LED Vermelho 3,45x3,45x2,20mm - Tensão Direta 2,0V - Potência 0,7W - Comprimento de Onda Dominante 620-630nm - Especificação Técnica

1. Visão Geral do Produto

O RF-AL-C3535L2K1RE-03 é um LED vermelho de alta potência projetado para aplicações de iluminação exigentes. Utiliza uma tecnologia avançada de encapsulamento com substrato cerâmico (Chip on Substrate) que proporciona gerenciamento térmico superior e confiabilidade mecânica. As dimensões do pacote são 3,45mm × 3,45mm × 2,20mm, tornando-o adequado para módulos de iluminação compactos. Este LED oferece um fluxo luminoso típico de 60-90 lm a 350mA, com comprimento de onda dominante entre 620-630nm (vermelho profundo). O amplo ângulo de visão de 120° garante distribuição uniforme da luz. O produto está em conformidade com RoHS e classificado com nível de sensibilidade à umidade 1 (MSL 1), permitindo vida útil ilimitada no chão de fábrica antes da soldagem.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas (a Ts=25°C, IF=350mA)

• Tensão Direta (VF):1,8V mínimo, 2,0V típico, 2,4V máximo. Esta baixa tensão direta permite acionamento eficiente a partir de fontes de baixa tensão. A classificação estreita (passos de 0,2V) garante brilho consistente em matrizes com múltiplos LEDs.
• Fluxo Luminoso (Φv):60 lm mínimo, 75 lm típico, 90 lm máximo. A alta eficácia luminosa (≈215 lm/W a 350mA) é alcançada através do design otimizado do chip e do encapsulamento cerâmico.
• Fluxo Radiante Total (Φe):200 mW mínimo, 350 mW típico, 500 mW máximo. Útil para aplicações que requerem potência óptica total, como sinalização.
• Comprimento de Onda Dominante (λD):620 nm mínimo, 625 nm típico, 630 nm máximo. Este vermelho profundo combina bem com LEDs brancos convertidos por fósforo para iluminação horticultural ou com padrões de semáforos.
• Corrente Reversa (IR):máximo 10 µA a VR=5V, garantindo fuga desprezível em polarização reversa.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120° típico, proporcionando um feixe amplo para aplicações de iluminação de inundação.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

• Dissipação de Potência (PD):1920 mW.
• Corrente Direta (IF):800 mA contínua, 900 mA de pico (ciclo de trabalho 1/10, pulso de 0,1ms).
• Tensão Reversa (VR): 5V.
• Resistência a ESD (HBM):>2000V (rendimento típico >80%).
• Temperatura de Operação:-40°C a +85°C.
• Temperatura de Junção (TJ):máximo 125°C.

Consideração de Design Térmico:O pacote cerâmico proporciona excelente condutividade térmica. No entanto, para manter a temperatura de junção abaixo de 125°C, é essencial um dissipador de calor adequado ao operar próximo à corrente máxima. Para operação contínua a 350mA, recomenda-se uma área de pad de cobre de pelo menos 50mm² em uma placa FR4 padrão.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Para facilitar a correspondência consistente de cor e brilho, os LEDs são classificados em bins para tensão direta, fluxo luminoso e comprimento de onda. Os códigos dos bins são impressos no rótulo do carretel, conforme mostrado na Tabela 1-3 da folha de dados.

Ao encomendar ou projetar, certifique-se de especificar o código do bin desejado ou aceitar bins misturados com base na tolerância da aplicação.

4. Interpretação das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Fig 1-6)

A curva mostra uma tensão direta típica de cerca de 2,0V a 350mA, aumentando para aproximadamente 2,4V a 800mA. A inclinação indica uma resistência série de cerca de 0,8Ω. Para aplicações que requerem alta corrente, é necessária compensação de tensão no driver.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Fig 1-7)

A intensidade relativa aumenta quase linearmente com a corrente até 700mA, começando então a saturar ligeiramente. A 350mA, a intensidade relativa é 1,0 (referência). A 700mA, é cerca de 1,9, significando que dobrar a corrente produz<2x a saída de luz devido à queda de eficiência. Operar acima de 500mA é menos eficiente.

4.3 Temperatura vs. Intensidade Relativa (Fig 1-8)

A Ts=25°C, a intensidade relativa é 1,0. À medida que a temperatura sobe para 85°C, a intensidade cai para cerca de 0,85. Esta diminuição de 15% é típica para LEDs vermelhos AlInGaP. O gerenciamento térmico é crítico para manter a saída em condições de alta temperatura ambiente.

4.4 Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ts (Fig 1-9)

A Ts=25°C, a corrente direta máxima é 800mA. A Ts=75°C, ela reduz para cerca de 400mA. A curva garante que a temperatura de junção permaneça abaixo de 125°C. Para operação confiável, permaneça abaixo da linha de redução.

4.5 Distribuição Espectral (Fig 1-10)

O espectro de emissão está centrado em 625nm com uma largura a meia altura (FWHM) de aproximadamente 20nm. Não há picos secundários, garantindo cor vermelha pura.

4.6 Padrão de Radiação (Fig 1-11)

O diagrama de radiação mostra uma distribuição quase Lambertiana com ângulo de visão de 120°. A intensidade relativa cai para 50% a ±60° do eixo. Este padrão amplo é ideal para iluminação de lavagem e downlights.

5. Dimensões Mecânicas e de Embalagem

5.1 Contorno do Pacote

• Vista superior: caixa quadrada de 3,45mm × 3,45mm.
• Vista lateral: Altura de 2,20mm, com uma protrusão de lente de 0,85mm (altura total a partir da base).
• Vista inferior: Dois pads anódicos (grandes) e dois pads catódicos (pequenos). Dimensões dos pads: 1,30mm × 0,65mm (ânodo), 1,30mm × 0,48mm (cátodo).
• Polaridade: O lado do cátodo possui uma marca triangular ou canto chanfrado (conforme Fig 1-4).

5.2 Padrão Recomendado de Pads de Soldagem

Os pads de terra da PCB recomendados são ligeiramente maiores que os pads do componente: 3,40mm × 1,30mm para o ânodo, com passo de 0,50mm. Certifique-se de usar pads definidos por máscara de solda para evitar pontes.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo sem chumbo recomendado está de acordo com JESD22-B106. Parâmetros-chave:

• Pré-aquecimento: 150°C – 200°C por 60-120 segundos.
• Temperatura de pico: 260°C máx., tempo acima de 217°C: 60 segundos máx.
• Taxa de resfriamento: 6°C/s máximo.
• Número de ciclos de refluxo: máximo 2. Se mais de 24 horas entre ciclos, é necessária uma secagem em estufa.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300°C e conclua em 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida.

6.3 Reparo

Evite reparos após a soldagem. Se inevitável, use um ferro de solda de ponta dupla para aquecer ambos os pads simultaneamente e remover o LED. Confirme que não há danos aos componentes adjacentes.

6.4 Armazenamento e Secagem

Antes de abrir o saco de alumínio: armazenar a<30°C e<75% UR por até 1 ano. Após abertura: usar dentro de 168 horas a<30°C,<60% UR. Se o prazo for excedido, secar a 60°C,<5% UR por 24 horas.

7. Informações de Embalagem e Pedido

• Quantidade padrão do pacote:1000 peças por carretel.
• Fita transportadora:Largura de 8mm, passo de 4mm, com furos de engrenagem de 5,5mm. Tamanho da cavidade 3,9×3,9mm.
• Dimensões do carretel:Diâmetro externo de 178mm, largura do cubo de 14mm.
• Rótulo:Inclui Nº da Peça, Nº da Especificação, Nº do Lote, Código do Bin (Φ, WD, VF), Quantidade e Data.
• Saco barreira de umidade:Contém carretel e dessecante, com etiqueta de aviso de ESD.
• Caixa de papelão:Caixa de transporte padrão com etiquetas do produto.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Aplicações Típicas

• Luzes de advertência, downlights, luzes de lavagem de parede, spots.
• Sinais de trânsito e luzes de sinalização.
• Iluminação paisagística, luz de fotografia de palco, equipamentos de estética médica.
• Iluminação interna de hotéis, mercados, escritórios e residências.
• Lâmpadas coloridas para artigos e fitas de LED.

8.2 Considerações de Design

• Gerenciamento térmico:Use dissipação de calor adequada. Recomenda-se um pad térmico na PCB com vias térmicas.
• Proteção ESD:Embora o LED tenha resistência HBM >2000V, sempre utilize manuseio seguro contra ESD e considere um diodo Zener em paralelo com o LED se operar em ambientes com alta ESD.
• Regulação de corrente:Sempre acione com uma fonte de corrente constante. Pequenas variações de tensão causam grandes mudanças de corrente (por exemplo, um desvio de 0,1V pode alterar a corrente em ~125mA devido à baixa resistência dinâmica).
• Antissulfeto/Anticloro:Certifique-se de que os materiais circundantes tenham menos de 100ppm de enxofre, e bromo e cloro cada<900ppm (total<1500ppm) para evitar corrosão dos contatos prateados.
• Limpeza da lente:Se necessário, use álcool isopropílico. Não use limpeza ultrassônica.

9. Comparação Técnica e Vantagens

Comparado aos LEDs com encapsulamento PPA (poliftalamida) padrão, o pacote cerâmico oferece:

• Melhor condutividade térmica:Substratos cerâmicos possuem condutividade térmica >10 W/mK vs.<1 W/mK para plástico, reduzindo a resistência térmica em 30-50%.
• Maior confiabilidade em altas temperaturas:A cerâmica suporta temperatura de junção de 125°C sem degradação, enquanto o plástico pode descolorir ou delaminar.
• Menor absorção de umidade:Classificação MSL 1 (vida útil ilimitada no chão de fábrica) vs. MSL 3 típico para encapsulamentos plásticos.
• Ângulo de visão mais amplo:120° vs. 110° típico para LED plástico comparável.

No entanto, os encapsulamentos cerâmicos são tipicamente mais caros. Para aplicações sensíveis a custo com menor potência, alternativas plásticas podem ser consideradas.

10. Perguntas Frequentes

P: Posso acionar este LED a 800mA continuamente?
R: Sim, mas apenas se a temperatura de junção for mantida abaixo de 125°C. A dissipação de calor adequada é obrigatória. A 800mA, a tensão direta é de cerca de 2,4V, potência ~1,92W. Recomenda-se um dissipador com resistência térmica<30 K/W para ambiente de 85°C.

P: Por que a faixa do bin de fluxo luminoso é relativamente ampla (60-90lm)?
R: A produção padrão gera uma distribuição. A classificação permite selecionar faixas mais estreitas. Para aplicações com LED único, qualquer bin funciona. Para matrizes, use o mesmo código de bin para brilho uniforme.

P: O que significa o código de bin "FB9"?
R: Indica fluxo luminoso entre 60 e 65 lumens. Consulte a Tabela 1-3 para todos os códigos.

P: Este LED é adequado para uso externo?
R: Sim, com encapsulamento adequado em uma luminária que forneça proteção IP. O LED em si não é à prova d'água.

P: Posso usar tensão reversa no meu circuito?
R: A tensão reversa máxima absoluta é 5V. Se houver possibilidade de polarização reversa (por exemplo, durante a inicialização ou acionamento CA), adicione um diodo de bloqueio em série.

11. Estudo de Caso Prático de Design

Caso: Módulo Downlight Vermelho (equivalente a 10W, 5 LEDs)
Objetivo de design: 300 lumens de saída a 350mA por LED. Cinco LEDs em série: tensão direta total ~10V (2,0V cada). Driver: corrente constante 350mA, conformidade de tensão 12V. Térmico: 5 LEDs dissipam ~3,5W no total. Monte em uma PCB de alumínio com dissipador de 50mm×50mm. O ângulo de visão de 120° permite o uso de um difusor sem pontos escuros. Usar o mesmo bin (por exemplo, FBC para fluxo, C0 para tensão) garante brilho uniforme e sem pontos quentes. Resultado: iluminação de realce vermelho profundo com excelente consistência de cor.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED vermelho é baseado em material semicondutor AlInGaP (Fósforo de Índio e Gálio de Alumínio) cultivado em um substrato GaAs. Quando polarizado diretamente, elétrons da camada tipo n se recombinam com lacunas na camada tipo p, emitindo fótons com energia correspondente ao bandgap de ~1,98 eV, produzindo luz vermelha de 625nm. O substrato cerâmico fornece isolamento elétrico e um caminho térmico direto do chip para os pads de solda. A lente de silicone encapsula o chip e molda a saída de luz em um padrão Lambertiano.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria está se movendo em direção a maior eficácia e tamanhos de pacote menores. Desenvolvimentos futuros para LEDs vermelhos incluem:

• Maior densidade de fluxo:Designs de chip aprimorados (multi-junção, flip-chip) podem dobrar o fluxo por pacote.
• Bins de comprimento de onda mais estreitos:Padrões futuros podem exigir tolerância de ±2nm para displays de alta qualidade.
• Integração com controle inteligente:LEDs com sensores de cor integrados para autocalibração.
• Redução de custo dos encapsulamentos cerâmicos:À medida que a fabricação escala, os LEDs cerâmicos tornam-se competitivos com os plásticos na faixa de média potência.

Este produto representa uma solução equilibrada entre desempenho e confiabilidade para as necessidades atuais de iluminação de estado sólido.

14. Confiabilidade e Garantia de Qualidade

O produto passou nos seguintes testes de confiabilidade (tamanho da amostra 10 peças, 0 falhas permitidas):

• Soldagem por refluxo (260°C, 2x)
• Choque térmico (-40°C a 100°C, 500 ciclos)
• Armazenamento em alta temperatura (100°C, 1000h)
• Armazenamento em baixa temperatura (-40°C, 1000h)
• Teste de vida (TA=25°C, 350mA, 1000h)
• HHHT (60°C/90%UR, 350mA, 1000h)

Critérios: desvio de tensão direta <10%, manutenção do fluxo luminoso >80%, sem aberto/curto. Isso garante a confiabilidade do produto em aplicações de campo.<%, luminous flux maintenance >80%, no open/short. This ensures product reliability in field applications.