Ficha Técnica LED Azul PLCC2 3,5x2,8x1,84mm - Tensão Direta 3,0V - Potência 102mW - 465-475nm

1. Visão Geral do Produto

O RF-BNRA30TS-BB é um LED azul de alto desempenho projetado para aplicações exigentes, como iluminação interna e interruptores automotivos. Utiliza tecnologia GaN sobre substrato para fornecer um comprimento de onda dominante de 465-475 nm, com uma tensão direta típica de 3,0 V a 20 mA. O dispositivo é alojado em um pacote compacto PLCC2 medindo 3,50 mm x 2,80 mm x 1,84 mm, tornando-o adequado para montagem SMT automatizada. Com um ângulo de visão extremamente amplo de 120 graus e nível de sensibilidade à umidade 2, este LED oferece excelente flexibilidade de projeto. É totalmente compatível com as diretivas RoHS e REACH e passou nos testes de qualificação baseados nas diretrizes AEC-Q101 para semicondutores discretos de grau automotivo.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas

Na condição de teste IF = 20 mA e Ts = 25 °C, a tensão direta (VF) varia de 2,8 V (mínimo) a 3,4 V (máximo) com um valor típico de 3,0 V. A corrente reversa (IR) em VR = 5 V é limitada a um máximo de 10 μA. A intensidade luminosa (IV) varia de 430 mcd (mínimo) a 800 mcd (máximo) sob a mesma condição de teste, com um valor típico de 600 mcd. O comprimento de onda dominante (Wd) é especificado entre 465 nm e 475 nm, com valor típico em 467 nm.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

O LED não deve exceder as seguintes classificações máximas absolutas: dissipação de potência (PD) 102 mW, corrente direta (IF) 30 mA, corrente direta de pico (IFP) 100 mA (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10 ms), tensão reversa (VR) 5 V, descarga eletrostática (ESD) 2000 V (HBM), temperatura de operação (TOPR) -40 a +100 °C, temperatura de armazenamento (TSTG) -40 a +100 °C e temperatura de junção (TJ) 120 °C. Exceder essas classificações pode causar danos permanentes.

2.3 Características Térmicas

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RthJ-S) é especificada em no máximo 300 °C/W. O gerenciamento térmico adequado é essencial para manter a temperatura da junção abaixo de 120 °C e garantir a confiabilidade a longo prazo.

3. Sistema de Classificação

3.1 Bins de Tensão Direta

Com IF = 20 mA, a tensão direta é dividida em seis bins: G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V). Esta classificação permite que os clientes selecionem LEDs com tolerância apertada de VF para distribuição uniforme de corrente em configurações série ou paralelo.

3.2 Bins de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em J20 (430-530 mcd), K10 (530-650 mcd) e K20 (650-800 mcd). Isso garante brilho consistente em aplicações que exigem saída de luz combinada.

3.3 Bins de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é classificado em D10 (465-467,5 nm), D20 (467,5-470 nm), E10 (470-472,5 nm) e E20 (472,5-475 nm). Isso fornece controle de cor apertado para iluminação interna automotiva, onde a consistência de cor é crítica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Conforme mostrado na Fig. 1-7, a corrente direta aumenta exponencialmente com a tensão direta. A 3,0 V a corrente é de aproximadamente 20 mA; a 3,2 V sobe para cerca de 120 mA. Isso destaca a necessidade de resistores limitadores de corrente ou acionamento com corrente constante.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A Fig. 1-8 mostra que a intensidade luminosa relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta até 30 mA. A 20 mA a intensidade relativa é de cerca de 80%, e a 30 mA atinge aproximadamente 100%.

4.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa e Corrente Direta

As Figs. 1-9 e 1-10 demonstram que, à medida que a temperatura de solda aumenta de 25 °C para 100 °C, a intensidade relativa cai para cerca de 85% do seu valor a 25 °C, e a corrente direta máxima permitida é reduzida de 30 mA para cerca de 10 mA. A derating térmico é essencial para operação confiável em temperaturas ambientes elevadas.

4.4 Tensão Direta vs. Temperatura de Solda

Da Fig. 1-11, a tensão direta diminui linearmente com o aumento da temperatura a uma taxa de aproximadamente -2 mV/°C. Este coeficiente de temperatura negativo deve ser considerado no projeto do conversor.

4.5 Padrão de Radiação

O diagrama de radiação (Fig. 1-12) mostra uma distribuição semelhante à lambertiana com um ângulo de meia potência de cerca de 120 graus, confirmando a característica de ângulo de visão amplo.

4.6 Espectro e Comprimento de Onda vs. Corrente

A Fig. 1-13 ilustra que o comprimento de onda dominante muda ligeiramente (dentro de ±3 nm) à medida que a corrente direta varia de 0 a 80 mA. O espectro (Fig. 1-14) é um pico estreito centrado em torno de 467 nm com largura total na metade do máximo de aproximadamente 25 nm, típico para LEDs azuis InGaN.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote do LED mede 3,50 mm x 2,80 mm x 1,84 mm (comprimento x largura x altura). A vista superior mostra uma área retangular de emissão de luz de aproximadamente 2,40 mm x 2,18 mm. A vista inferior revela duas almofadas de solda com marcação de polaridade: a almofada do ânodo é maior (2,0 mm x 1,25 mm) e a almofada do cátodo é menor (0,75 mm x 1,25 mm). Almofadas de solda recomendadas (Fig. 1-5) são fornecidas com um passo de 4,45 mm entre os centros das almofadas para garantir a formação adequada da junta de solda. Todas as dimensões estão em milímetros com tolerâncias de ±0,2 mm, salvo indicação contrária.

5.2 Polaridade e Manuseio

O LED possui uma marca de polaridade clara (um pequeno ponto ou entalhe no pacote) que indica o lado do cátodo. Deve-se tomar cuidado para alinhar a marca de polaridade com a serigrafia da PCB. O encapsulante de silicone é macio; evite aplicar pressão diretamente na superfície da lente durante o manuseio ou operações de pick-and-place.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de soldagem por refluxo recomendado segue os padrões JEDEC: pré-aquecimento de 150 °C a 200 °C por 60-120 segundos, rampa até 217 °C com inclinação máxima de 3 °C/s, manter acima de 217 °C por no máximo 60 segundos, temperatura de pico de 260 °C por até 10 segundos (com um máximo de 30 segundos dentro de 5 °C do pico) e resfriamento a uma taxa não superior a 6 °C/s. O tempo total de 25 °C até o pico deve ser inferior a 8 minutos. Não refletir mais de duas vezes e, se mais de 24 horas decorrerem entre os refluxos, os LEDs devem ser assados antes da reutilização.

6.2 Soldagem Manual

Para soldagem manual, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300 °C e conclua a junta em menos de 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida por LED.

6.3 Armazenamento e Secagem

Os sacos de barreira contra umidade não abertos devem ser armazenados a ≤30 °C e ≤75% de umidade relativa, para uso dentro de um ano a partir da data de selagem. Após a abertura, use dentro de 24 horas sob ≤30 °C e ≤60% UR. Se as condições de armazenamento forem excedidas ou o indicador de dessecante mudar de cor, asse os LEDs a 60±5 °C por ≥24 horas antes do uso.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Fita de Transporte e Carretel

Os LEDs são fornecidos em embalagem de fita e carretel com 2000 peças por carretel. A fita de transporte tem largura de 8,0 mm, com passo de 4,0 mm (típico para PLCC2). O diâmetro do carretel é de 178 mm, diâmetro do cubo de 60 mm e diâmetro do núcleo de 13,0 mm. A fita possui uma fita de cobertura que é selada termicamente na parte superior.

7.2 Informações da Etiqueta

Cada carretel carrega uma etiqueta contendo: Número da Peça (PART NO.), Número de Especificação (SPEC NO.), Número do Lote (LOT NO.), Código do Bin (BIN CODE), Fluxo Luminoso (Ф), Bin de Cromaticidade (XY), Tensão Direta (VF), Comprimento de Onda (WLD), Quantidade (QTY) e Data de Fabricação (DATE). O código do bin é essencial para solicitar combinações específicas de VF/IV/Wd.

7.3 Saco de Barreira contra Umidade e Caixa

Os carretéis são selados em um saco de barreira contra umidade junto com um dessecante e um cartão indicador de umidade. O saco é então embalado em caixas de papelão para transporte. A caixa externa traz avisos de manuseio, como "Atenção: Observar Precauções para Manuseio de Dispositivos Sensíveis a Descargas Eletrostáticas."

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Aplicações Típicas

Este LED azul é ideal para iluminação interna automotiva, como iluminação do painel, iluminação ambiente e indicação de interruptores. Também pode ser usado em indicadores de status, retroiluminação e sinalização geral onde uma fonte de luz azul de espectro estreito é necessária.

8.2 Considerações de Projeto

• Sempre inclua um resistor limitador de corrente ou use um driver de corrente constante para evitar sobrecorrente devido a variações de VF.
• Mantenha a temperatura da junção abaixo de 120 °C fornecendo dissipação de calor adequada ou reduzindo a corrente direta em altas temperaturas ambientes.
• Em arranjos série/paralelo, certifique-se de que cada LED receba corrente quase igual combinando os bins de VF ou usando fontes de corrente individuais.
• Evite a exposição a compostos contendo enxofre acima de 100 ppm, bromo acima de 900 ppm, cloro acima de 900 ppm ou halogênios totais acima de 1500 ppm no ambiente circundante ou nos materiais de contato.
• Minimize os compostos orgânicos voláteis (COVs) de adesivos, selantes ou plásticos próximos para evitar descoloração do silicone e degradação da saída de luz.
• Forneça medidas de proteção contra descarga eletrostática (por exemplo, estações de trabalho aterradas, ionizadores), pois o LED é sensível à descarga eletrostática (limiar ESD 2 kV HBM).

9. Comparação de Tecnologia

Em comparação com LEDs PLCC2 padrão, o RF-BNRA30TS-BB oferece um ângulo de visão mais amplo (120° vs. típico 90°) e classificação de comprimento de onda mais apertada (passos de até 2,5 nm). Sua qualificação AEC-Q101 o torna adequado para condições de estresse automotivo (ciclos de temperatura, alta umidade, etc.) que componentes de grau de consumo podem não suportar. A resistência térmica de 300 °C/W é típica para este pacote, mas requer gerenciamento térmico cuidadoso em aplicações de alta potência.

10. Perguntas Frequentes

10.1 Posso usar este LED continuamente a 30 mA?

Sim, a corrente direta máxima absoluta é de 30 mA. No entanto, nesta corrente, a temperatura da junção pode aumentar significativamente dependendo do ambiente térmico. Recomenda-se reduzir a corrente em temperaturas de solda elevadas, conforme mostrado na curva de derating. Para confiabilidade a longo prazo, operar a 20-25 mA é preferível.

10.2 Qual é a luminosidade típica a 20 mA?

A intensidade luminosa típica é de 600 mcd com IF=20 mA. Dependendo do bin, pode variar de 430 a 800 mcd.

10.3 Como limpar o LED após a soldagem?

Use álcool isopropílico como solvente de limpeza. Evite limpeza ultrassônica, pois pode danificar o LED. Certifique-se de que o solvente de limpeza não ataque o encapsulante de silicone.

11. Exemplo de Caso de Aplicação

Considere uma faixa de luz ambiente automotiva contendo 20 LEDs em série. Cada LED tem uma VF típica de 3,0 V a 20 mA. Assumindo um sistema elétrico de veículo de 14 V, a queda de tensão em série é de 60 V, o que excede a alimentação. Em vez disso, uma configuração paralela com resistores limitadores de corrente individuais é mais prática. Para um único LED, um resistor de (14 V – 3,0 V) / 0,02 A = 550 Ω (use valor padrão de 560 Ω) limitaria a corrente a cerca de 19,6 mA. Se vários LEDs forem usados, cada um deve ter seu próprio resistor para evitar absorção de corrente devido a diferenças de bin de VF.

12. Princípio de Funcionamento

O LED azul é baseado em Nitreto de Gálio (GaN) cultivado epitaxialmente em um substrato de safira ou silício. Quando polarizado diretamente, elétrons e lacunas se recombinam na região do poço quântico, emitindo fótons com energia correspondente à banda proibida do material InGaN. O comprimento de onda dominante é controlado pela composição de índio. A saída de luz é extraída através do pacote transparente e da lente de silicone, que também molda o padrão de radiação.

13. Tendências de Desenvolvimento

Os LEDs azuis continuam a evoluir para maior eficiência (lm/W) e melhor estabilidade de cor ao longo da temperatura e vida útil. A indústria automotiva exige padrões de confiabilidade mais altos, como AEC-Q102, e versões futuras deste produto podem incorporar gerenciamento térmico aprimorado e uma faixa de temperatura operacional mais ampla. A miniaturização (por exemplo, o pacote 2835 continua popular) e a integração com controle inteligente (por exemplo, iluminação matricial) são tendências contínuas.