Specifiche LED infrarosso RF-P28Q6-IRJ-FT 850nm - Dimensioni 2,8x3,5x2,11mm - Tensione 1,6V - Potenza 80mW

1. Panoramica del prodotto

1.1 Descrizione generale

Questo prodotto è un LED infrarosso che utilizza un package PPA (Poliftalamide). Offre elevata affidabilità ed è ampiamente utilizzato in applicazioni di monitoraggio di sicurezza e sensori. Il dispositivo ha dimensioni compatte di 2,80 mm × 3,50 mm × 2,11 mm (lunghezza × larghezza × altezza). Il package PPA fornisce una robusta protezione meccanica e un'eccellente dissipazione del calore.

1.2 Caratteristiche

• Bassa tensione diretta, garantendo efficienza energetica.
• Lunghezza d'onda di picco λp = 850 nm, adatta per applicazioni nel vicino infrarosso.
• Compatibile con saldatura a rifusione senza piombo, conforme agli standard ambientali.
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 5 (MSL 5), che richiede una manipolazione attenta.
• Conforme alla direttiva RoHS, privo di sostanze pericolose.

1.3 Applicazioni

• Sistemi di sorveglianza e telecamere di sicurezza.
• Illuminazione a infrarossi per telecamere e apparecchiature per la visione notturna.
• Sistemi di visione artificiale per l'automazione industriale.

2. Dimensioni del package e pattern di saldatura

Il contorno del package è illustrato nei disegni delle specifiche. La vista dall'alto mostra un corpo rettangolare di 2,80 mm × 3,50 mm. La vista laterale indica uno spessore di 2,11 mm. Un segno di polarità è presente su un angolo per identificare il catodo. La vista dal basso rivela i pad di contatto: due pad più grandi per anodo e catodo, con dimensioni fornite per il layout PCB. Il pattern di saldatura consigliato (footprint) è mostrato in Figura 1-5, con dimensioni del pad di 1,85 mm × 1,25 mm e un passo di 1,80 mm. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

3. Caratteristiche elettriche e ottiche

3.1 Parametri elettrici/ottici a Ts=25°C

La Tabella 1-1 elenca i principali parametri elettrici e ottici misurati a una temperatura del punto di saldatura di 25°C. La corrente diretta (IF) è impostata a 50 mA per tutte le misurazioni. La corrente inversa (IR) a VR=5V è tipicamente molto bassa (<10 µA). La tensione diretta (VF) varia da 1,4 V tipico a 1,6 V massimo. La lunghezza d'onda di picco (λp) è 850 nm, con una larghezza di banda di radiazione spettrale (Δλ) di 30 nm, indicando uno spettro di emissione relativamente stretto centrato nel vicino infrarosso. Il flusso radiante totale (Φe) è tipicamente 28 mW, con un minimo di 14 mW. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 70 gradi, fornendo un pattern di emissione moderatamente ampio. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (RθJ-S) è di 50 °C/W, importante per la gestione termica.

3.2 Valori massimi assoluti

La Tabella 1-2 fornisce i valori massimi assoluti che non devono essere superati per evitare danni. La dissipazione di potenza (PD) è limitata a 80 mW. La corrente diretta (IF) non deve superare 50 mA (nota: con ciclo di lavoro 1/10, larghezza d'impulso 0,1 ms, la corrente può essere maggiore, ma il funzionamento in DC è limitato a 50 mA). La tensione inversa (VR) è 5 V. La tensione di scarica elettrostatica (ESD) resistente (HBM) è 2000 V. L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +85°C e l'intervallo di temperatura di stoccaggio è anch'esso da -40°C a +85°C. La temperatura di giunzione (TJ) non deve superare 105°C. Per rimanere entro questi limiti sono necessari un adeguato dissipatore di calore e una derating della corrente.

4. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche

Le specifiche includono diverse curve caratteristiche tipiche per aiutare nella progettazione.

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta (Fig. 1-6)

Questa curva mostra la relazione tra tensione diretta (VF) e corrente diretta (IF). All'aumentare di IF da 0 a 60 mA, VF aumenta da circa 1,3 V a 1,7 V. La curva è non lineare, tipica per i LED.

4.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa (Fig. 1-7)

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 50 mA. A 50 mA, l'intensità relativa è circa il 100% (punto di riferimento). Ciò indica che una corrente maggiore produce una potenza radiante proporzionalmente maggiore, ma gli effetti termici possono limitare a correnti più elevate.

4.3 Temperatura vs. Intensità relativa (Fig. 1-8)

All'aumentare della temperatura del punto di saldatura (Ts) da 5°C a 125°C, l'intensità relativa diminuisce gradualmente. A 85°C, l'intensità relativa scende a circa l'80% del valore a 25°C. Questo derating termico deve essere considerato in ambienti ad alta temperatura.

4.4 Distribuzione spettrale (Fig. 1-9)

L'emissione spettrale si estende da circa 800 nm a 900 nm, con un picco a 850 nm. La larghezza a metà altezza (FWHM) è di circa 30 nm, confermando la larghezza di banda stretta.

4.5 Diagramma di radiazione (Fig. 1-10)

Il pattern di radiazione mostra l'intensità luminosa relativa in funzione dell'angolo. Il semiangolo (50% dell'intensità) è di circa 35 gradi dall'asse ottico, corrispondente a un angolo di visione totale di 70 gradi.

4.6 Temperatura vs. Derating della corrente diretta (Fig. 1-11)

Questa curva indica la corrente diretta massima consentita in funzione della temperatura del punto di saldatura. A 25°C, la corrente massima è 50 mA. All'aumentare della temperatura, la corrente consentita diminuisce linearmente fino a zero a circa 105°C (limite di temperatura di giunzione). Questo derating è fondamentale per un funzionamento affidabile.

5. Informazioni sull'imballaggio

5.1 Nastrino e bobina (Carrier Tape and Reel)

I LED sono imballati in un nastro di trasporto con un segno di polarità per l'orientamento. Ogni bobina contiene 3.500 pezzi. Le dimensioni della bobina sono: diametro esterno A = 330,2 ± 2 mm, diametro del mozzo interno B = 12,7 ± 0,3 mm, larghezza C = 79,5 ± 1 mm e foro del fuso D = 14,3 ± 0,2 mm. La direzione di alimentazione del nastro è indicata.

5.2 Specifiche del formato dell'etichetta

Le etichette su ogni bobina includono Numero parte, Numero specifica, Numero lotto, Codice bin, Quantità e Data. Inoltre, il codice bin indica il flusso radiante totale (Φe), la lunghezza d'onda di picco (WLP) e la tensione diretta (VF) per scopi di raggruppamento (binning).

5.3 Imballaggio resistente all'umidità

Le bobine sono collocate in un sacchetto barriera all'umidità con un dessiccante, insieme a una scheda indicatrice di umidità. Il sacchetto viene quindi sigillato ed etichettato. Questo imballaggio protegge i LED dall'assorbimento di umidità, dato il loro livello MSL 5.

5.4 Scatola in cartone

Più bobine sono imballate in una scatola di cartone per la spedizione. La scatola è etichettata con informazioni sul prodotto e precauzioni per la movimentazione.

6. Elementi e criteri dei test di affidabilità

6.1 Test di affidabilità

I LED vengono sottoposti a diversi test di affidabilità secondo gli standard JEDEC: Rifusione (max 260°C, 3 cicli), Ciclo termico (da -40°C a 100°C, 100 cicli), Shock termico (da -40°C a 100°C, 300 cicli), Conservazione ad alta temperatura (100°C, 1000 ore), Conservazione a bassa temperatura (-40°C, 1000 ore) e Test di vita (25°C, IF=50mA, 1000 ore). Il criterio di accettazione è 0 guasti su 10 campioni (0/1).

6.2 Criteri per la valutazione dei danni

Dopo i test di affidabilità, si applicano i seguenti limiti: la tensione diretta (VF) non deve superare il limite standard superiore (USL) moltiplicato per 1,1; la corrente inversa (IR) non deve superare l'USL moltiplicato per 2,0; il flusso radiante totale (Φe) non deve essere inferiore al limite standard inferiore (LSL) moltiplicato per 0,7. Questi criteri garantiscono che i LED mantengano prestazioni accettabili dopo lo stress.

7. Istruzioni per la saldatura a rifusione SMT

7.1 Profilo di rifusione

Il profilo di saldatura a rifusione consigliato è mostrato in Figura 3-1. Parametri chiave: velocità media di rampa ≤ 3°C/s; intervallo di temperatura di preriscaldamento da 160°C a 200°C con durata di 60-120 secondi; tempo sopra 220°C (TL) massimo 60 secondi; temperatura di picco (TP) 260°C con un tempo di mantenimento entro 5°C dal picco per un massimo di 5 secondi; raffreddamento in rampa ≤ 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco deve essere entro 8 minuti. Sono consentiti solo due cicli di rifusione. Se passano più di 24 ore dopo la prima rifusione, i LED potrebbero danneggiarsi.

7.2 Saldatura manuale e riparazione

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a meno di 300°C per meno di 3 secondi ed eseguire una sola volta. La riparazione dovrebbe essere generalmente evitata; se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che non vi siano danni.

7.3 Precauzioni

Non montare componenti su aree del PCB deformate. Evitare sollecitazioni meccaniche o vibrazioni durante il raffreddamento. Non raffreddare rapidamente i dispositivi dopo la saldatura.

8. Precauzioni di manipolazione e condizioni di stoccaggio

8.1 Considerazioni ambientali

L'ambiente operativo del LED deve avere un contenuto di zolfo inferiore a 100 PPM nei materiali di accoppiamento. Il contenuto di bromo e cloro nei materiali esterni deve essere ciascuno inferiore a 900 PPM, con un totale inferiore a 1500 PPM. I VOC provenienti dai materiali di fissaggio possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento; pertanto, devono essere utilizzati solo materiali compatibili.

8.2 Manipolazione meccanica

I componenti devono essere maneggiati lungo le superfici laterali utilizzando pinzette. Non toccare direttamente la lente in silicone, poiché ciò potrebbe danneggiare il circuito interno.

8.3 Progettazione del circuito

La corrente di ciascun LED non deve superare il valore massimo assoluto. Utilizzare resistori limitatori di corrente per prevenire sovratensioni. Il circuito di pilotaggio deve consentire la tensione diretta solo quando è acceso; la tensione inversa può causare migrazione e danni. La progettazione termica è fondamentale: è necessario un adeguato dissipatore di calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 105°C.

8.4 Condizioni di stoccaggio

Prima di aprire il sacchetto di alluminio, conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di 1 anno dalla data di imballaggio. Dopo l'apertura, conservare a ≤30°C e ≤60% UR e completare la saldatura entro 48 ore. Se l'indicatore di umidità mostra umidità eccessiva o il tempo di stoccaggio è superato, cuocere i LED a 60±5°C per almeno 24 ore prima dell'uso.

8.5 Protezione ESD

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e al sovraccarico elettrico (EOS). Devono essere prese adeguate precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. La tensione di resistenza alle ESD (HBM) è 2000 V, ma è comunque consigliata la protezione.