LED infrarrojo PLCC4 3,5x2,8x1,85 mm - Tensión directa de 1,5 V - 100 mA - Longitud de onda de 940 nm - Disipación de potencia de 190 mW - Especificaciones técnicas

1. Visión general del producto

1.1 Descripción general

El LED infrarrojo está fabricado con tecnología epitaxial AlGaAs sobre un sustrato, generando una emisión de alta eficiencia en el espectro infrarrojo cercano. El dispositivo está alojado en un encapsulado PLCC4 con dimensiones de 3,5 mm x 2,8 mm x 1,85 mm, lo que lo hace adecuado para diseños compactos y ensamblaje de montaje superficial. El LED emite a una longitud de onda pico típica de 940 nm, ideal para aplicaciones como control remoto, visión nocturna e iluminación automotriz.

1.2 Características

• Encapsulado PLCC4 para compatibilidad con SMT
• Ángulo de visión extremadamente amplio de 120°
• Adecuado para todos los procesos de ensamblaje y soldadura SMT
• Disponible en cinta y carrete para colocación automatizada
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3
• Cumple con las directivas RoHS y REACH
• Calificado según la prueba de estrés AEC-Q102 para semiconductores discretos de grado automotriz

1.3 Aplicaciones

• Iluminación interior y exterior automotriz (por ejemplo, iluminación ambiental, iluminación de sensores)
• Sistemas de control remoto por infrarrojos
• Sensores ópticos y codificadores
• Equipos de visión nocturna

2. Especificaciones técnicas

2.1 Características eléctricas y ópticas (a Ts=25°C, IF=100mA)

2.2 Clasificaciones máximas absolutas (a Ts=25°C)

2.3 Rango de bins para VF, Ie y longitud de onda dominante (IF=100mA)

Los LED se clasifican en bins para tensión directa, intensidad radiante y longitud de onda para garantizar la consistencia. Los bins disponibles son los siguientes:

3. Curvas de rendimiento

3.1 Tensión directa vs. Corriente directa (Fig. 1-7)

La curva típica VF-IF muestra una relación no lineal: a bajas corrientes (10 mA) la tensión es de aproximadamente 1,2 V, aumentando a aproximadamente 1,5 V a 100 mA y 1,7 V a 200 mA. Este comportamiento exponencial es característico de los LED infrarrojos y debe tenerse en cuenta al diseñar controladores de corriente constante.

3.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa (Fig. 1-8)

La salida radiante aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 100 mA. A 100 mA, la intensidad relativa se normaliza al 100 %; a 50 mA es aproximadamente el 60 %. Operar por encima de 100 mA (solo en modo pulsado) produce mayores picos de salida, pero debe limitarse según el ciclo de trabajo.

3.3 Temperatura de soldadura vs. Intensidad relativa (Fig. 1-9)

A medida que aumenta la temperatura del punto de soldadura, la eficiencia del LED disminuye. A 100 °C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 70 % del valor a 25 °C. Es esencial una gestión térmica adecuada para mantener el rendimiento óptico.

3.4 Temperatura de soldadura vs. Corriente directa máxima (Fig. 1-10)

Para mantener la temperatura de unión por debajo de 120 °C, la corriente directa máxima permitida debe reducirse al aumentar la temperatura ambiente. A 25 °C se puede aplicar la corriente completa de 100 mA; a 100 °C la corriente permitida se reduce a aproximadamente 20 mA.

3.5 Tensión directa vs. Temperatura de soldadura (Fig. 1-11)

La tensión directa disminuye linealmente con la temperatura a una tasa de aproximadamente -2,5 mV/°C. Este coeficiente de temperatura negativo debe tenerse en cuenta al diseñar bucles de regulación de corriente.

3.6 Patrón de radiación (Fig. 1-12)

El LED exhibe un patrón de emisión similar al lambertiano con un ángulo de potencia del 50 % de ±60°, correspondiente a un ángulo de visión total de 120°. La radiación es simétrica y se extiende uniformemente en un amplio ángulo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una cobertura amplia.

3.7 Corriente directa vs. Longitud de onda dominante (Fig. 1-13)

La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la corriente: de 940 nm a 65 mA a 946 nm a 105 mA. Este desplazamiento al rojo de aproximadamente 0,2 nm/mA es típico de los emisores infrarrojos y puede necesitar compensación en aplicaciones sensibles a la longitud de onda.

3.8 Distribución espectral (Fig. 1-14)

El espectro de emisión tiene un pico a 940 nm con un ancho total a la mitad del máximo (FWHM) de aproximadamente 40 nm. El espectro es limpio sin picos secundarios, lo que garantiza una alta pureza espectral para filtrado y detección.

4. Información mecánica

4.1 Dimensiones del encapsulado (Fig. 1-1 a 1-4)

El encapsulado del LED es un PLCC4 con dimensiones generales de 3,5 mm x 2,8 mm x 1,85 mm. La vista superior muestra cuatro terminales: cátodo (pin 1) marcado con una muesca de polaridad, ánodo (pin 2) y dos terminales adicionales (pines 3 y 4) que están conectados eléctricamente al disipador de calor para mejorar la disipación térmica. La vista inferior indica una almohadilla térmica de 2,6 mm x 1,6 mm. Los patrones de soldadura recomendados tienen una almohadilla central de 4,6 mm x 2,6 mm con almohadillas de pin de 0,8 mm x 0,7 mm.

4.2 Patrones de soldadura (Fig. 1-5)

Un diseño adecuado del PCB es fundamental para el rendimiento térmico y eléctrico. El patrón de tierra recomendado incluye una gran almohadilla térmica debajo del encapsulado para conducir el calor. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0,2 mm a menos que se indique lo contrario.

5. Información de empaquetado

5.1 Dimensiones de cinta y carrete (Fig. 2-1, 2-2)

Los LED se empaquetan en cinta y carrete con una cantidad de 2000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene un paso de bolsillo de 4,0 mm, un ancho de 12,0 mm y una profundidad de componente optimizada para el encapsulado PLCC4. El carrete tiene un diámetro de 330 mm, un diámetro de cubo de 60 mm y un ancho de 12,6 mm.

5.2 Información de la etiqueta (Tabla 2-2)

Cada carrete está etiquetado con número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin para flujo, bin de cromaticidad, bin de tensión directa, bin de longitud de onda, cantidad y código de fecha. Los códigos de bin corresponden a los rangos clasificados descritos en la Sección 2.3.

5.3 Empaque resistente a la humedad

Los LED se envían en una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. El nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) es Nivel 3, lo que significa que la vida útil en sala es de 168 horas después de abrir la bolsa en condiciones de ≤30 °C/60 % HR. Si se excede la vida útil en sala o la bolsa está dañada, se requiere un horneado a 60±5 °C durante >24 horas antes de su uso.

6. Pruebas de fiabilidad

6.1 Elementos de prueba de fiabilidad (Tabla 2-3)

6.2 Criterios de fallo

Después de las pruebas de fiabilidad, el LED se considera fallado si se excede alguno de los siguientes límites: tensión directa > 1,1 × límite superior de especificación (USL), corriente inversa > 2,0 × USL, o intensidad radiante<< 0,7 × límite inferior de especificación (LSL).

7. Directrices de soldadura

7.1 Perfil de soldadura por reflujo SMT

La soldadura por reflujo debe seguir el perfil de temperatura recomendado: precalentamiento de 150 °C a 200 °C durante 60-120 segundos, tasa de aumento ≤3 °C/s, tiempo por encima de 217 °C (líquido) hasta 60 segundos, temperatura pico de 260 °C con tiempo dentro de 5 °C del pico que no exceda los 30 segundos (máximo 10 segundos en el pico real) y tasa de enfriamiento ≤6 °C/s. El tiempo total desde 25 °C hasta el pico debe ser inferior a 8 minutos. No realice más de dos reflujos. Si transcurren más de 24 horas entre reflujos, se requiere horneado.

7.2 Soldadura manual

La soldadura manual solo está permitida una vez con temperatura del hierro inferior a 300 °C y tiempo de contacto inferior a 3 segundos. Evite aplicar presión sobre la lente de silicona durante la soldadura.

7.3 Reparación

No se recomienda la reparación. Si es inevitable, utilice un soldador de doble punta y evalúe cuidadosamente que las características del LED no se degraden.

8. Precauciones de manejo

8.1 Condiciones de almacenamiento

Antes de abrir la bolsa de barrera contra la humedad: almacene a ≤30 °C y ≤75 % HR, vida útil de 1 año. Después de abrir: utilice dentro de las 24 horas a ≤30 °C y ≤60 % HR. Si no se usa dentro de ese tiempo, hornee a 60±5 °C durante >24 horas.

8.2 Consideraciones ambientales

Evite la exposición a compuestos que contengan azufre por encima de 100 ppm en el entorno del LED. También evite altos niveles de bromo y cloro (cada uno por debajo de 900 ppm, total por debajo de 1500 ppm) para prevenir la corrosión. Utilice materiales que no liberen compuestos orgánicos volátiles (COV) que puedan decolorar el encapsulado de silicona.

8.3 Manejo mecánico

No aplique presión directamente sobre la lente de silicona; manipule el encapsulado por los lados. Utilice boquillas pick-and-place adecuadas con fuerza controlada. No monte LED en PCBs deformados ni doble la placa después de la soldadura.

8.4 Protección contra descargas electrostáticas (ESD)

El LED es sensible a ESD. Utilice estación de trabajo con toma de tierra, pulseras antiestáticas e ionizadores. El umbral HBM es de 2000 V; sin embargo, más del 90 % de los dispositivos pasan en este nivel, por lo que aún se requiere un manejo cuidadoso.

8.5 Diseño térmico

La temperatura de unión no debe exceder los 120 °C. La resistencia térmica al punto de soldadura es de 130 °C/W. Diseñe el PCB con suficiente área de cobre y disipación de calor para mantener baja la temperatura del punto de soldadura. Considere reducir la corriente si la temperatura ambiente es alta.

9. Consideraciones de aplicación

9.1 Iluminación automotriz

Con la calificación AEC-Q102, este LED es adecuado para aplicaciones de iluminación interior y exterior automotriz. El amplio ángulo de visión lo hace ideal para iluminación ambiental y funciones indicadoras. Asegure el cumplimiento de los requisitos de EMC y térmicos automotrices.

9.2 Consejos de diseño

• Utilice un controlador de corriente constante para evitar que las variaciones de tensión directa causen desequilibrio de corriente en cadenas en paralelo.
• Incluya una resistencia en serie por cadena para evitar el descontrol térmico.
• Proporcione vías térmicas adecuadas debajo de la almohadilla térmica.
• Para operación pulsada (por ejemplo, comunicación), respete la corriente pico máxima (700 mA) y el ciclo de trabajo (1/10).
• Filtre o blinde la salida IR para evitar interferencias con otros dispositivos sensibles a IR.

10. Cumplimiento normativo

Este producto está diseñado para cumplir con las regulaciones RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas). También cumple con los requisitos de fiabilidad de AEC-Q102 para pruebas de estrés de grado automotriz. La clasificación MSL es Nivel 3 según JEDEC J-STD-020. El dispositivo está libre de halógenos y libre de antimonio.