LED Rojo 3030 - Dimensiones 3.0x3.0x0.55mm - Voltaje 2.0-2.6V - Potencia 520mW - Documento Técnico en Español

1. Resumen del Producto

1.1 Descripción General

Este LED rojo se fabrica con tecnología AlGaInP sobre un sustrato, proporcionando alta eficiencia y brillo. El paquete es de tipo EMC con dimensiones de 3.0 mm x 3.0 mm x 0.55 mm, lo que permite un diseño compacto y un buen rendimiento térmico. El dispositivo está diseñado para aplicaciones automotrices y cumple con los estándares de fiabilidad AEC-Q102.

1.2 Características

• Paquete EMC para un rendimiento robusto
• Ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados
• Adecuado para todos los procesos de montaje y soldadura SMT
• Disponible en cinta y carrete para colocación automatizada
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 2
• Cumple con RoHS
• Calificado según AEC-Q102 para grado automotriz

1.3 Aplicaciones

El LED está destinado a iluminación automotriz, tanto interior como exterior. Ejemplos incluyen indicadores de tablero, luces de mapa, luces de freno, intermitentes y luces ambientales.

2. Interpretación Profunda de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

Con una corriente de prueba de 150 mA y una temperatura de soldadura de 25°C, el voltaje directo (VF) varía de 2.0 V a 2.6 V, sin un valor típico especificado debido al binning. La corriente inversa (IR) a 5 V es inferior a 10 µA. El flujo luminoso (Φ) varía de 17.7 lm a 24.2 lm. La longitud de onda dominante (λD) está entre 627.5 nm y 635 nm, característica de la luz roja. El ángulo de visión (2θ1/2) es de 120 grados, proporcionando una amplia dispersión del haz. La resistencia térmica de la unión a la soldadura (Rth JS real) es típicamente de 40 °C/W, con un máximo de 55 °C/W; la resistencia térmica eléctrica es típicamente de 23 °C/W, máximo 31 °C/W.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

Las clasificaciones máximas absolutas a una temperatura de soldadura de 25°C: disipación de potencia (PD) 520 mW, corriente directa (IF) 200 mA, corriente directa pico (IFP) 350 mA (ciclo de trabajo del 10%, ancho de pulso de 10 ms), voltaje inverso (VR) 5 V, ESD (HBM) 2000 V, rango de temperatura operativa de -40°C a +125°C, temperatura de almacenamiento de -40°C a +125°C, temperatura de unión (TJ) 150°C. Es crítico nunca exceder estos límites para evitar daños.

2.3 Características Térmicas

La resistencia térmica es un parámetro clave para la fiabilidad del LED. La resistencia térmica real (Rth JS real) considera tanto las rutas conductoras como convectivas. La resistencia térmica eléctrica (Rth JS el) se deriva de mediciones eléctricas. Se requiere una adecuada disipación de calor para mantener la temperatura de unión por debajo del máximo. La eficiencia de conversión fotoeléctrica a 25°C en modo pulso es del 45%.

3. Sistema de Clasificación por Bins

3.1 Bins de Voltaje Directo

A 150 mA, el voltaje directo se clasifica en los siguientes bins: C0: 2.0-2.2 V, D0: 2.2-2.4 V, E0: 2.4-2.6 V.

3.2 Bins de Flujo Luminoso

Bins de flujo luminoso: JB: 17.7-19.6 lm, KA: 19.6-21.8 lm, KB: 21.8-24.2 lm.

3.3 Bins de Longitud de Onda Dominante

Bins de longitud de onda dominante: F2: 627.5-630 nm, G1: 630-632.5 nm, G2: 632.5-635 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs Corriente Directa

La curva I-V muestra la típica relación exponencial. A baja corriente (30 mA), el voltaje es de aproximadamente 1.9 V; a 200 mA, el voltaje alcanza unos 2.6 V. Esta curva es esencial para diseñar circuitos de control.

4.2 Corriente Directa vs Flujo Luminoso Relativo

El flujo luminoso relativo aumenta con la corriente directa de forma aproximadamente lineal hasta 150 mA, luego comienza a saturarse. A 200 mA, el flujo relativo es aproximadamente un 80% mayor que a 100 mA. Esto indica una caída a corrientes altas.

4.3 Temperatura de Unión vs Flujo Luminoso Relativo

A medida que aumenta la temperatura de unión, el flujo luminoso relativo disminuye. A 125°C, el flujo es aproximadamente el 60% del valor a 25°C. Esta caída térmica debe considerarse en el diseño térmico.

4.4 Temperatura de Soldadura vs Corriente Directa

Esta curva muestra la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura de soldadura. A 25°C, la corriente puede ser de 200 mA; a 125°C, debe reducirse a aproximadamente 50 mA para evitar el sobrecalentamiento.

4.5 Desplazamiento de Voltaje vs Temperatura de Unión

El voltaje directo disminuye al aumentar la temperatura, aproximadamente -2 mV/°C. A 150°C, VF cae unos 0.3 V respecto a 25°C.

4.6 Diagrama de Radiación

El patrón de radiación muestra una distribución amplia, similar a la lambertiana, con intensidad máxima a 0 grados y media intensidad a ±60 grados, confirmando el ángulo de visión de 120 grados.

4.7 Desplazamiento de Longitud de Onda Dominante vs Temperatura de Unión

La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la temperatura, aproximadamente +0.03 nm/°C, resultando en un pequeño desplazamiento hacia el rojo a temperaturas más altas.

4.8 Distribución Espectral

El espectro alcanza su punto máximo alrededor de 630 nm con un ancho total a media altura (FWHM) de aproximadamente 20 nm. La emisión es estrecha, contribuyendo a una alta pureza de color.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El contorno del paquete: 3.00 mm x 3.00 mm x 0.55 mm. Las tolerancias son de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario. Los dibujos detallados muestran la vista superior con marcas de cátodo y ánodo, la vista lateral que muestra la altura y la vista inferior con la disposición de las almohadillas.

5.2 Patrón de Soldadura

Dimensiones recomendadas del patrón de soldadura: tamaño de la almohadilla 0.65 mm x 1.55 mm, separación 2.30 mm, con un ancho total del patrón de 2.40 mm. Una alineación adecuada garantiza una buena fiabilidad de la unión de soldadura.

5.3 Polaridad

La polaridad se indica mediante una marca en el paquete. El cátodo suele estar marcado con una muesca o un punto. Asegure la orientación correcta durante el montaje.

5.4 Dimensiones de la Cinta Transportadora

El ancho de la cinta transportadora es de 8.00 mm, con un paso de bolsillo de 4.00 mm. Los componentes se orientan con la polaridad hacia una dirección específica. Las tolerancias son de ±0.1 mm.

5.5 Dimensiones del Carrete

Diámetro del carrete 180 mm, diámetro del cubo 60 mm, ancho 12 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas.

5.6 Especificación de la Etiqueta

La etiqueta incluye número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin, flujo luminoso, bin de cromaticidad, voltaje directo, longitud de onda, cantidad y código de fecha.

5.7 Embalaje Resistente a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Después de abrir, utilícelo dentro de 24 horas o hornee a 60°C durante 24 horas.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo SMT

El perfil de reflujo sin plomo recomendado: velocidad de aumento máxima 3°C/s, precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, tiempo por encima de 217°C máximo 60 segundos, temperatura pico 260°C durante máximo 10 segundos, velocidad de enfriamiento máxima 6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos. No realice el reflujo más de dos veces y mantenga menos de 24 horas entre reflujos.

6.2 Reparación

No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es necesario, use un soldador de doble punta. Pruebe para asegurarse de que no haya daños en las características del LED.

6.3 Precauciones

• El encapsulante de silicona es blando; evite aplicar presión en la superficie superior durante la manipulación y la colocación.
• No monte en un PCB deformado ni doble el PCB después de la soldadura.
• Evite tensiones mecánicas o vibraciones durante el enfriamiento.
• No enfríe rápidamente el dispositivo después del reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Cantidad de Empaquetado

El empaquetado estándar es de 4000 piezas por carrete. Los pedidos al por mayor se empaquetan en cajas de cartón que contienen varios carretes.

7.2 Código de Pedido

El número de pieza codifica la serie del producto, el paquete y las opciones de bin. Los clientes pueden especificar los bins deseados para voltaje directo, flujo luminoso y longitud de onda para cumplir con los requisitos de la aplicación.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Aplicaciones Típicas

El LED es ideal para iluminación interior automotriz, como luces de techo, luces de lectura e iluminación ambiental, así como para iluminación exterior, como luces traseras, intermitentes y luces de freno. Su amplio ángulo de visión y alto brillo también son adecuados para señalización e iluminación decorativa.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión térmica: Utilice suficiente área de cobre en el PCB y vías térmicas para mantener la temperatura de unión por debajo de 150°C.
• Regulación de corriente: Utilice un controlador de corriente constante con resistencia en serie o un circuito integrado controlador de LED para evitar exceder la corriente máxima.
• Protección ESD: Implemente dispositivos de protección ESD si opera en entornos con alta ESD.
• Compatibilidad de materiales: Evite materiales que contengan azufre (>100 ppm), bromo (>900 ppm), cloro (>900 ppm) o halógenos totales (>1500 ppm) cerca del LED, ya que pueden causar corrosión o decoloración.
• Desgasificación: No utilice adhesivos que emitan compuestos orgánicos volátiles (COV) que puedan penetrar en la lente de silicona.

9. Comparación Técnica (Opcional)

En comparación con los LED con plomo de plástico estándar, este paquete EMC ofrece mejor conductividad térmica, menor tamaño y compatibilidad con la soldadura por reflujo. El ángulo de visión amplio de 120 grados es más amplio que muchos LED SMD estándar (típicamente 110 grados). La calificación AEC-Q102 proporciona garantía para entornos automotrices hostiles donde la temperatura y la vibración son extremas.

10. Preguntas Frecuentes

1. P: ¿Cuál es la corriente máxima para este LED? R: La corriente directa máxima absoluta es de 200 mA en CC, o 350 mA pulsada (ciclo de trabajo del 10%, 10 ms).
2. P: ¿Se puede usar en entornos de alta temperatura? R: El rango de temperatura operativa es de -40°C a +125°C, pero es necesario reducir la corriente a altas temperaturas (consulte la curva de reducción).
3. P: ¿Cuál es la condición de almacenamiento? R: Almacene en la bolsa sellada original a ≤30°C y ≤75% HR hasta por 1 año; después de abrir, use dentro de 24 horas o hornee a 60°C.
4. P: ¿Cuántas veces se puede soldar por reflujo? R: No más de dos veces, con un intervalo de<24 horas.
5. P: ¿Es adecuado para uso en exteriores? R: Sí, con el encapsulado adecuado, pero asegúrese de que no esté expuesto a productos químicos agresivos o rayos UV sin protección.

11. Casos Prácticos

En una aplicación de luz de freno automotriz, una matriz de 6 a 8 LED en serie puede producir más de 100 lúmenes, cumpliendo con los requisitos de brillo reglamentarios. Con una gestión térmica adecuada, los LED mantienen una salida de luz estable durante la vida útil del vehículo. Otro caso es la iluminación ambiental interior, donde el amplio ángulo de visión garantiza una iluminación uniforme en todo el habitáculo.

12. Introducción al Principio

El LED rojo AlGaInP funciona mediante la recombinación de electrones y huecos en la capa activa del semiconductor. El sistema de materiales permite ajustar la banda prohibida para emitir luz roja (alrededor de 630 nm). El paquete EMC protege el chip y proporciona una lente óptica para la extracción de luz. El dispositivo presenta una alta eficiencia cuántica debido a la banda prohibida directa.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en iluminación automotriz es hacia LED más pequeños, eficientes y fiables. Los paquetes EMC se están convirtiendo en estándar debido a su robustez. También hay un movimiento hacia un mayor flujo por chip para reducir la cantidad de LED necesarios. Además, están surgiendo módulos fotónicos integrados e iluminación inteligente con capacidades de comunicación.