LED Rojo PLCC4 3.5x2.8x1.85mm - Tensión Directa 2.0-2.6V - 70mA - Longitud de Onda Dominante 615nm - Especificación Técnica

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona una especificación técnica completa para un LED rojo de alto rendimiento (modelo RF-OMRA30TS-BM-G) diseñado para aplicaciones de iluminación interior y exterior en automoción. El LED presenta un encapsulado compacto PLCC4 que mide 3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm y está construido sobre tecnología de sustrato avanzada AlGaInP (fosfuro de aluminio, galio e indio). Ofrece brillo superior, amplio ángulo de visión y excelente rendimiento térmico, lo que lo hace adecuado para entornos automotrices exigentes. El dispositivo cumple con las directivas RoHS y REACH y cumple con los requisitos de calificación AEC-Q101 para semiconductores discretos de grado automotriz.

2. Análisis Detallado de Parámetros Técnicos

Las características eléctricas y ópticas se especifican en condiciones de prueba de IF = 50 mA y temperatura de soldadura Ts = 25 °C. Todas las mediciones se realizan en condiciones de laboratorio estandarizadas con tolerancias definidas según se indica.

2.1 Tensión Directa (VF)

La tensión directa varía desde 2.0 V (mínimo) hasta 2.6 V (máximo) con un valor típico de 2.2 V a 50 mA. Esta tensión directa relativamente baja permite una conversión de potencia eficiente y reduce la disipación térmica. La tolerancia de medición es de ±0.1 V. Al diseñar circuitos, se deben incluir resistencias en serie para estabilizar la corriente frente a variaciones de tensión.

2.2 Intensidad Luminosa (IV)

La intensidad luminosa abarca desde 2300 mcd (mínimo) hasta 4300 mcd (máximo) con un valor típico de 2900 mcd a 50 mA. Este alto nivel de brillo se logra mediante el sistema de materiales AlGaInP y la emisión roja optimizada sin fósforo. La tolerancia de medición es de ±10 %. La intensidad se clasifica en tres grupos: N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd) y O2 (3500–4300 mcd).

2.3 Longitud de Onda Dominante (Wd)

La longitud de onda dominante varía desde 612.5 nm (mínimo) hasta 620 nm (máximo) con un valor típico de 615 nm a 50 mA. Esto corresponde a un color rojo intenso. La longitud de onda se clasifica en tres grupos: C2 (612.5–615 nm), D1 (615–617.5 nm) y D2 (617.5–620 nm). La tolerancia de medición es de ±0.005 en coordenadas de color.

2.4 Características Térmicas

La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RTHJ-S) es típicamente de 180 °C/W (máximo). La temperatura máxima de unión es de 120 °C. La gestión térmica adecuada es esencial para mantener la fiabilidad; la corriente directa debe reducirse en función de la temperatura de soldadura para evitar superar la temperatura máxima de unión. El rango de temperatura ambiente de funcionamiento es de –40 °C a +100 °C, y el rango de temperatura de almacenamiento es el mismo. La protección contra descargas electrostáticas se proporciona hasta 2000 V (HBM).

3. Descripción del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en el rendimiento, el LED se clasifica en grupos según la tensión directa, la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante a IF = 50 mA.

• Grupos de Tensión Directa:C1 (2.0–2.1 V), C2 (2.1–2.2 V), D1 (2.2–2.3 V), D2 (2.3–2.4 V), E1 (2.4–2.5 V), E2 (2.5–2.6 V)
• Grupos de Intensidad Luminosa:N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd), O2 (3500–4300 mcd)
• Grupos de Longitud de Onda:C2 (612.5–615 nm), D1 (615–617.5 nm), D2 (617.5–620 nm)

Los clientes pueden especificar combinaciones de grupos durante el pedido para cumplir con requisitos precisos de la aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas típicas de características ópticas brindan información sobre el comportamiento del LED en diversas condiciones operativas.

• Tensión Directa vs. Corriente Directa (Fig. 1-7):La tensión directa aumenta moderadamente con la corriente, desde aproximadamente 1.9 V a 10 mA hasta 2.4 V a 70 mA. Esta relación no lineal es típica de los diodos semiconductores.
• Corriente Directa vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-8):La intensidad luminosa relativa aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente directa hasta 70 mA, lo que indica una buena eficiencia de conversión de corriente a luz.
• Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-9):A medida que la temperatura de soldadura aumenta de 20 °C a 120 °C, el flujo luminoso relativo disminuye aproximadamente un 30 %, lo que resalta la necesidad de una gestión térmica.
• Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa (Fig. 1-10):La corriente directa máxima permitida debe reducirse a temperaturas de soldadura más altas para evitar exceder la temperatura de unión de 120 °C.
• Tensión Directa vs. Temperatura de Soldadura (Fig. 1-11):La tensión directa disminuye ligeramente con el aumento de temperatura, aproximadamente –2 mV/°C.
• Patrón de Radiación (Fig. 1-12):El ángulo de visión (2θ1/2) es de 120 grados, proporcionando una distribución de luz amplia y uniforme adecuada para iluminación de área.
• Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante (Fig. 1-13):La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente hacia valores más largos a medida que aumenta la corriente, aproximadamente +0.03 nm por mA.
• Distribución Espectral (Fig. 1-14):El pico espectral se centra alrededor de 615–620 nm con un ancho completo a media altura (FWHM) estrecho, característico de los LED rojos AlGaInP.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado PLCC4 con dimensiones generales de 3.50 mm (largo) × 2.80 mm (ancho) × 1.85 mm (alto). La vista superior muestra una marca de polaridad clara. La vista inferior revela cuatro terminales: el pin 1 (cátodo) identificado por una esquina biselada, y los pines 2, 3 y 4 (ánodo y otras conexiones). Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Patrón de Almohadillas de Soldadura

Se proporcionan las dimensiones recomendadas del patrón de montaje en PCB (almohadillas de soldadura): 2.60 mm × 1.60 mm para el lado del ánodo y 4.60 mm × 0.80 mm para el lado del cátodo. Un diseño adecuado de almohadillas garantiza una formación confiable de la unión de soldadura y la disipación de calor.

5.3 Identificación de Polaridad

La polaridad se indica mediante una muesca o bisel en el cuerpo del encapsulado. El pin 1 es el cátodo (C) y los pines 2, 3, 4 son el ánodo (A). Una polaridad incorrecta puede dañar el LED; siempre verifique la orientación antes de soldar.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de soldadura por reflujo recomendado sigue los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen: precalentamiento de 150 °C a 200 °C durante 60–120 segundos, rampa ascendente a 217 °C (liquidus) en un máximo de 60 segundos, temperatura máxima de 260 °C durante un máximo de 10 segundos y enfriamiento a un máximo de 6 °C/s. Solo se permiten dos ciclos de reflujo. Si transcurren más de 24 horas entre ciclos, los LED pueden absorber humedad y requerir secado antes del segundo reflujo.

6.2 Soldadura Manual y Reparación

Para la soldadura manual, use un soldador ajustado por debajo de 300 °C y complete el proceso en 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual. No se recomienda la reparación después del reflujo; si es necesario, use un soldador de cabeza doble y verifique la funcionalidad del LED.

6.3 Precauciones de Manipulación

El encapsulante de silicona es blando y puede dañarse con presión excesiva. Utilice boquillas de pick-and-place adecuadas con fuerza controlada. Evite doblar el PCB después de la soldadura. No aplique estrés mecánico ni vibraciones durante el enfriamiento. Se prohíbe el enfriamiento rápido (templado) después del reflujo.

7. Información de Empaque y Pedido

7.1 Cinta Portadora y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho con paso de 4 mm. Cada carrete contiene 2,000 unidades. La cinta tiene una cubierta que se despega desde la parte superior. Dimensiones del carrete: diámetro 330 ±1 mm, diámetro del cubo 100 ±1 mm y ancho 13.0 ±0.5 mm.

7.2 Empaque de Barrera contra la Humedad

Los carretes se sellan al vacío en una bolsa de barrera contra la humedad (MBB) con una tarjeta indicadora de humedad y desecante. El nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) es Nivel 2 (vida útil en piso >1 año a ≤30 °C/≤75% HR, pero se recomienda su uso dentro de las 24 horas posteriores a la apertura). Si la bolsa está dañada o se exceden las condiciones de almacenamiento, se requiere secado a 60 ±5 °C durante >24 horas antes de su uso.

7.3 Información de la Etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta con el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de grupo (incluyendo grupos de tensión directa, intensidad luminosa y longitud de onda), cantidad y código de fecha. El formato de la etiqueta sigue la práctica estándar de la industria.

8. Sugerencias de Aplicación

El LED está destinado principalmente a la iluminación automotriz, tanto interior (tablero, iluminación ambiental) como exterior (luces traseras, intermitentes, luces de freno). El amplio ángulo de visión de 120° es ventajoso para aplicaciones de señalización donde se requiere una distribución uniforme de la luz. Al diseñar matrices, asegure una gestión térmica adecuada utilizando PCB con núcleo metálico o disipadores de calor. Las configuraciones en serie deben incluir resistencias limitadoras de corriente para evitar el descontrol térmico. El dispositivo también es adecuado para lámparas indicadoras de uso general e iluminación decorativa donde se necesitan alto brillo y fiabilidad.

9. Comparación Técnica

En comparación con los LED rojos convencionales de orificio pasante, este encapsulado PLCC4 ofrece ventajas significativas: menor huella, compatibilidad con ensamblaje SMT automatizado, ángulo de visión más amplio y un patrón de luz más consistente. El material AlGaInP proporciona una mayor eficiencia luminosa y mejor estabilidad térmica que las tecnologías GaAsP anteriores. Además, la calificación AEC-Q101 garantiza un rendimiento robusto en condiciones automotrices adversas (vibración, humedad, ciclos de temperatura).

10. Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es la corriente de excitación recomendada para una vida útil máxima?

R: Para una fiabilidad óptima, opere a 50 mA típico. La corriente directa máxima absoluta es de 70 mA (DC) o 100 mA pico (ciclo de trabajo 1/10, pulso de 10 ms). Corrientes más altas reducen la vida útil debido al aumento de la temperatura de unión.

P: ¿Puedo usar este LED en serie con otros?

R: Sí, pero asegúrese de que la tensión directa total no exceda la tensión de alimentación. Use una resistencia en serie para limitar la corriente. Debido a la clasificación de tensión directa, las cadenas en paralelo pueden requerir resistencias individuales para equilibrar la corriente.

P: ¿Cómo debo limpiar el LED después de soldar?

R: Use alcohol isopropílico. Evite la limpieza ultrasónica, que puede dañar las uniones de alambre internas. No use solventes que puedan atacar el encapsulante de silicona.

P: ¿Qué precauciones ESD son necesarias?

R: El LED puede soportar 2000 V HBM, pero aún se requiere protección ESD durante la manipulación. Use estaciones de trabajo con conexión a tierra, ionizadores y empaques antiestáticos.

11. Casos Prácticos de Aplicación

Luz Trasera Automotriz:Una matriz de 10 a 20 LED colocados en un PCB con un disipador de calor proporciona una luz de freno/trasera roja brillante y uniforme. El amplio ángulo de visión garantiza el cumplimiento de los requisitos de visibilidad ECE R7. La calificación AEC-Q101 brinda confianza a los fabricantes de automóviles en la fiabilidad a largo plazo.

Iluminación Ambiental Interior:Un solo LED difundido a través de una guía de luz crea un resplandor rojo suave para iluminación de acento en el tablero. El encapsulado compacto permite la integración en paneles delgados.

Indicador de Estado Industrial:El alto brillo lo hace adecuado para señalización exterior y luces de estado. El ángulo de haz de 120° elimina la necesidad de ópticas secundarias en muchas aplicaciones.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED rojo se basa en la estructura de pozo cuántico múltiple (MQW) de AlGaInP (fosfuro de aluminio, galio e indio). Cuando se aplica una polarización directa, los electrones de la capa tipo n y los huecos de la capa tipo p se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. El ancho de banda del material AlGaInP está diseñado para producir luz en el espectro rojo (612–620 nm). El dispositivo se cultiva sobre un sustrato de GaAs, que luego se elimina o adelgaza para mejorar la extracción de luz. El encapsulado PLCC4 incluye un reflector de copa y un encapsulante de silicona transparente que da forma al patrón de radiación.

13. Tendencias Tecnológicas

El mercado de LED automotrices se está moviendo hacia una mayor eficiencia, encapsulados más pequeños y un mejor rendimiento térmico. Los LED rojos AlGaInP continúan mejorando en eficacia luminosa y fiabilidad. La tendencia hacia la iluminación matricial y los haces de conducción adaptativos aumenta la demanda de LED direccionables individualmente. También está creciendo la integración de LED con controladores inteligentes y diagnósticos (por ejemplo, bus LIN). Este producto, con su calificación AEC-Q101, se alinea con el impulso de la industria hacia la calidad de cero defectos en la electrónica automotriz. Los desarrollos futuros pueden incluir anchos espectrales aún más estrechos para la pureza del color y clasificaciones de temperatura más altas para aplicaciones bajo el capó.