LED SMD Naranja RF-OUL150TS-CA-E1 - 3.2x1.6x1.88mm - Tensión 1.8-2.3V - Potencia 69mW - Ficha Técnica

1. Descripción General del Producto

1.1 Descripción General

El RF-OUL150TS-CA-E1 es un diodo emisor de luz naranja de montaje superficial fabricado con un chip naranja. Sus dimensiones compactas de encapsulado son 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm, lo que lo hace ideal para aplicaciones con espacio limitado. Este LED está diseñado para todos los procesos de ensamblaje y soldadura SMT, ofreciendo excelente fiabilidad y rendimiento consistente.

1.2 Características Principales

• Ángulo de Visión Estrecho:El dispositivo presenta un ángulo de visión al 50% de Iv de solo 30°, proporcionando una salida de luz concentrada.
• Compatible con SMT:Adecuado para todos los procesos estándar de ensamblaje SMT y soldadura por reflujo.
• Sensibilidad a la Humedad:Clasificado como nivel de sensibilidad a la humedad 3 (MSL 3), requiriendo manipulación y almacenamiento cuidadosos.
• Conforme a RoHS:Totalmente conforme con las directivas ambientales RoHS.

1.3 Aplicaciones

• Indicadores ópticos y luces de señalización
• Interruptores, símbolos y retroiluminación de pantallas
• Indicación visual de propósito general en electrónica de consumo y equipos industriales

2. Especificaciones Técnicas

2.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado de montaje superficial de 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm (largo × ancho × alto). La vista inferior muestra dos terminales (Pad 1 y Pad 2) con una marca de polaridad para la orientación correcta. En la hoja de datos se proporcionan patrones de soldadura recomendados para garantizar un rendimiento térmico y eléctrico óptimo. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0,2 mm a menos que se especifique lo contrario.

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

La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos y ópticos clave a una temperatura ambiente de 25°C y una corriente directa de 20 mA.

2.3 Clasificaciones Máximas Absolutas (Ts = 25°C)

Se debe tener cuidado de no exceder las clasificaciones máximas absolutas. La temperatura de unión debe mantenerse por debajo de 95°C en cualquier condición de operación. La corriente directa máxima real debe determinarse midiendo la temperatura del encapsulado para asegurar que no se supere el límite de temperatura de unión.

3. Sistema de Binning y Selección

3.1 Bins de Longitud de Onda / Cromaticidad

La longitud de onda dominante se divide en dos grupos: E00 (620–625 nm) y F00 (625–630 nm). Esto permite a los diseñadores seleccionar el tono exacto de naranja requerido para su aplicación.

3.2 Bins de Intensidad Luminosa

Hay tres bins de intensidad disponibles: M00 (1200–1800 mcd), N00 (1800–2800 mcd) y O00 (2800–4300 mcd). La elección depende del brillo deseado y la eficiencia óptica del sistema.

3.3 Bins de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cinco bins (B1, B2, C1, C2, D1) que abarcan de 1,8 V a 2,3 V. Este binning garantiza una distribución uniforme de corriente cuando se utilizan LEDs en cadenas en paralelo.

4. Curvas de Rendimiento y Análisis

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La curva Vf-I muestra la relación exponencial típica. A 20 mA, la tensión directa cae dentro de los rangos de bin especificados. La curva ayuda en el diseño de resistencias limitadoras de corriente o controladores de corriente constante.

4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa relativa aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente hasta 30 mA. A corrientes más altas, los efectos de saturación reducen la eficiencia. La curva típica indica una intensidad relativa del 100% a 20 mA.

4.3 Efectos de la Temperatura

La curva de temperatura de soldadura vs. intensidad relativa muestra una ligera disminución de la intensidad a medida que la temperatura aumenta. De manera similar, la corriente directa debe reducirse a temperaturas elevadas para evitar exceder la temperatura máxima de unión. La resistencia térmica de 450 °C/W resalta la necesidad de una buena gestión térmica, especialmente cuando se opera a altas corrientes.

4.4 Distribución Espectral

La curva de intensidad relativa vs. longitud de onda confirma un ancho de banda espectral estrecho de típicamente 15 nm. La longitud de onda pico está aproximadamente en el centro del rango de 620–630 nm, proporcionando una emisión naranja pura.

4.5 Patrón de Radiación

El diagrama de características de radiación muestra un patrón de haz estrecho con un ángulo de visión de 30° (50% de Iv). Esto hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren luz direccional, como indicadores puntuales o retroiluminación de símbolos pequeños.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete

Los LEDs se empaquetan en cinta portadora de 8 mm de ancho con un carrete de 178 mm de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. El paso del bolsillo de la cinta está diseñado para equipos estándar de pick-and-place SMT. El carrete incluye una etiqueta con el número de parte, número de lote, códigos de bin, cantidad y código de fecha.

5.2 Bolsa Barrera contra la Humedad y Almacenamiento

Para proteger contra la absorción de humedad, los carretes se sellan en una bolsa barrera contra la humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa debe permanecer sellada hasta su uso. Condiciones de almacenamiento: antes de abrir la bolsa – temperatura ≤ 30°C, humedad ≤ 75% hasta por un año; después de abrir – temperatura ≤ 30°C, humedad ≤ 60% durante 168 horas (7 días). Si el tiempo de almacenamiento excede estos límites, se requiere un proceso de horneado a 60±5°C durante al menos 24 horas antes de soldar.

5.3 Caja de Cartón

Varios carretes se empaquetan en una caja de cartón estándar para su envío. La caja está etiquetada con información del producto y precauciones de manipulación.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con la soldadura por reflujo sin plomo. El perfil recomendado se basa en los estándares JEDEC:

• Velocidad de rampa promedio (Tsmax a Tp): Máx 3°C/s
• Precalentamiento: 150°C a 200°C durante 60–120 s
• Tiempo por encima de 217°C (TL): 60–150 s
• Temperatura pico (Tp): 260°C, máx 10 s
• Tiempo de mantenimiento dentro de 5°C de Tp: máx 30 s
• Velocidad de enfriamiento: Máx 6°C/s
• Tiempo total desde 25°C hasta pico: máx 8 minutos

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Si el intervalo entre dos pasadas de soldadura supera las 24 horas, los LEDs pueden absorber humedad y dañarse.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador a una temperatura inferior a 300°C durante menos de 3 segundos por almohadilla. Solo se permite una operación de soldadura manual por LED.

6.3 Precauciones

• No monte LEDs en PCB combadas o no coplanares.
• Evite el estrés mecánico o la vibración excesiva durante el enfriamiento después de la soldadura.
• No enfríe rápidamente el dispositivo después del reflujo.
• Si se requiere reparación, use un soldador de doble punta y verifique que las características del LED no se dañen.

7. Pruebas de Fiabilidad y Criterios

7.1 Condiciones de Prueba

El LED ha sido calificado mediante las siguientes pruebas de fiabilidad (22 piezas por prueba, criterio de aceptación 0/1):

• Reflujo (JESD22-B106): 260°C máx, 10 s, 2 veces
• Ciclo de Temperatura (JESD22-A104): -40°C a 100°C, 100 ciclos
• Choque Térmico (JESD22-A106): -40°C a 100°C, 300 ciclos
• Almacenamiento a Alta Temperatura (JESD22-A103): 100°C durante 1000 h
• Almacenamiento a Baja Temperatura (JESD22-A119): -40°C durante 1000 h
• Prueba de Vida (JESD22-A108): 25°C, IF=20 mA durante 1000 h

7.2 Criterios de Falla

La falla se define como cualquier parámetro que exceda los siguientes límites:

• Tensión directa: > 1.1 × Límite Estándar Superior (U.S.L)
• Corriente inversa: > 2.0 × U.S.L (máx 10 μA)
• Flujo luminoso:<0.7 × Límite Estándar Inferior (L.S.L)

Estas pruebas confirman la robustez del LED en condiciones de aplicación típicas.

8. Consideraciones de Diseño y Notas de Aplicación

8.1 Gestión Térmica

Dada la resistencia térmica de 450°C/W, es esencial una disipación de calor adecuada cuando se opera cerca de la corriente máxima. La temperatura de unión debe permanecer por debajo de 95°C. Los diseñadores deben proporcionar áreas de cobre suficientes en la PCB y considerar enfriamiento activo si es necesario.

8.2 Sensibilidad al Azufre y Halógenos

El encapsulante del LED puede degradarse por compuestos de azufre. El contenido de azufre en el entorno circundante y los materiales de contacto debe mantenerse por debajo de 100 PPM. De manera similar, los compuestos de bromo y cloro deben estar cada uno por debajo de 900 PPM, con un total por debajo de 1500 PPM, para evitar el ataque químico a la estructura interna.

8.3 Protección contra Descarga Electroestática (ESD)

Como todos los dispositivos semiconductores, este LED es sensible a ESD. La clasificación HBM es de 2000 V. Se deben utilizar precauciones estándar de ESD (estaciones de trabajo con conexión a tierra, pulseras antiestáticas, empaques conductores) durante la manipulación y el ensamblaje.

8.4 Diseño del Circuito

Es obligatoria una resistencia limitadora de corriente para cada LED o cadena para evitar el descontrol de corriente debido a la variación de la tensión directa. El circuito de excitación debe garantizar que nunca se aplique tensión inversa al LED, ya que esto puede causar migración y falla.

9. Comparación con Tecnologías Alternativas

9.1 vs. LEDs Naranjas de Ángulo Amplio Estándar

El estrecho ángulo de visión de 30° del RF-OUL150TS-CA-E1 lo hace superior para aplicaciones que requieren una salida de luz concentrada con alta intensidad en el eje. Los LEDs de ángulo amplio (por ejemplo, 120°) requerirían ópticas adicionales para lograr la misma direccionalidad, lo que añade costo y complejidad.

9.2 vs. LEDs Rojos en Encapsulados Similares

Los LEDs naranjas (620–630 nm) ofrecen mejor visibilidad con luz ambiental en comparación con el rojo profundo (660 nm) para la detección del ojo humano. También proporcionan un color distintivo para la indicación de estado, diferenciándose de los indicadores rojos o verdes estándar.

10. Preguntas Frecuentes

10.1 ¿Cuál es la corriente directa máxima para operación continua?

La clasificación máxima absoluta es de 30 mA, pero el límite real depende de las condiciones térmicas. A 25°C ambiente y con buena disipación de calor, 30 mA es aceptable. A temperaturas más altas, se requiere reducción de corriente.

10.2 ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

Elija el bin de longitud de onda (E00 o F00) según el tono de color deseado. Seleccione el bin de intensidad (M00, N00, O00) según el brillo requerido. Para la tensión, elija el bin que coincida con el rango de tensión de salida de su controlador para minimizar la disipación de potencia en la resistencia limitadora de corriente.

10.3 ¿Se puede usar este LED en aplicaciones exteriores?

El rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) es adecuado para muchos entornos exteriores. Sin embargo, el LED no está específicamente clasificado para la entrada de humedad o exposición a rayos UV. Puede ser necesario un recubrimiento conformado o encapsulado adicional para condiciones exteriores adversas.

11. Caso de Estudio: Diseño de un Indicador de Estado Direccional

En un panel de control que requería indicadores naranjas brillantes y enfocados visibles desde 3 metros, los ingenieros seleccionaron el RF-OUL150TS-CA-E1 con bin O00 (2800–4300 mcd) y F00 (625–630 nm). Un controlador de corriente constante configurado a 20 mA alimenta cada LED. El diseño de la almohadilla de PCB siguió el patrón de soldadura recomendado con cobre adecuado para la disipación de calor. El estrecho ángulo de visión eliminó la necesidad de ópticas secundarias. El ensamblaje resultante pasó todas las pruebas de fiabilidad y logró una salida de luz uniforme con una interferencia mínima entre indicadores adyacentes.

12. Principios Subyacentes y Tendencias Futuras

12.1 Principio de Emisión de Luz

Este LED utiliza un chip naranja basado en el sistema de materiales AlInGaP (fosfuro de aluminio, indio y galio), que emite luz cuando los electrones se recombinan con los huecos en el semiconductor de banda prohibida directa. El estrecho ancho espectral indica una alta pureza de color.

12.2 Tendencias de la Industria

Los desarrollos continuos en la tecnología de chips están impulsando una mayor eficacia luminosa y tamaños de encapsulado más pequeños. La tendencia hacia la miniaturización y un mayor brillo continúa, permitiendo diseños más compactos y energéticamente eficientes. Además, la adopción de la inspección óptica automatizada y un binning más estricto mejora la consistencia para aplicaciones de visualización y señalización.