LED SMD RGB 3.7x3.5x2.8mm Full-Color - Voltaje Rojo 1.7-2.4V, Verde/Azul 2.5-3.3V - Potencia hasta 68mW por Chip - Hoja Técnica

1. Resumen del producto

1.1 Descripción general

El RF-W1SA35IS-A40 es un LED SMD RGB full-color diseñado para aplicaciones de visualización e iluminación de alto rendimiento. Cuenta con un encapsulado compacto de 3.7 mm x 3.5 mm x 2.8 mm con superficie mate y diseño de alto contraste. El dispositivo integra tres chips LED independientes (Rojo, Verde, Azul) en un solo encapsulado, ofreciendo capacidades de mezcla de color ricas. El LED es resistente al agua IPX6, lo que lo hace adecuado para entornos exteriores. Con un ángulo de visión amplio de 110 grados y alta intensidad luminosa, ofrece una excelente visibilidad desde varios ángulos. El producto cumple con RoHS y es compatible con soldadura por reflujo libre de plomo, cumpliendo con los estándares ambientales modernos.

1.2 Características

• Ángulo de visión extremadamente amplio (110°).
• Alta intensidad luminosa con bajo consumo de energía.
• Buena fiabilidad y larga vida operativa.
• Resistente al agua nivel IPX6.
• Nivel de sensibilidad a la humedad: 5a (MSL 5a).
• Cumple con RoHS y aplicable para soldadura por reflujo libre de plomo.
• Acabado de superficie mate para mejorar el contraste.
• Diseño de cepillo de superficie para alto contraste.

1.3 Aplicaciones

• Pantallas de video full-color para exteriores.
• Iluminación decorativa interior y exterior.
• Iluminación de parques de atracciones y sistemas de entretenimiento.
• Indicación de color y señalización de uso general.

2. Parámetros técnicos

2.1 Características eléctricas y ópticas (a Ts=25°C)

La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos y ópticos clave para cada chip de color. Los rangos de voltaje directo (VF) para Rojo: 1.7V a 2.4V, Verde: 2.5V a 3.3V, Azul: 2.5V a 3.3V a IF=20mA. Los rangos de longitud de onda dominante son 617-628nm (Rojo), 520-545nm (Verde) y 460-475nm (Azul) con pasos de binning de 5nm para Rojo y 3nm para Verde/Azul. El ancho de banda de radiación espectral es de 24nm (Rojo), 38nm (Verde) y 30nm (Azul). Los rangos de intensidad luminosa (IV): Rojo mín. 730mcd, típ. 1100mcd, máx. 1600mcd; Verde mín. 1540mcd, típ. 2300mcd, máx. 3450mcd; Azul mín. 380mcd, típ. 570mcd, máx. 850mcd. La relación de binning de intensidad es 1:1.3 para todos los colores. La corriente inversa (IR) es máxima de 6μA a VR=5V. El ángulo de visión es de 110°.

2.2 Valores máximos absolutos

Los valores máximos absolutos indican los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño al dispositivo. Corriente directa: Rojo 25mA, Verde/Azul 20mA. Voltaje inverso: 5V para todos los colores. Rango de temperatura de operación: -30°C a +85°C. Rango de temperatura de almacenamiento: -40°C a +100°C. Disipación de potencia: Rojo 60mW, Verde/Azul 68mW. Temperatura máxima de unión (TJ): 115°C. Voltaje de resistencia a descarga electrostática (ESD) (HBM): 1000V. Se debe tener cuidado para que la disipación de potencia no exceda los valores máximos absolutos. Todas las mediciones se realizan en entornos estandarizados especificados por el fabricante.

2.3 Sistema de clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia del color y la uniformidad del brillo, cada chip de color se clasifica por longitud de onda dominante, intensidad luminosa y voltaje directo. Los contenedores de longitud de onda dominante para Rojo son incrementos de 5nm, y para Verde/Azul incrementos de 3nm. La intensidad luminosa se agrupa con una relación 1:1.3 por contenedor. También se proporcionan contenedores de voltaje directo para cada color. Estos contenedores están marcados en la etiqueta del producto y permiten a los clientes seleccionar LEDs con tolerancias ajustadas para pantallas uniformes.

3. Curvas de rendimiento

3.1 Voltaje directo vs. Corriente directa

La curva (Fig 1-6) muestra la relación entre el voltaje directo y la corriente directa para los tres colores. A medida que el voltaje directo aumenta de 1.5V a 3.5V, la corriente directa aumenta exponencialmente, mostrando Rojo un voltaje más bajo a la misma corriente en comparación con Verde y Azul. Esto ayuda en el diseño de circuitos limitadores de corriente apropiados.

3.2 Corriente directa vs. Intensidad relativa

La Fig 1-7 ilustra que la intensidad relativa aumenta con la corriente directa. A 25mA, la intensidad relativa alcanza aproximadamente el 250% para Rojo, 200% para Verde y 180% para Azul en comparación con el punto de referencia. El comportamiento lineal hasta aproximadamente 20mA indica eficiencia óptima; más allá de eso, los efectos térmicos pueden reducir el mantenimiento del lúmen.

3.3 Intensidad luminosa vs. Temperatura ambiente

La Fig 1-8 muestra que la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. A 100°C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 80% del valor a 25°C. Una gestión térmica adecuada es esencial para mantener el brillo en entornos de alta temperatura.

3.4 Temperatura de soldadura vs. Reducción de corriente directa (Derating)

La Fig 1-9 proporciona una curva de reducción para la corriente directa basada en la temperatura del punto de soldadura (Ts). Por ejemplo, a Ts=85°C, la corriente directa máxima debe reducirse a aproximadamente 10mA para Verde y Azul, y 15mA para Rojo. Esto asegura que la temperatura de unión permanezca dentro de los límites seguros.

3.5 Distribución espectral

La Fig 1-10 muestra los espectros de emisión normalizados de los chips Rojo, Verde y Azul. El pico de Rojo está alrededor de 620-625nm, Verde alrededor de 530nm y Azul alrededor de 465nm. Los anchos de banda estrechos permiten una buena saturación de color y capacidades de mezcla.

3.6 Patrón de radiación (Directividad)

Las Fig 1-11 y 1-12 ilustran la distribución de radiación angular en direcciones X-X e Y-Y. La intensidad se mantiene por encima del 50% a ±60°, confirmando el amplio ángulo de visión de 110°. Esto hace que el LED sea adecuado para pantallas de gran área donde se requiere uniformidad.

4. Dimensiones mecánicas y embalaje

4.1 Dimensiones del encapsulado

El contorno del encapsulado es de 3.7 mm x 3.5 mm x 2.8 mm (LxAxA). La vista superior muestra una configuración de 6 pines con ánodo/cátodo para cada color: 1R+, 2R-, 3G+, 4G-, 5B+, 6B-. Una marca de pin indica la polaridad. La vista inferior muestra las almohadillas de soldadura. Se proporciona un patrón de soldadura recomendado (Fig 1-5) para garantizar una disipación de calor adecuada y estabilidad mecánica. El encapsulado incluye una capa de relleno de pegamento (Fig 1-6) para protección adicional. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario.

4.2 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete

Los LEDs se empaquetan en cinta portadora con un paso adecuado para montaje automático tipo pick-and-place. Dimensiones del carrete: A=400.2mm, B=100.0mm, C=14.3mm, D=2.6mm, E=16.4mm, F=12.7mm. El ancho de la cinta portadora es típicamente de 16mm. Las tolerancias son ±0.1mm a menos que se indique. Cada carrete contiene 4000 piezas.

4.3 Información de la etiqueta

La etiqueta incluye número de pieza, número de lote, códigos de clasificación para intensidad (IV), voltaje directo (VF), longitud de onda (Wd), corriente directa (IF) y cantidad (QTY). También se indica la fecha de fabricación. Esta información es esencial para la trazabilidad y garantizar contenedores coincidentes en un ensamblaje.

4.4 Embalaje resistente a la humedad

Los LEDs se envían en bolsas de papel de aluminio antiestáticas y a prueba de humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Esto protege los dispositivos sensibles MSL 5a durante el almacenamiento y transporte. La bolsa está sellada al vacío para mantener baja humedad en el interior.

5. Pautas de soldadura

5.1 Perfil de soldadura por reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo estándar libre de plomo. Parámetros clave: velocidad de rampa promedio ≤4°C/s, precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120s, tiempo por encima de 217°C (TL) ≤60s, temperatura pico (TP) ≤245°C durante ≤10s, y tiempo dentro de 5°C del pico ≤30s. Velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. Tiempo total de 25°C al pico ≤8 minutos. Solo se permite un ciclo de reflujo. Se recomienda reflujo con nitrógeno para prevenir la oxidación y mantener el rendimiento óptico. Se sugiere el uso de pasta de soldadura de temperatura media.

5.2 Soldadura manual y reparación

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador ajustado por debajo de 300°C y mantenga el tiempo de contacto por debajo de 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual. No se recomienda la reparación después de la soldadura; si es inevitable, use un soldador de doble punta y valide previamente el impacto en las características del LED.

5.3 Limpieza

No use agua, benceno o solventes para la limpieza. Se recomienda alcohol isopropílico (IPA). Si se utilizan otros solventes, confirme que no ataquen el encapsulado del LED. Evite líquidos iónicos que contengan cloro o azufre, ya que pueden causar corrosión.

6. Precauciones de manipulación

6.1 Condiciones de almacenamiento

El embalaje a prueba de humedad es válido por 6 meses si se almacena por debajo de 30°C y 60% de HR. Antes de abrir, verifique si hay fugas de aire; si las hay, hornee el producto antes de usar. Después de abrir, use dentro de 12 horas bajo 30°C/60% HR. El material no utilizado debe almacenarse bajo 30°C/10% HR y hornearse antes del próximo uso (65±5°C durante 24 horas). Los requisitos de horneado dependen de la fecha de producción y el estado de humedad, como se detalla en la tabla.

6.2 Protección contra descargas electrostáticas (ESD)

Todos los equipos que manipulen los LEDs deben estar correctamente conectados a tierra. Use muñequeras antiestáticas, almohadillas, uniformes, guantes y contenedores. Los LEDs dañados pueden presentar un voltaje directo más bajo o no encenderse con corriente baja.

6.3 Protección contra voltaje inverso

La corriente inversa de los LEDs normales es muy pequeña, pero un voltaje inverso repetido que exceda los 5V puede causar daños y aumentar la corriente inversa, afectando la escala de grises de la pantalla. Diseñe circuitos para asegurar que el voltaje inverso nunca exceda los 5V.

6.4 Temperatura de operación segura

La temperatura de la superficie del LED debe estar por debajo de 55°C, y la temperatura del conductor por debajo de 75°C durante la operación. Se requiere una gestión térmica adecuada con suficiente área de cobre en el PCB y espaciado para mantener la temperatura de unión por debajo de los 115°C máximos. La corriente de excitación debe reducirse según la temperatura ambiente.

6.5 Direcciones de diseño y uso

• La corriente directa por chip no debe exceder el valor máximo absoluto.
• Se recomienda una excitación de corriente constante para cada color.
• La disipación total de potencia debe mantenerse dentro de los límites cuando se encienden múltiples dados.
• Evite el voltaje inverso; asegúrese de que la alimentación esté apagada cuando no esté en uso. Para almacenamiento a largo plazo, deshumedezca antes de reutilizar.
• En excitación matricial, asegúrese de que el voltaje inverso no exceda la clasificación. Proteja contra sobretensiones por rayos.
• Envejezca la pantalla después del ensamblaje para detectar defectos, usando niveles de corriente adecuados y un entorno libre de condensación.
• Para entornos hostiles (alta humedad, sales, sulfuros), proporcione protección adicional.
• La primera encendido después de la instalación debe ser al 20% de la potencia durante un período inicial para aliviar la humedad.
• Para pantallas de alquiler, use contenedores coincidentes para uniformidad de color y brillo. Al enviar, use embalaje a prueba de humedad y proteja físicamente los LEDs.

6.6 Otras notas de manipulación

No toque directamente la superficie de epoxi; manipule por los lados con pinzas. Evite el contacto con las manos desnudas para evitar la contaminación. No apile los PCBs ensamblados para evitar daños a la resina y los enlaces de alambre. Consulte el manual de usuario completo del fabricante para precauciones adicionales.

6.7 Declaración

Esta especificación se proporciona tanto en inglés como en chino; la versión china es la autorizada. El fabricante se reserva el derecho de modificar las especificaciones sin previo aviso. La especificación válida es la firmada por ambas partes antes de la producción en volumen.

7. Pruebas de fiabilidad

7.1 Elementos y condiciones de prueba

El LED se somete a varias pruebas de fiabilidad según los estándares JEDEC y JEITA. Las pruebas incluyen resistencia al calor de soldadura (pico de 260°C, 3 veces), choque térmico (-40°C a +100°C, 500 ciclos), resistencia a la humedad (85°C/85%HR + 3 reflujos), almacenamiento a alta temperatura (100°C durante 1000h), almacenamiento a baja temperatura (-40°C durante 1000h), vida operativa a temperatura ambiente (25°C, 20mA durante 1000h), vida a alta temperatura y alta humedad (85°C/85%HR, 10mA durante 500h), almacenamiento a temperatura y humedad (85°C/85%HR durante 1000h) y vida operativa a baja temperatura (-40°C, 20mA durante 1000h). El tamaño de muestra es de 22 piezas con criterios de aceptación de 0/1 defectos.

7.2 Criterios de falla

Criterios de juicio: Cambio de voltaje directo ≤10%, corriente inversa ≤10μA a 5V, degradación de la intensidad luminosa promedio ≤30%, y sin defectos mecánicos como grietas, delaminación o luces muertas. Las pruebas de fiabilidad se realizan en LEDs individuales/en tira con buena disipación térmica; las condiciones de aplicación reales pueden afectar la vida útil.

8. Información de pedido

La unidad de embalaje estándar es un carrete de 4000 piezas. El producto se suministra con una etiqueta que indica número de pieza, número de lote, códigos de contenedor y cantidad. Para pedir, los clientes deben especificar la longitud de onda, intensidad y contenedores de voltaje deseados. Contacte al proveedor para conocer la disponibilidad de contenedores específicos.

9. Recomendaciones de aplicación

9.1 Diseño del circuito de excitación

Use drivers de corriente constante para cada canal de color para mantener un brillo y mezcla de color consistentes. La variación de voltaje directo entre contenedores debe considerarse al diseñar el voltaje de cumplimiento del driver. Se pueden usar resistencias en serie o reguladores lineales para lotes pequeños, pero se prefiere el atenuación PWM con corriente constante para pantallas grandes para evitar el cambio de color.

9.2 Gestión térmica

Dado que la temperatura máxima de unión es de 115°C, es necesario una disipación de calor adecuada a través de planos de cobre del PCB y vías térmicas. Para pasos de píxeles densos, considere aumentar el espaciado o usar convección forzada. Reduzca la corriente de excitación según la curva de reducción de temperatura de soldadura (Fig 1-9) para evitar el sobrecalentamiento.

9.3 Mezcla de color y calibración

Para lograr un balance de blancos preciso, calibre las relaciones PWM de los canales RGB usando un colorímetro. Los anchos de banda estrechos (especialmente Rojo y Azul) proporcionan una amplia gama de colores, pero las variaciones de binning requieren compensación. Use los códigos de contenedor de la etiqueta para clasificar los LEDs en grupos con tolerancias ajustadas.

9.4 Consideraciones ambientales

La clasificación IPX6 permite el uso en exteriores bajo lluvia, pero la exposición prolongada a alta humedad, pulverización de sal o gases corrosivos (por ejemplo, sulfuro de hidrógeno) puede degradar el rendimiento. Proporcione recubrimiento conformado o encapsulado para módulos exteriores. En áreas costeras, use medidas de protección adicionales.