LED IR 3.8x3.8x2.28mm 850nm 2W Package EMC - Tensione Diretta 1.8V - Flusso Radiante 800mW - Scheda Tecnica

1. Panoramica del Prodotto

Il RF-E38A8-IR3-FR è un LED a infrarossi progettato per applicazioni ad alta affidabilità. Utilizza un package EMC (Epoxy Molding Compound), che offre robustezza e una gestione termica efficiente. Con dimensioni compatte di 3,80mm × 3,80mm × 2,28mm, si adatta a vari design ottici compatti. Il LED emette a una lunghezza d'onda di picco di 850nm, rendendolo ideale per sistemi di sorveglianza di sicurezza, illuminazione a infrarossi e sensori. È conforme alla normativa RoHS e di livello di sensibilità all'umidità 3.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a Ts=25°C)

Il dispositivo opera con una tensione diretta (VF) tipica di 1,8V e massima di 2,3V a 1000mA di corrente diretta (IF). La corrente inversa (IR) è limitata a 10µA a VR=5V. Il flusso radiante totale (Φe) è tipicamente di 800mW, con un massimo di 1120mW. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 80 gradi, fornendo un ampio pattern di radiazione adatto per l'illuminazione di aree. La lunghezza d'onda di picco è di 850nm con una larghezza spettrale di 39nm. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (RTHJ-S) è di 11°C/W, indicando una buona dissipazione del calore.

2.2 Valori Massimi Assoluti

La potenza dissipata (PD) è di 2W, la corrente diretta (IF) max 1000mA, la tensione inversa (VR) max 5V. La scarica elettrostatica (ESD, HBM) sopporta fino a 2000V. La temperatura di esercizio va da -40°C a +85°C, la temperatura di stoccaggio da -40°C a +100°C, la temperatura di giunzione (TJ) max 125°C. Notare che è necessaria la derating basata sulla temperatura del punto di saldatura; la corrente diretta deve essere ridotta quando si opera a temperature elevate.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Sebbene la scheda tecnica non dettagli esplicitamente i codici bin, le specifiche dell'etichetta includono campi per BIN CODE, flusso radiante totale (Φe), lunghezza d'onda di picco (WLP) e tensione diretta (VF). Ciò indica che il prodotto è ordinato in base a questi parametri. Le categorie di binning tipiche includono bin di flusso (es. R, S, T) e bin di tensione (es. V1, V2). La tolleranza sulla lunghezza d'onda è tipicamente di ±5nm attorno a 850nm. I clienti devono fare riferimento ai codici d'ordine per specifici requisiti di bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta

La curva I-V mostra la corrente diretta che sale da circa 200mA a 1,5V fino a 1000mA a circa 1,8V. La pendenza indica le tipiche caratteristiche di un diodo diretto con una resistenza dinamica di circa 0,3-0,4Ω nella regione operativa.

4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta da 200mA a 1000mA. A 1000mA l'uscita è approssimativamente il 100% (normalizzata), con una leggera saturazione a correnti più elevate. Questa linearità semplifica i progetti di controllo della corrente.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

L'intensità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura. A 85°C, l'intensità scende a circa l'80% del valore a 25°C. La gestione termica è fondamentale per mantenere un'emissione luminosa costante in ambienti ad alta temperatura.

4.4 Distribuzione Spettrale

L'emissione spettrale è centrata a 850nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 39nm. La curva è simmetrica, tipica dei LED a infrarossi basati su GaAs. L'emissione al di fuori dell'intervallo 780-950nm è trascurabile.

4.5 Pattern di Radiazione

Il diagramma di radiazione mostra una distribuzione simile a Lambert con un angolo di semi-apertura di 80 gradi. L'intensità relativa è superiore al 50% da -40° a +40°, rendendo il LED adatto per applicazioni di illuminazione ad ampio angolo.

4.6 Derating della Corrente Diretta

La corrente diretta massima deve essere ridotta linearmente da 1000mA a 25°C a 0mA a 125°C. Questa curva è essenziale per la progettazione termica; in pratica a 85°C la corrente consentita è di circa 600mA.

5. Informazioni Meccaniche e sull'Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un package a cavità con dimensioni 3,80mm (lunghezza) × 3,80mm (larghezza) × 2,28mm (altezza). La polarità è indicata da una tacca sulla vista dall'alto: due anodi (pin 1 e 2) e un catodo (pin 3) sulla vista dal basso. Il layout consigliato per i pad di saldatura include un pad centrale di 2,7mm per 2,7mm per la dissipazione del calore.

5.2 Nastro Portante e Bobina

L'imballaggio è in nastro portante di larghezza 12mm con passo di 4mm, 3000 pezzi per bobina. Le dimensioni della bobina sono conformi allo standard EIA-481: diametro della flangia 330,2mm, diametro del mozzo 79,5mm. Il nastro include segni di polarità.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Seguire il profilo di rifusione senza piombo JEDEC J-STD-020. Preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, velocità di salita ≤3°C/s, tempo sopra 217°C (TL) fino a 60 secondi, temperatura di picco 260°C (max 10 secondi a 260°C). Velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Non superare due passaggi di rifusione; se l'intervallo supera le 24 ore, è necessaria la cottura prima della saldatura.

6.2 Saldatura Manuale e Riparazione

Saldatura manuale: temperatura del saldatore<300°C, durata<3 secondi, solo una volta. La riparazione non è consigliata; se necessaria, utilizzare un saldatore a doppia punta e una pre-validazione delle caratteristiche del LED.

6.3 Stoccaggio e Gestione dell'Umidità

Livello di sensibilità all'umidità 3. Conservare le buste non aperte a ≤30°C/≤75%UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura, utilizzare entro 168 ore (≤30°C/≤60%UR) o cuocere a 60±5°C per >24 ore prima dell'uso. Non utilizzare se il dissicante è scaduto o la busta è danneggiata.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Imballaggio standard: 3000 pezzi per bobina. Le bobine sono sigillate in buste barriera all'umidità con gel di silice e indicatore di umidità. L'etichetta include numero di parte, numero di lotto, codici bin, quantità e codice data. I cartoni esterni contengono più bobine.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Applicazioni Tipiche

Telecamere di sorveglianza, illuminazione IR per la sicurezza, sistemi di visione artificiale, sensori di prossimità e trasmissione dati ottica. La lunghezza d'onda di 850nm è ben abbinata alle telecamere CMOS/CCD.

8.2 Considerazioni di Progetto

Gestione termica: utilizzare un'area di rame PCB adeguata e vie termiche. Non superare mai i valori massimi assoluti. Includere sempre un resistore limitatore di corrente o un driver a corrente costante per prevenire la fuga termica. Evitare la tensione inversa. Proteggere i LED dalle scariche elettrostatiche utilizzando una messa a terra e una manipolazione adeguate. Evitare l'esposizione a composti di zolfo, bromo, cloro oltre i limiti specificati. Non applicare stress meccanico alla lente in silicone.

8.3 Pulizia

Si consiglia l'uso di alcol isopropilico per la pulizia. Non utilizzare solventi che potrebbero attaccare il package. La pulizia a ultrasuoni non è consigliata in quanto potrebbe danneggiare i collegamenti interni dei fili.

9. Confronto Tecnico con Prodotti Concorrenti

Rispetto ai LED IR standard da 5mm, il package EMC offre una gestione della potenza superiore (2W contro tipici 100mW) e una migliore gestione termica. Gli emettitori a infrarossi di potenza media concorrenti in package SMD simili (es. 3,5x3,5mm) hanno spesso un flusso radiante inferiore (500-700mW) o un angolo di visione più ampio (120°). L'angolo del fascio di 80° di questo dispositivo fornisce una migliore collimazione per l'illuminazione a lungo raggio. La bassa tensione diretta (1,8V) riduce le perdite di potenza nei circuiti di pilotaggio.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare questo LED a 2A?
No, la corrente diretta massima assoluta è di 1000mA. Superare questo valore causerà surriscaldamento e danni permanenti.

D2: Qual è la corrente di pilotaggio consigliata per la migliore efficienza?
L'efficienza (flusso radiante vs potenza in ingresso) è generalmente ottimale intorno a 500-800mA. Consultare la curva corrente diretta vs intensità relativa.

D3: Il LED è adatto per funzionamento continuo?
Sì, a condizione che la gestione termica mantenga la temperatura di giunzione inferiore a 125°C. Il funzionamento a impulsi con duty cycle inferiore al 10% e larghezza di impulso breve (0,1ms) può raggiungere correnti di picco più elevate.

11. Casi Applicativi Pratici

Caso 1: Illuminatore notturno per CCTV
Array di 4 LED, ciascuno pilotato a 700mA, potenza totale ~5W, fornisce illuminazione per un campo visivo di 20 metri. Un adeguato dissipatore di calore mantiene l'aumento di temperatura al di sotto di 30°C.

Caso 2: Stroboscopio per visione artificiale industriale
Due LED in serie, impulsati a 1A con duty cycle dell'1%, sincronizzati con il trigger della telecamera. Raggiunge un'elevata intensità per l'ispezione ad alta velocità.

12. Principi di Funzionamento

I LED a infrarossi si basano su semiconduttori a band gap diretto (AlGaAs o GaAs). Quando polarizzati direttamente, gli elettroni si ricombinano con le lacune nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente al band gap (~1,46 eV per 850nm). Il package EMC ospita il chip su un leadframe metallico per l'estrazione del calore. La lente in silicone migliora l'efficienza di estrazione e modella il pattern di radiazione.

13. Tendenze di Sviluppo

Le tendenze di mercato vanno verso densità di potenza più elevate (2W e oltre) in package SMD compatti per applicazioni con vincoli di spazio. I miglioramenti nella tecnologia infrarossa senza fosfori si concentrano su una maggiore efficienza di conversione e una migliore affidabilità termica. Stanno emergendo array multi-chip e ottiche integrate per soddisfare diverse esigenze di illuminazione. Questo prodotto si allinea alla tendenza della miniaturizzazione e delle alte prestazioni per la sicurezza e il rilevamento industriale.