absolutos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. Todas las especificaciones se dan a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.

• Disipación de Potencia (PD):100 mW
• Corriente Directa Pico (IFP):800 mA (en condiciones pulsadas: 300 pulsos por segundo, ancho de pulso de 10μs)
• Corriente Directa en CC (IF):60 mA
• Voltaje Inverso (VR):5 V
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-55°C a +100°C
• Soldadura por Reflujo Infrarrojo:Se permite una temperatura pico máxima de 260°C durante 10 segundos.

Estos valores definen los límites operativos para una vida útil fiable del dispositivo. Exceder la corriente directa en CC o la disipación de potencia generará un calor excesivo, lo que podría provocar una degradación acelerada de la unión semiconductora. El valor de voltaje inverso es crítico para proteger el LED de descargas electrostáticas (ESD) o de una conexión de polaridad incorrecta en un circuito.

3. Características Eléctricas y Ópticas

Los siguientes parámetros están garantizados a una temperatura ambiente de 25°C bajo las condiciones de prueba especificadas. Estos valores representan el rendimiento típico esperado del dispositivo.

• Intensidad Radiante (I_E):20 mW/sr (Típico) a una corriente directa (I_F) de 20mA. La tolerancia de prueba para esta medición es de ±15%.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_Peak):850 nm (Típico) a I_F= 20mA.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):50 nm (Típico) a I_F= 20mA. Esto indica el ancho de banda espectral donde la intensidad radiante es al menos la mitad de su valor pico.
• Voltaje Directo (V_F):1.4 V (Típico), con un máximo de 1.7 V a I_F= 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máximo) a un voltaje inverso (V_R) de 5V.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):20 grados (Típico). θ_1/2se define como el ángulo fuera del eje donde la intensidad radiante cae a la mitad de su valor en el eje óptico (0 grados).

El voltaje directo es un parámetro crucial para el diseño del circuito, ya que determina la caída de voltaje a través del LED y es necesario para calcular el valor de la resistencia limitadora de corriente. El ángulo de visión de 20 grados significa un haz relativamente estrecho, lo que es beneficioso para aplicaciones que requieren iluminación dirigida sobre un área o distancia específica.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Comprender estas curvas es vital para un diseño de sistema robusto.

4.1 Distribución Espectral

La curva de distribución espectral muestra la intensidad radiante relativa en función de la longitud de onda. Para este emisor de 850nm, la salida se centra alrededor de 850nm con un ancho medio típico de 50nm. Esta característica es importante para emparejar el emisor con la sensibilidad espectral del fotodetector receptor (por ejemplo, fotodiodo PIN de silicio o fototransistor) para maximizar la relación señal-ruido.

4.2 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva de reducción de potencia muestra que la corriente directa máxima permitida en CC disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. A la temperatura máxima de operación de +85°C, la corriente continua permitida es significativamente menor que la especificación de 60mA a 25°C. Los diseñadores deben usar esta curva para asegurarse de que el LED no sea sobreexcitado en entornos de alta temperatura.

4.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

La curva IV representa la relación no lineal entre el voltaje directo aplicado y la corriente resultante a través del LED. En esta curva se muestra el voltaje directo típico de 1.4V a 20mA. La naturaleza exponencial de la curva destaca por qué los LED deben ser excitados por una fuente de corriente o con una resistencia limitadora de corriente en serie, ya que un pequeño cambio en el voltaje puede causar un gran cambio en la corriente.

4.4 Intensidad Radiante Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz (intensidad radiante) es aproximadamente proporcional a la corriente directa en su rango de operación normal. No es perfectamente lineal debido al calentamiento y otros factores de eficiencia, pero confirma que controlar la corriente es el método principal para controlar la salida de luz.

4.5 Intensidad Radiante Relativa vs. Temperatura Ambiente

La potencia de salida de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de su unión. Esta curva cuantifica esa relación, mostrando cómo la intensidad radiante relativa cae al aumentar la temperatura ambiente, incluso si la corriente de excitación se mantiene constante. Esta reducción térmica debe tenerse en cuenta en aplicaciones que requieren una salida estable en un amplio rango de temperaturas.

4.6 Patrón de Radiación (Diagrama Polar)

El diagrama polar representa gráficamente el ángulo de visión. La intensidad normalizada se traza contra el ángulo desde el eje central. El diagrama para este dispositivo confirma el semiángulo de 20 grados, mostrando un patrón de haz que es más fuerte en el centro y decae simétricamente.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete de montaje superficial estándar EIA. Las dimensiones clave incluyen el tamaño del cuerpo, el espaciado de los terminales y la altura total. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con una tolerancia típica de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. El paquete presenta un cuerpo de epoxi negro con una lente de cúpula.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas recomendado (huella) para el diseño de PCB para garantizar la formación de juntas de soldadura fiables durante el reflujo. Las dimensiones son 1.8mm de longitud y 1.0mm de ancho para las áreas principales de los pads, con una separación de 1.0mm entre ellas. Se recomienda usar una plantilla metálica para la aplicación de la pasta de soldar con un espesor de 0.1mm (4 mils) o 0.12mm (5 mils).

5.3 Dimensiones del Empaquetado en Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora embutida en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. El ancho de la cinta es de 8mm. Cada carrete contiene 2000 piezas. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. La cinta se sella con una cinta de cubierta, y el número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en un carrete es de dos.

6. Guías de Ensamblaje, Manipulación y Aplicación

6.1 Soldadura y Perfil de Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para el ensamblaje SMT. Se recomienda un perfil de reflujo compatible con JEDEC para soldadura sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave de este perfil incluyen: una etapa de precalentamiento a 150-200°C durante hasta 120 segundos, seguida de un aumento de temperatura hasta un pico máximo de 260°C. El tiempo por encima de 245°C debe controlarse, y el tiempo total a la temperatura pico de 260°C no debe exceder los 10 segundos. Es fundamental seguir las recomendaciones del fabricante de la pasta de soldar y realizar una caracterización a nivel de placa, ya que el perfil ideal puede variar según el ensamblaje específico del PCB.

Para re-trabajo manual con un soldador de hierro, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por junta de soldadura.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Cuando la bolsa de barrera antihumedad original (con desecante) está sellada, los componentes deben almacenarse a 30°C o menos y al 90% de humedad relativa (HR) o menos. La vida útil en estas condiciones es de un año. Una vez abierta la bolsa de barrera, los componentes quedan expuestos a la humedad ambiente. Para un almacenamiento prolongado fuera del embalaje original (más de una semana), se recomienda encarecidamente almacenarlos en un recipiente sellado con desecante o en un desecador purgado con nitrógeno. Si los componentes han estado expuestos a condiciones ambientales durante más de una semana, se requiere un procedimiento de horneado (aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas) antes de la soldadura por reflujo para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria una limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico (IPA). Los limpiadores químicos agresivos pueden dañar la lente de epoxi o el paquete.

6.4 Diseño del Circuito de Excitación

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar una salida de luz consistente y prevenir daños, debe ser excitado por una fuente de corriente controlada. El método más simple y común es usar una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R_series) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_series= (V_supply- V_F) / I_F, donde V_Fes el voltaje directo del LED a la corriente deseada I_F. Cuando se conectan múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente separada para cada LED (como se muestra en el \"Circuito A\" del documento original) para evitar la concentración de corriente y garantizar un brillo uniforme, ya que el voltaje directo puede variar ligeramente de un dispositivo a otro.

6.5 Consideraciones y Precauciones de Aplicación

Este producto está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar, incluidos equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro vidas o la salud (por ejemplo, aviación, sistemas médicos, dispositivos de seguridad críticos), son esenciales una calificación específica y una consulta con el fabricante del componente antes de su integración en el diseño. Los diseñadores siempre deben operar el dispositivo dentro de sus Valores Máximos Absolutos y condiciones de operación recomendadas, considerando los escenarios ambientales más desfavorables para su aplicación.