Especificación de LED Rojo 0402 - 1.0x0.5x0.4mm - Voltaje Directo 1.6-2.4V - Potencia 48mW - Hoja de Datos Técnica

1. Resumen del Producto

1.1 Descripción General

Este LED es un diodo emisor de luz rojo de montaje superficial fabricado con un chip rojo. Las dimensiones del paquete son 1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm, lo que lo hace adecuado para diseños compactos. Ofrece un amplio ángulo de visión y es compatible con procesos estándar de ensamblaje SMT. El dispositivo está diseñado para aplicaciones generales de indicador y visualización.

1.2 Características

• Ángulo de visión extremadamente amplio de 140 grados.
• Adecuado para todos los procesos de ensamblaje y soldadura SMT.
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (según JEDEC).
• Cumple con RoHS y está libre de sustancias peligrosas.

1.3 Aplicaciones

• Indicadores ópticos en electrónica de consumo.
• Retroiluminación de interruptores y símbolos.
• Señalización electrónica general y módulos de visualización.

2. Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas (a Ts=25°C, IF=5mA)

Los siguientes son los parámetros eléctricos y ópticos clave medidos a una corriente directa de 5 mA y temperatura ambiente de 25°C:

• Ancho de Banda Espectral a Media Altura:15 nm (típico). Indica la anchura del espectro de emisión a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (VF):Clasificado en 8 rangos de 1.6 V a 2.4 V, con incrementos de 0.1 V. Los intervalos incluyen A1 (1.6-1.7V), A2 (1.7-1.8V), B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V).
• Longitud de Onda Dominante (λD):Disponible en tres intervalos: F00 (625–630 nm), G00 (630–635 nm), H00 (635–640 nm).
• Intensidad Luminosa (IV):Ordenada en seis intervalos: A00 (8–12 mcd), B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):140 grados (típico), proporcionando un patrón de radiación amplio.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA con voltaje inverso VR=5V.
• Resistencia Térmica (RTHJ-S):Máximo 450 °C/W, indicando la resistencia térmica entre la unión y el punto de soldadura.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

Para evitar daños, el LED no debe operarse más allá de los siguientes límites:

• Disipación de Potencia (Pd): 48 mW.
• Corriente Directa (IF): 20 mA continua.
• Corriente Directa de Pico (IFP): 60 mA (ancho de pulso 0.1 ms, ciclo de trabajo 1/10).
• Descarga Electrostática (ESD, HBM): 2000 V.
• Temperatura de Operación (Topr): -40 a +85 °C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg): -40 a +85 °C.
• Temperatura de Unión (Tj): 95 °C.

3. Sistema de Clasificación por Intervalos (Binning)

3.1 Clasificación de Voltaje

El voltaje directo se controla estrictamente mediante clasificación por intervalos para garantizar un rendimiento consistente en circuitos en serie y paralelo. Hay ocho intervalos de voltaje que van desde 1.6 V hasta 2.4 V, cada uno cubriendo una ventana de 0.1 V. Los códigos de intervalo son A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 y D2.

3.2 Clasificación de Longitud de Onda

La longitud de onda dominante se clasifica en tres grupos para cumplir con requisitos de color específicos: F00 (625–630 nm, rojo profundo), G00 (630–635 nm, rojo estándar) y H00 (635–640 nm, rojo ligeramente más largo).

3.3 Clasificación de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se divide en seis intervalos para proporcionar flexibilidad en la selección de brillo. Los intervalos van desde A00 (más bajo) hasta F00 (más alto), con valores de 8 mcd a 100 mcd.

4. Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs Corriente Directa

La curva muestra una relación logarítmica: a medida que aumenta la corriente directa, el voltaje directo también aumenta gradualmente. A 5 mA, el voltaje típico es de aproximadamente 1.8–2.0 V dependiendo del intervalo.

4.2 Corriente Directa vs Intensidad Relativa

La salida de luz relativa aumenta con la corriente directa. La curva es casi lineal hasta 20 mA, lo que indica una buena eficiencia con corrientes de excitación típicas.

4.3 Temperatura del Pin vs Intensidad Relativa

A medida que aumenta la temperatura del pin, la intensidad relativa disminuye. A 85°C, la intensidad puede caer a aproximadamente 80–90% del valor a 25°C, dependiendo de la corriente.

4.4 Temperatura del Pin vs Corriente Directa

Las temperaturas más altas requieren una reducción de la corriente directa para evitar exceder la temperatura máxima de la unión.

4.5 Corriente Directa vs Longitud de Onda Dominante

El aumento de la corriente directa provoca un ligero desplazamiento en la longitud de onda dominante, típicamente unos pocos nanómetros hacia longitudes de onda más largas.

4.6 Intensidad Relativa vs Longitud de Onda

El espectro de emisión tiene un pico alrededor de 625–640 nm con un ancho de media altura de 15 nm, proporcionando un color rojo estrecho.

4.7 Patrón de Radiación

El diagrama de radiación muestra un ángulo amplio de 140 grados, lo que hace que el LED sea adecuado para iluminación de áreas amplias en aplicaciones de indicadores.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete del LED mide 1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm (largo × ancho × alto). La vista superior muestra dos electrodos: ánodo y cátodo. La vista inferior revela almohadillas de soldadura de diferentes tamaños para una fácil identificación. La polaridad está marcada con una muesca o un punto en la superficie superior.

5.2 Polaridad y Patrones de Soldadura

El patrón de soldadura recomendado consta de dos almohadillas: una para el ánodo (más grande) y otra para el cátodo (más pequeña). Una alineación adecuada garantiza la polaridad correcta. Las dimensiones del diseño se proporcionan en la hoja de datos: 0.6 mm para cada almohadilla con un espaciado de 0.5 mm.

5.3 Dimensiones de la Cinta y el Carrete

La cinta portadora utiliza un ancho de 8 mm, con un paso de 2.00 mm para los bolsillos de los componentes. El diámetro del carrete es de 178 mm, con un ancho de 8.0 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Soldadura por Reflujo SMT

El perfil de reflujo recomendado implica una velocidad de rampa de hasta 3°C/s, precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60–120 segundos, seguido de una rampa hasta una temperatura máxima de 260°C (máx) durante 10 segundos. Enfriamiento a una velocidad de hasta 6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos.

6.2 Soldadura Manual

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

6.3 Reparación y Retrabajo

No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, use un soldador de doble cabeza y verifique que las características del LED no se vean comprometidas. Evite el estrés mecánico durante el enfriamiento.

6.4 Precauciones Generales

No monte LEDs en áreas de PCB deformadas. Después de la soldadura, no deforme la placa ni aplique vibraciones. No se permite el enfriamiento rápido después del reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Cinta Portadora y Carrete

El empaquetado estándar es de 4000 piezas por carrete en cinta portadora de 8 mm. La cinta tiene orificios de alimentación y una cinta de cubierta superior. El carrete está etiquetado con el número de pieza, número de lote, códigos de intervalo, cantidad y fecha.

7.2 Empaque Resistente a la Humedad

Los LEDs se envían en bolsas barrera contra la humedad con desecante para mantener niveles bajos de humedad. El Nivel 3 de MSL requiere que, después de abrir, los dispositivos se utilicen dentro de las 168 horas si se almacenan a ≤30°C/60%HR. Se requiere horneado a 60°C durante 24 horas si se excede el límite de tiempo.

7.3 Resumen de Pruebas de Confiabilidad

El producto ha superado pruebas de confiabilidad estándar que incluyen soldadura por reflujo (260°C, 10s, 2 ciclos), ciclo de temperatura (−40°C a 100°C, 100 ciclos), choque térmico (−40°C/100°C, 300 ciclos), almacenamiento a alta temperatura (100°C, 1000h), almacenamiento a baja temperatura (−40°C, 1000h) y prueba de vida (25°C, 5mA, 1000h). Los criterios de falla se definen como cambio de VF >10%, IR >2x límite o caída de intensidad >30%.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Para aplicaciones de indicador, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, a 5V de alimentación y 5mA de corriente, una resistencia de aproximadamente 640Ω (para VF≈1.8V) es adecuada. Para mayor brillo, conduzca hasta 20mA con una gestión térmica adecuada.

8.2 Protección ESD

El LED tiene un voltaje de resistencia ESD de 2000V (HBM). Sin embargo, se recomiendan precauciones ESD estándar (conexión a tierra, pulseras antiestáticas, ionizadores) durante la manipulación y el ensamblaje.

8.3 Diseño Térmico

Aunque la resistencia térmica es relativamente alta (450°C/W), la baja disipación de potencia hace que el calor sea manejable. Asegure un buen contacto de la unión de soldadura y evite colocar el LED cerca de fuentes de calor de alta potencia.

9. Comparación Técnica

9.1 Comparación con LEDs Rojos 0402 Estándar

Este LED ofrece un ángulo de visión más amplio (140°) en comparación con los dispositivos típicos de 120°. Las opciones de clasificación estrecha permiten una mejor consistencia de color y brillo. La clasificación ESD de 2 kV es más alta que la de muchos LEDs estándar (típicamente 1 kV). La resistencia térmica es comparable a paquetes similares.

10. Preguntas Frecuentes

10.1 ¿Cuál es la corriente directa recomendada?

La corriente de prueba típica es de 5 mA, pero el LED puede conducirse hasta 20 mA de forma continua. Para pulsos, hasta 60 mA con un ciclo de trabajo del 10%.

10.2 ¿Cómo debo almacenar los LEDs después de abrir la bolsa?

Almacene a ≤30°C y ≤60% HR. Úselos dentro de las 168 horas. Si no se usan, hornee a 60°C durante 24 horas antes de su uso.

10.3 ¿Puedo usar estos LEDs en aplicaciones exteriores?

El rango de temperatura de operación es de -40 a +85°C, adecuado para muchas aplicaciones exteriores si se protegen adecuadamente de la humedad y el estrés mecánico.

11. Ejemplos Prácticos de Aplicación

11.1 Indicador de Estado en una Funda de Teléfono Inteligente

Se utiliza un LED rojo 0402 para indicar el estado de carga. Con una corriente de 5 mA, proporciona visibilidad suficiente. El amplio ángulo de visión garantiza que el indicador se vea desde varios ángulos.

11.2 Botón Pulsador Retroiluminado en Consola Automotriz

Se colocan múltiples LEDs 0402 detrás de un símbolo para proporcionar retroiluminación roja uniforme. El tamaño compacto permite un empaquetado denso.

12. Principio de Funcionamiento

12.1 Principio de Funcionamiento del LED Rojo

El LED se basa en una unión semiconductora fabricada con un material emisor de rojo (típicamente AlGaInP o GaAsP). Cuando se aplica una polarización directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, emitiendo fotones con energía correspondiente al rango de longitud de onda roja (625–640 nm). La intensidad es proporcional a la corriente. El chip está encapsulado en un paquete de epoxi transparente o silicona que dirige la luz hacia afuera.

13. Tendencias de Desarrollo

13.1 Miniaturización y Mayor Eficiencia

La tendencia en el empaquetado de LEDs es hacia tamaños más pequeños como 0402 e incluso 0201, sin sacrificar brillo ni confiabilidad. Los avances en el diseño de chips y la tecnología de fósforo (para LEDs blancos) continúan impulsando una mayor eficacia. Para los LEDs rojos, las estructuras AlGaInP mejoradas han llevado a una mayor eficacia luminosa y mejor estabilidad térmica. Los desarrollos futuros pueden incluir protección ESD integrada y mayor capacidad de potencia en paquetes pequeños.