LED Rojo 0402 RF-RU0402TS-BC-B1 - 1.0x0.5x0.4mm - Tensión Directa 1.7-2.4V - Potencia 48mW - Ficha Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El RF-RU0402TS-BC-B1 es un LED SMD rojo en miniatura en un encapsulado de 1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm, fabricado con un chip rojo de alta eficiencia. Diseñado para indicación visual de uso general, ofrece un ángulo de visión extremadamente amplio de 140°, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde varios ángulos es crítica. El dispositivo admite procesos estándar de montaje SMT y soldadura por reflujo, y cumple con RoHS con un nivel de sensibilidad a la humedad de 3.

Los aspectos destacados incluyen un bajo rango de tensión directa (1.7V a 2.4V a 5mA), una corriente directa máxima de 20mA y una disipación de potencia de 48mW. El LED emite luz roja con longitudes de onda dominantes entre 625nm y 640nm, y contenedores de intensidad luminosa que van de 8 mcd a 65 mcd. El producto está disponible en múltiples contenedores de intensidad y longitud de onda, lo que permite un ajuste fino para lograr uniformidad en aplicaciones a gran escala.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

A una temperatura ambiente de 25°C y una corriente de prueba de 5mA, el LED exhibe las siguientes características típicas:

• Tensión Directa (VF):La tensión directa se clasifica en varios grupos (A2 a D2), cubriendo de 1.7V a 2.4V en pasos de 0.1V. La tolerancia de medición es ±0.1V.
• Longitud de Onda Dominante (λD):Tres contenedores de longitud de onda (F00: 625-630nm, G00: 630-635nm, H00: 635-640nm) permiten seleccionar el tono de rojo preciso. Tolerancia ±2nm.
• Intensidad Luminosa (IV):Seis contenedores (A00: 8-12 mcd, B00: 12-18 mcd, C00: 18-28 mcd, D00: 28-43 mcd, E00: 43-65 mcd) cubren una amplia gama de opciones de brillo. Tolerancia ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 140°, asegurando una amplia dispersión.
• Corriente Inversa (IR):Menos de 10 µA a VR=5V.
• Resistencia Térmica (RTHJ-S):450°C/W (unión a punto de soldadura).

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

El dispositivo no debe exceder los siguientes límites para evitar daños permanentes:

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

2.3 Características Térmicas

La resistencia térmica de 450°C/W indica una capacidad de disipación de calor moderada. En operación continua a 20mA, el aumento de la temperatura de unión sobre la ambiente es de aproximadamente 9°C (asumiendo una buena gestión térmica). Se debe tener cuidado de mantener la unión por debajo del límite de 95°C, especialmente en aplicaciones de alta densidad. Las curvas típicas de degradación del rendimiento óptico muestran que la intensidad relativa disminuye linealmente con el aumento de la temperatura ambiente (ver Sección 3).

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La ficha técnica proporciona varias relaciones gráficas que ayudan en el diseño del circuito:

3.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La Fig 1-6 muestra una curva típica de diodo exponencial. A 2V de tensión directa, la corriente es de aproximadamente 5mA. La curva se vuelve más pronunciada por encima de 2V, alcanzando 20mA alrededor de 2.5V. Esta no linealidad enfatiza la necesidad de resistencias limitadoras de corriente.

3.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La intensidad relativa aumenta linealmente con la corriente directa hasta 20mA, luego se satura ligeramente. A 5mA, la intensidad relativa es de aproximadamente 0.4 (normalizada a 20mA). Esta región lineal permite un ajuste fácil del brillo mediante PWM o control de corriente analógico.

3.3 Efectos de la Temperatura

La Fig 1-8 demuestra que la intensidad relativa cae aproximadamente un 15% cuando la temperatura ambiente sube de 25°C a 85°C. La Fig 1-9 muestra que la corriente directa máxima permisible disminuye de 20mA a 25°C a aproximadamente 8mA a 100°C de temperatura del pin. Estas curvas de degradación son cruciales para el diseño térmico.

3.4 Estabilidad de Longitud de Onda

La Fig 1-10 indica que la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente (unos 2nm) de 5mA a 15mA, permaneciendo dentro del contenedor. Esta estabilidad es aceptable para la mayoría de las aplicaciones de indicación.

3.5 Distribución Espectral

El espectro (Fig 1-11) muestra un pico estrecho centrado alrededor de 630nm con un ancho total a media altura (FWHM) de aproximadamente 20nm, típico de los LED rojos AllnGaP.

3.6 Patrón de Radiación

La Fig 1-12 presenta un diagrama polar que ilustra un patrón de emisión casi lambertiano. La intensidad relativa cae al 50% a aproximadamente 70° fuera del eje, confirmando el ángulo de visión de 140°.

4. Sistema de Clasificación por Bines

El RF-RU0402TS-BC-B1 emplea un sistema de clasificación multidimensional para color, brillo y tensión directa:

• Contenedores de Longitud de Onda:F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm). Cada contenedor asegura una apariencia de color consistente.
• Contenedores de Intensidad Luminosa:A00 a E00 (rango de 8-65 mcd). Los contenedores no se superponen, lo que permite una coincidencia precisa para retroiluminación uniforme o pantallas matriciales.
• Contenedores de Tensión Directa:A2 a D2 (1.7-2.4V, pasos de 0.1V). La agrupación de voltaje ayuda en el diseño de circuitos en serie/paralelo al minimizar la variación de corriente.

La combinación de estos contenedores se codifica en la etiqueta del número de pieza (por ejemplo, campo CÓDIGO DE BIN). Los clientes pueden solicitar combinaciones específicas de contenedores para producción de alto volumen y lograr una uniformidad estricta.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED utiliza un formato ultra pequeño 0402 (1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm). El encapsulado tiene dos terminales con una marca de cátodo (ver Fig 1-4). La vista inferior indica las dimensiones de las almohadillas: la almohadilla 1 es el ánodo, la almohadilla 2 es el cátodo. El patrón de soldadura recomendado (Fig 1-5) presenta almohadillas de 0.6 mm × 0.6 mm con un espaciado de 0.5 mm, permitiendo una formación confiable de la junta de soldadura.

5.2 Polaridad y Manipulación

La polaridad está claramente indicada por una marca en la superficie superior (lado del cátodo). La polaridad incorrecta puede causar ruptura inversa (máx. 5V) y dañar el LED. El encapsulado es extremadamente pequeño, por lo que se recomienda una manipulación cuidadosa con pinzas de vacío o herramientas pick-and-place.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo recomendado (Fig 3-1) sigue los estándares IPC/JEDEC con una temperatura pico de 260°C (máx. 10 segundos). Parámetros clave:

• Precalentamiento: 150°C a 200°C durante 60-120 segundos
• Tiempo por encima de 217°C (TL): 60-150 segundos
• Temperatura pico (TP): 260°C (máx. 10 segundos)
• Velocidad de enfriamiento: ≤6°C/s

No exceder dos ciclos de reflujo. Si transcurren más de 24 horas entre operaciones de soldadura, se requiere horneado. La soldadura manual con hierro debe limitarse a un lado a ≤300°C durante ≤3 segundos.

6.2 Precauciones de Manipulación

El LED es sensible a la humedad (MSL Nivel 3). Los dispositivos no utilizados deben almacenarse en una bolsa barrera contra la humedad sellada con desecante. Después de abrir, el tiempo de almacenamiento se limita a 168 horas a 30°C/60% HR. Si la tarjeta indicadora de humedad muestra exceso de humedad, hornear a 60±5°C durante ≥24 horas.

Además, el encapsulante de silicona es susceptible al ataque químico de azufre, bromo, cloro y COV. Los materiales de acoplamiento deben contener menos de 100 ppm de azufre,<900 ppm cada uno de bromo y cloro (total<1500 ppm). Evite adhesivos que desprendan vapores orgánicos.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Formato de Embalaje

Los LED se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho (4000 piezas por carrete) con un carrete de 178 mm de diámetro. La cinta presenta orientación de polaridad y una cinta de cobertura para protección. Cada carrete está etiquetado con el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin, cantidad y código de fecha.

7.2 Almacenamiento y Vida Útil

Las bolsas selladas se pueden almacenar a ≤30°C/≤75% HR hasta por un año desde la fecha de fabricación. Una vez abiertas, siga la vida útil en planta de MSL Nivel 3 de 168 horas. Si el desecante ha cambiado de color o el tiempo ha expirado, es obligatorio hornear.

8. Pautas de Aplicación

8.1 Aplicaciones Típicas

El RF-RU0402TS-BC-B1 es ideal para indicadores de estado, retroiluminación de botones, iluminación de símbolos y retroalimentación visual de uso general en electrónica de consumo, wearables, dispositivos IoT e iluminación interior automotriz. Su pequeño tamaño lo hace adecuado para PCB con espacio limitado.

8.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

Utilice siempre una resistencia en serie para limitar la corriente. Para una fuente de 3.3V, una resistencia de 150Ω proporciona aproximadamente 10mA (asumiendo una caída directa de 1.8V). En operación pulsada (p. ej., ciclo de trabajo 1/10), se permite una corriente pico de hasta 60mA. Para arreglos en paralelo, considere usar resistencias individuales por LED para evitar el acaparamiento de corriente debido a la variación del contenedor de voltaje.

8.3 Gestión Térmica

A pesar de la baja potencia, se recomienda un diseño térmico adecuado cuando se agrupan muchos LED. Mantenga la temperatura de la almohadilla de soldadura por debajo de 85°C; use vías térmicas y vertidos de cobre para disipar el calor. En entornos de alta temperatura ambiente, reduzca la corriente directa (ver curva de degradación en Fig 1-9).

9. Comparación Competitiva

En comparación con los LED 0402 estándar de otros proveedores, el RF-RU0402TS-BC-B1 ofrece un ángulo de visión más amplio (140° frente a los típicos 120°) y opciones de clasificación más estrictas (contenedores de voltaje de 0.1V, contenedores de longitud de onda de 2nm). La corriente directa máxima nominal de 20mA es ligeramente superior a la de algunos competidores (a menudo 18mA), lo que permite una salida más brillante si es necesario. La clasificación ESD de 2kV (HBM) es comparable a las normas de la industria. Una ventaja única es la guía explícita sobre compatibilidad de materiales (límites de azufre, halógenos) para prevenir la degradación del LED, que rara vez se proporciona en las fichas técnicas de la competencia.

10. Preguntas Técnicas Comunes

P: ¿Cuál es la corriente de operación recomendada para máxima vida útil?R: Para aplicaciones generales, operar a 10mA proporciona un buen equilibrio entre brillo y longevidad. El aumento de temperatura de unión es mínimo y el LED puede durar más de 50,000 horas.

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un pin lógico de 3.3V?R: Sí, pero solo con una resistencia en serie adecuada. Una resistencia de 150Ω limitará la corriente a aproximadamente 10mA (asumiendo VF de 1.8V). Muchos pines lógicos pueden suministrar 20mA, pero consulte la ficha técnica del microcontrolador.

P: ¿Cómo debo limpiar el PCB después de la soldadura?R: Use alcohol isopropílico (IPA) y evite disolventes agresivos que puedan atacar la silicona. No se recomienda la limpieza ultrasónica a menos que se pruebe la compatibilidad.

P: ¿Cuál es el nivel de sensibilidad ESD?R: Clase 1C (2000V HBM). Se deben usar precauciones ESD estándar (estaciones de trabajo conectadas a tierra, bolsas antiestáticas, correas de muñeca) durante la manipulación y el montaje.

11. Caso de Estudio de Diseño

Caso: Rastreador de actividad física portátil con 4 LED de estado

Requisito de diseño: Cuatro LED rojos (frecuencia cardíaca, Bluetooth, actividad, alerta) deben ser visibles bajo luz solar directa pero sin exceder un presupuesto total de potencia de 200mW. Usando el RF-RU0402TS-BC-B1 en el contenedor de brillo C00 (18-28 mcd), cada LED se opera a 8mA mediante una fuente de 2.0V (convertidor elevador). La tensión directa es de aproximadamente 1.8V, por lo que se utiliza una resistencia de 25Ω. Potencia total: 4 × 1.8V × 8mA = 57.6mW, muy por debajo del presupuesto. El amplio ángulo de visión de 140° asegura la visibilidad en ángulos de inclinación del reloj. La protección ESD está integrada en el PCB flexible. Los datos de prueba de fiabilidad del dispositivo (prueba de vida de 1000h a 5mA) dieron confianza para una garantía de producto de 2 años.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED utiliza un chip semiconductor AllnGaP (Fosfuro de Indio y Aluminio y Galio) emisor de luz roja. Cuando se aplica polarización directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando fotones con energía correspondiente a la banda prohibida (≈1.95 eV, 635nm). El chip está montado en un bastidor de conductores y encapsulado con epoxi o silicona para formar un encapsulado de montaje superficial. La forma de lente pequeña (parte superior plana) contribuye al ángulo de emisión amplio. El calor se conduce a través del terminal trasero hacia el PCB.

13. Tendencias Tecnológicas

A medida que los dispositivos IoT y portátiles continúan reduciéndose, crecerá la demanda de LED ultra miniatura como el 0402. Las tendencias incluyen:

• Mayor eficacia:Las mejoras en el diseño del chip aumentarán mcd/mA, lo que permite el mismo brillo a corrientes más bajas para ahorrar batería.
• Clasificación más estrecha:Los clientes exigen cada vez más agrupaciones estrictas de color y voltaje para arreglos uniformes. Los contenedores de 0.1V y 2nm ofrecidos aquí ya son competitivos.
• Fiabilidad mejorada:Enfoque continuo en la resistencia al azufre/halógenos y pruebas de vida extendida (10,000h+).
• Integraciones:Están surgiendo encapsulados 0402 multicolor (RGB), pero el rojo solo sigue siendo un caballo de batalla para indicadores de estado y seguridad.

El RF-RU0402TS-BC-B1 está bien posicionado para cumplir con estas tendencias gracias a su clasificación integral, diseño robusto y guía de aplicación clara.