LED Rojo 2.7x2.0x0.6mm - Tensión Directa 2.0-2.6V - Potencia 2.184W - Longitud de Onda 617nm - Grado Automotriz

1. Resumen del Producto

1.1 Descripción General

Los dispositivos de color rojo están fabricados con LED de sustrato AlGaInP (fosfuro de aluminio, galio e indio). Las dimensiones del paquete son 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm (largo x ancho x alto). El LED está encapsulado en un paquete EMC (compuesto de moldeo epoxi) que proporciona una excelente confiabilidad y rendimiento térmico.

1.2 Características

• Paquete EMC para propiedades mecánicas y térmicas robustas.
• Ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados.
• Adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura.
• Disponible en cinta y carrete para recogida y colocación automatizada.
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 2 (MSL 2).
• Cumplimiento con las normativas RoHS y REACH.
• Calificaciones basadas en la prueba de estrés AEC-Q102 para semiconductores discretos de grado automotriz.

1.3 Aplicaciones

Iluminación automotriz interior y exterior, incluyendo iluminación ambiental interior, lámparas de señalización exteriores, luces traseras, indicadores de giro y otras funciones de iluminación que requieren alta confiabilidad.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electroópticas (Ts=25°C)

A una corriente directa de 700 mA, el LED presenta las siguientes características eléctricas y ópticas típicas:

• Tensión directa (VF): 2,0 V (mín.) a 2,6 V (máx.). Este rango de voltaje se controla mediante clasificación por bins.
• Corriente inversa (IR): Máximo 10 μA a tensión inversa de 5 V.
• Flujo luminoso (Φ): 105 lm (mín.) a 140 lm (máx.) a 700 mA. Se logra una alta eficacia luminosa mediante un diseño eficiente del chip.
• Longitud de onda dominante (Wd): 612,5 nm (mín.), 617 nm (típ.), 620 nm (máx.). Esto sitúa la emisión en la región roja del espectro visible.
• Ángulo de visión (2θ1/2): 120 grados (típ.). El amplio ángulo de haz asegura una distribución uniforme de la luz.
• Resistencia térmica (RTHJ-S): Máximo 15 °C/W. La baja resistencia térmica ayuda a disipar el calor hacia la unión de soldadura.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites para evitar daños permanentes:

• Disipación de potencia (PD): 2184 mW
• Corriente directa (IF): 840 mA
• Corriente directa de pico (IFP): 1000 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10 ms)
• Tensión inversa (VR): 5 V
• Descarga electrostática (ESD, HBM): 2000 V (rendimiento del 90%; se requiere manejo adecuado)
• Temperatura de operación (TOPR): -40 °C a +125 °C
• Temperatura de almacenamiento (TSTG): -40 °C a +125 °C
• Temperatura de unión (TJ): 150 °C (máx.)

2.3 Rango de Bins de Tensión Directa y Flujo Luminoso

Para garantizar la consistencia, cada LED se clasifica en bins según la tensión directa, el flujo luminoso y la longitud de onda a IF=700 mA:

Bins de tensión directa:

• C0: 2,0 V – 2,2 V
• D0: 2,2 V – 2,4 V
• E0: 2,4 V – 2,6 V

Bins de flujo luminoso:

• SA: 105 lm – 117 lm
• SB: 117 lm – 130 lm
• TA: 130 lm – 140 lm

Bins de longitud de onda dominante:

• 612,5 – 615 nm
• 615 – 617,5 nm
• 617,5 – 620 nm

Los clientes deben especificar los bins deseados para su aplicación. El código de bin en la etiqueta (p. ej., VF: D0, Flux: SB, Longitud de onda: 615-617,5) garantiza la trazabilidad.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La curva característica muestra un aumento exponencial de la corriente directa con la tensión directa. A 700 mA, VF se encuentra entre 2,0 y 2,6 V. La forma de la curva es típica de los diodos AlGaInP.

3.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

La intensidad luminosa relativa aumenta linealmente a corrientes bajas y se satura gradualmente a corrientes más altas debido al calentamiento. A 700 mA, la intensidad relativa es cercana al 100%, proporcionando una eficiencia óptima.

3.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa

A medida que la temperatura del punto de soldadura (Ts) aumenta de 20°C a 120°C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 80%, indicando una caída térmica significativa. Se requiere una buena disipación de calor para mantener el brillo.

3.4 Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa (Reducción)

La corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que la temperatura aumenta para mantener la temperatura de unión por debajo de 150°C. A Ts=100°C, se permiten aproximadamente 600 mA.

3.5 Tensión Directa vs. Temperatura de Soldadura

La tensión directa disminuye linealmente con el aumento de temperatura (coeficiente de temperatura negativo). Esto ayuda a equilibrar las corrientes en cadenas en paralelo, pero debe tenerse en cuenta en el diseño.

3.6 Diagrama de Radiación

El LED emite luz en un ángulo amplio de 120° (ancho completo a media altura). El patrón de radiación es similar a Lambertiano, adecuado para iluminación uniforme de área.

3.7 Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante

El aumento de la corriente directa de 0 a 250 mA provoca un ligero desplazamiento hacia el rojo de aproximadamente 2 nm. Este efecto es mínimo, pero puede considerarse en aplicaciones críticas de color.

3.8 Distribución Espectral

El espectro de emisión alcanza su punto máximo alrededor de 617 nm con un ancho completo a media altura (FWHM) estrecho de aproximadamente 20 nm, típico de los LED rojos AlGaInP. Sin picos secundarios en el rango UV o IR.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete

El paquete del LED tiene dimensiones en vista superior de 2,70 mm x 2,00 mm y una altura de 0,60 mm. La vista inferior muestra dos almohadillas de ánodo (A) y cátodo (C) con dimensiones de 1,30 mm x 0,45 mm espaciadas 1,20 mm. La polaridad está marcada en el paquete. El patrón de soldadura recomendado incluye almohadillas térmicas para disipación de calor.

4.2 Dimensiones de la Cinta Portadora

La cinta portadora tiene dimensiones de bolsillo: A0=2,10±0,1 mm, B0=3,05±0,1 mm, K0=0,75±0,1 mm. Ancho de cinta W=8,0±0,2 mm. Orificios de arrastre: D0=1,55±0,05 mm, E=1,75±0,1 mm, P0=4,0±0,1 mm, P1=4,0±0,1 mm, P2=2,0±0,1 mm, F=3,5±0,1 mm, D1=1,0±0,1 mm.

4.3 Dimensiones del Carrete

Dimensiones del carrete: diámetro del cubo 12±0,1 mm, diámetro exterior 180±1 mm, ancho 60±1 mm, orificio del husillo 13,0±0,5 mm.

4.4 Especificaciones de la Etiqueta

Cada carrete y bolsa de barrera contra la humedad está etiquetada con número de pieza, número de especificación, número de lote, códigos de bin (para flujo, cromaticidad, voltaje, longitud de onda), cantidad y código de fecha.

5. Guía de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo SMT

El perfil de soldadura por reflujo recomendado garantiza uniones de soldadura confiables sin dañar el LED. Parámetros clave: precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos; rampa hasta 217°C; tiempo por encima de 217°C: máximo 60 segundos; temperatura pico 260°C durante máximo 10 segundos; velocidad de enfriamiento máxima 6°C/s. No realice más de dos ciclos de reflujo. Si transcurren más de 24 horas entre dos reflujos, el LED puede absorber humedad y dañarse.

5.2 Reparación

No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, use un soldador de doble punta y verifique el impacto en las características del LED.

5.3 Precauciones

• El encapsulante de silicona es blando; evite presión sobre la superficie superior.
• No monte en un PCB deformado ni doble después de soldar.
• Evite tensiones mecánicas y vibraciones durante el enfriamiento.
• No enfríe rápidamente el dispositivo después de soldar.

6. Información de Empaque y Pedido

6.1 Especificación de Empaque

Empaque estándar: 4000 piezas por carrete. Cada carrete se sella en una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad.

6.2 Empaque Resistente a la Humedad

El carrete se coloca en una bolsa de barrera contra la humedad con etiqueta. La bolsa se sella al vacío para evitar la entrada de humedad.

6.3 Caja de Cartón

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

6.4 Elementos y Condiciones de Prueba de Confiabilidad

Criterio: Cambio de VF ≤ 10% del USL, IR ≤ 200% del USL, flujo ≥ 70% del LSL.

6.5 Criterios para Juzgar Daños

Después de las pruebas de confiabilidad, el LED se considera fallido si la tensión directa supera 1,1 veces el límite superior de especificación (USL), la corriente inversa supera 2,0 veces el USL, o el flujo luminoso cae por debajo de 0,7 veces el límite inferior de especificación (LSL).

7. Recomendaciones de Aplicación

Al diseñar con este LED rojo, considere lo siguiente:

• Gestión Térmica:Use un área de cobre adecuada en el PCB y asegure un buen contacto térmico para mantener la temperatura de la unión de soldadura dentro de los límites. La temperatura de unión no debe exceder los 150°C.
• Limitación de Corriente:Es esencial una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante para evitar el descontrol de corriente debido al coeficiente de temperatura negativo de VF.
• Protección ESD:Use dispositivos de protección ESD (por ejemplo, diodos TVS) y siga los procedimientos de manejo seguros contra ESD.
• Restricciones Ambientales:El entorno y los materiales de acoplamiento deben tener un contenido de azufre inferior a 100 ppm, bromo y cloro cada uno inferior a 900 ppm, y total inferior a 1500 ppm. Evite los COV que pueden decolorar la silicona.
• Almacenamiento:Almacene las bolsas sin abrir a ≤30°C, ≤75% HR hasta por 1 año. Después de abrir, use dentro de 24 horas a ≤30°C, ≤60% HR. Hornee a 60±5°C durante >24 horas si se exceden estos límites.

8. Comparación Técnica

En comparación con los LED rojos convencionales con paquetes PPA o PCT, este dispositivo con paquete EMC ofrece estabilidad térmica superior, ángulo de haz más amplio y menor resistencia térmica. La calificación AEC-Q102 garantiza confiabilidad de grado automotriz. La clasificación por bins estrecha en voltaje, flujo y longitud de onda proporciona una mejor uniformidad para la producción en masa.

9. Preguntas Frecuentes

1. P: ¿Cuál es la tensión directa típica a 700 mA?R: Se encuentra entre 2,0 V y 2,6 V dependiendo del bin. Los bins más comunes están alrededor de 2,2-2,4 V.
2. P: ¿Puedo conducir este LED con corriente pulsada?R: Sí, se permite corriente pico de hasta 1000 mA con ciclo de trabajo 1/10 y ancho de pulso de 10 ms.
3. P: ¿Es este LED adecuado para luces automotrices exteriores?R: Sí, está calificado según AEC-Q102 y puede soportar -40°C a +125°C.
4. P: ¿Cómo debo manejar la sensibilidad a la humedad?R: Siga los procedimientos de MSL2. Hornee si es necesario.
5. P: ¿Puedo usar limpieza ultrasónica?R: No se recomienda; use alcohol isopropílico si se requiere limpieza.

10. Casos de Aplicación Práctica

Caso 1: Luz Trasera Automotriz.Se colocan múltiples LED rojos en una matriz para lograr el brillo requerido de la luz trasera. Configuración serie-paralelo con resistencias de balanceo de corriente. Disipación de calor adecuada mediante PCB de núcleo metálico.

Caso 2: Iluminación Ambiental Interior.LED rojos utilizados para iluminación ambiental. Regulación PWM controlada por microcontrolador. El amplio ángulo de visión garantiza una iluminación uniforme.

11. Principio de Funcionamiento

El LED se basa en una heteroestructura AlGaInP cultivada sobre un sustrato de GaAs. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones del lado n y los huecos del lado p se recombinan en la región activa, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida. La composición de la capa AlGaInP se ajusta para lograr una emisión roja alrededor de 617 nm. El sustrato absorbe longitudes de onda más cortas, y el paquete EMC protege el chip y proporciona extracción de luz.

12. Tendencias de Desarrollo

La industria de iluminación automotriz se está moviendo hacia una mayor eficiencia, miniaturización e integración de funciones inteligentes. Los LED con paquetes más pequeños (como este de 2,7x2,0 mm) permiten módulos de luz más delgados. Los avances en la tecnología de chips continúan mejorando la eficacia luminosa. Además, la mayor adopción de luces traseras totalmente LED y faros matriciales impulsa la demanda de componentes confiables y calificados según AEC-Q102. Este producto se alinea con estas tendencias al ofrecer clasificación por bins estrecha, alta confiabilidad y un factor de forma compacto.