LED SMD Laranja RF-OUL150TS-CA-E1 - 3,2x1,6x1,88mm - Tensão 1,8-2,3V - Potência 69mW - Ficha Técnica

1. Visão Geral do Produto

1.1 Descrição Geral

O RF-OUL150TS-CA-E1 é um diodo emissor de luz laranja de montagem superficial fabricado usando um chip laranja. Suas dimensões compactas de encapsulamento são 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm, tornando-o ideal para aplicações com espaço limitado. Este LED é projetado para todos os processos de montagem SMT e soldagem, oferecendo excelente confiabilidade e desempenho consistente.

1.2 Principais Características

• Ângulo de Visão Estreito:O dispositivo apresenta um ângulo de visão de 50% Iv de apenas 30°, proporcionando uma saída de luz focada.
• Compatível com SMT:Adequado para todos os processos padrão de montagem SMT e soldagem por refluxo.
• Sensibilidade à Umidade:Classificado como nível de sensibilidade à umidade 3 (MSL 3), exigindo manuseio e armazenamento cuidadosos.
• Compatível com RoHS:Totalmente em conformidade com as diretivas ambientais RoHS.

1.3 Aplicações

• Indicadores ópticos e luzes de sinalização
• Interruptores, símbolos e retroiluminação de displays
• Indicação visual de uso geral em eletrônicos de consumo e equipamentos industriais

2. Especificações Técnicas

2.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED é alojado em um encapsulamento de montagem superficial de 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm (comprimento × largura × altura). A vista inferior mostra dois terminais (Pino 1 e Pino 2) com uma marca de polaridade para orientação correta. Padrões de soldagem recomendados são fornecidos na ficha técnica para garantir desempenho térmico e elétrico ideal. Todas as dimensões estão em milímetros com tolerância geral de ±0,2 mm, salvo indicação contrária.

2.2 Características Elétricas e Ópticas (Ts = 25°C)

A tabela a seguir resume os principais parâmetros elétricos e ópticos em temperatura ambiente de 25°C e corrente direta de 20 mA.

2.3 Classificações Máximas Absolutas (Ts = 25°C)

Deve-se tomar cuidado para não exceder as classificações máximas absolutas. A temperatura de junção deve ser mantida abaixo de 95°C em qualquer condição de operação. A corrente direta máxima real deve ser determinada medindo a temperatura do encapsulamento para garantir que o limite de temperatura de junção não seja excedido.

3. Sistema de Classificação em Bins e Seleção

3.1 Bins de Comprimento de Onda / Cromaticidade

O comprimento de onda dominante é classificado em dois grupos: E00 (620–625 nm) e F00 (625–630 nm). Isso permite que os projetistas selecionem a tonalidade exata de laranja necessária para sua aplicação.

3.2 Bins de Intensidade Luminosa

Três bins de intensidade estão disponíveis: M00 (1200–1800 mcd), N00 (1800–2800 mcd) e O00 (2800–4300 mcd). A escolha depende do brilho desejado e da eficiência óptica do sistema.

3.3 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em cinco bins (B1, B2, C1, C2, D1) abrangendo de 1,8 V a 2,3 V. Essa classificação garante uma divisão consistente de corrente quando os LEDs são usados em strings paralelas.

4. Curvas de Desempenho e Análise

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva Vf-I mostra a típica relação exponencial. A 20 mA, a tensão direta está dentro das faixas de bin especificadas. A curva ajuda no projeto de resistores limitadores de corrente ou drivers de corrente constante.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa relativa aumenta aproximadamente linearmente com a corrente até 30 mA. Em correntes mais altas, efeitos de saturação reduzem a eficiência. A curva típica indica uma intensidade relativa de 100% a 20 mA.

4.3 Efeitos da Temperatura

A curva de temperatura de solda vs. intensidade relativa mostra uma ligeira diminuição na intensidade à medida que a temperatura aumenta. Da mesma forma, a corrente direta deve ser reduzida em temperaturas elevadas para evitar exceder a temperatura máxima de junção. A resistência térmica de 450 °C/W destaca a necessidade de um bom gerenciamento térmico, especialmente ao operar com correntes altas.

4.4 Distribuição Espectral

A curva de intensidade relativa vs. comprimento de onda confirma uma largura de banda espectral a meia altura estreita, tipicamente de 15 nm. O comprimento de onda de pico está aproximadamente no centro da faixa de 620–630 nm, fornecendo uma emissão laranja pura.

4.5 Padrão de Radiação

O diagrama de características de radiação mostra um feixe estreito com um ângulo de visão de 30° (50% Iv). Isso torna o LED adequado para aplicações que exigem luz direcional, como indicadores pontuais ou retroiluminação de pequenos símbolos.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Fita Matriz e do Carretel

Os LEDs são embalados em fita matriz de 8 mm de largura com um carretel de 178 mm de diâmetro. Cada carretel contém 2000 unidades. O passo do bolso da fita é projetado para equipamentos padrão de pick-and-place SMT. O carretel inclui uma etiqueta com número da peça, número do lote, códigos de bin, quantidade e código de data.

5.2 Saco Barreira de Umidade e Armazenamento

Para proteger contra absorção de umidade, os carretéis são selados em um saco barreira de umidade com dessecante e um cartão indicador de umidade. O saco deve permanecer selado até o uso. Condições de armazenamento: antes de abrir o saco – temperatura ≤ 30°C, umidade ≤ 75% por até um ano; após a abertura – temperatura ≤ 30°C, umidade ≤ 60% por 168 horas (7 dias). Se o tempo de armazenamento exceder esses limites, é necessário um processo de secagem a 60±5°C por pelo menos 24 horas antes da soldagem.

5.3 Caixa de Papelão

Vários carretéis são embalados em uma caixa de papelão padrão para transporte. A caixa é etiquetada com informações do produto e precauções de manuseio.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil recomendado é baseado nos padrões JEDEC:

• Taxa média de rampa ascendente (Tsmax a Tp): Máx 3°C/s
• Pré-aquecimento: 150°C a 200°C por 60–120 s
• Tempo acima de 217°C (TL): 60–150 s
• Temperatura de pico (Tp): 260°C, máx 10 s
• Tempo de permanência dentro de 5°C de Tp: máx 30 s
• Taxa de resfriamento: Máx 6°C/s
• Tempo total de 25°C ao pico: máx 8 minutos

A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Se o intervalo entre duas passagens de soldagem exceder 24 horas, os LEDs podem absorver umidade e ser danificados.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de solda com temperatura abaixo de 300°C por menos de 3 segundos por terminal. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida por LED.

6.3 Precauções

• Não monte LEDs em PCBs empenadas ou não coplanares.
• Evite estresse mecânico ou vibração excessiva durante o resfriamento após a soldagem.
• Não resfrie rapidamente o dispositivo após o refluxo.
• Se for necessário reparo, use um ferro de solda de ponta dupla e verifique se as características do LED não foram danificadas.

7. Testes de Confiabilidade e Critérios

7.1 Condições de Teste

O LED foi qualificado através dos seguintes testes de confiabilidade (22 unidades por teste, critério de aceitação 0/1):

• Refluxo (JESD22-B106): 260°C máx, 10 s, 2 vezes
• Ciclo de Temperatura (JESD22-A104): -40°C a 100°C, 100 ciclos
• Choque Térmico (JESD22-A106): -40°C a 100°C, 300 ciclos
• Armazenamento em Alta Temperatura (JESD22-A103): 100°C por 1000 h
• Armazenamento em Baixa Temperatura (JESD22-A119): -40°C por 1000 h
• Teste de Vida (JESD22-A108): 25°C, IF=20 mA por 1000 h

7.2 Critérios de Falha

Falha é definida como qualquer parâmetro excedendo os seguintes limites:

• Tensão direta: > 1,1 × Limite Padrão Superior (U.S.L)
• Corrente reversa: > 2,0 × U.S.L (máx 10 μA)
• Fluxo luminoso:<0,7 × Limite Padrão Inferior (L.S.L)

Esses testes confirmam a robustez do LED sob condições típicas de aplicação.

8. Considerações de Projeto e Notas de Aplicação

8.1 Gerenciamento Térmico

Dada a resistência térmica de 450°C/W, uma dissipação de calor adequada é essencial ao operar próximo à corrente máxima. A temperatura de junção deve permanecer abaixo de 95°C. Os projetistas devem fornecer áreas de cobre adequadas na PCB e considerar resfriamento ativo se necessário.

8.2 Sensibilidade a Enxofre e Halogênios

O encapsulante do LED pode ser degradado por compostos de enxofre. O teor de enxofre no ambiente circundante e nos materiais de contato deve ser mantido abaixo de 100 PPM. Da mesma forma, compostos de bromo e cloro devem estar cada um abaixo de 900 PPM, com um total abaixo de 1500 PPM, para evitar ataque químico na estrutura interna.

8.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Como todos os dispositivos semicondutores, este LED é sensível a ESD. A classificação HBM é de 2000 V. Devem ser usadas precauções padrão de ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas, embalagens condutoras) durante o manuseio e montagem.

8.4 Projeto de Circuito

Um resistor limitador de corrente é obrigatório para cada LED ou string para evitar descontrole de corrente devido à variação de tensão direta. O circuito de acionamento deve garantir que a tensão reversa nunca seja aplicada ao LED, pois isso pode causar migração e falha.

9. Comparação com Tecnologias Alternativas

9.1 vs. LEDs Laranja Padrão de Ângulo Amplo

O ângulo de visão estreito de 30° do RF-OUL150TS-CA-E1 o torna superior para aplicações que exigem uma saída de luz concentrada com alta intensidade no eixo. LEDs de ângulo amplo (por exemplo, 120°) exigiriam ópticas adicionais para obter a mesma direcionalidade, adicionando custo e complexidade.

9.2 vs. LEDs Vermelhos em Encapsulamentos Semelhantes

LEDs laranja (620–630 nm) oferecem melhor visibilidade em luz ambiente em comparação com vermelho profundo (660 nm) para detecção pelo olho humano. Eles também fornecem uma cor distinta para indicação de status, diferenciando-se de indicadores vermelhos ou verdes padrão.

10. Perguntas Frequentes

10.1 Qual é a corrente direta máxima para operação contínua?

A classificação máxima absoluta é de 30 mA, mas o limite real depende das condições térmicas. A 25°C de ambiente e com boa dissipação de calor, 30 mA é aceitável. Em temperaturas mais altas, é necessária redução.

10.2 Como seleciono o bin correto para minha aplicação?

Escolha o bin de comprimento de onda (E00 ou F00) com base na tonalidade de cor desejada. Selecione o bin de intensidade (M00, N00, O00) com base no brilho necessário. Para tensão, escolha o bin que corresponda à faixa de tensão de saída do seu driver para minimizar a dissipação de potência no resistor limitador de corrente.

10.3 Este LED pode ser usado em aplicações externas?

A faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) é adequada para muitos ambientes externos. No entanto, o LED não é especificamente classificado para ingresso de umidade ou exposição a UV. Pode ser necessário revestimento conformal adicional ou encapsulamento para condições externas adversas.

11. Estudo de Caso: Projetando um Indicador de Status Direcional

Em um painel de controle que exigia indicadores laranja brilhantes e focados visíveis a 3 metros, os engenheiros selecionaram o RF-OUL150TS-CA-E1 com bin O00 (2800–4300 mcd) e F00 (625–630 nm). Um driver de corrente constante ajustado para 20 mA alimenta cada LED. O design do pad da PCB seguiu o padrão de soldagem recomendado com cobre adequado para dissipação de calor. O ângulo de visão estreito eliminou a necessidade de ópticas secundárias. A montagem resultante passou em todos os testes de confiabilidade e alcançou uma saída de luz uniforme com diafonia mínima entre indicadores adjacentes.

12. Princípios Subjacentes e Tendências Futuras

12.1 Princípio de Emissão de Luz

Este LED usa um chip laranja baseado no sistema de material AlInGaP (fosfeto de alumínio, índio e gálio), que emite luz quando elétrons se recombinam com lacunas no semicondutor de bandgap direto. A largura espectral estreita indica alta pureza de cor.

12.2 Tendências da Indústria

Desenvolvimentos contínuos na tecnologia de chips estão impulsionando maior eficácia luminosa e tamanhos de encapsulamento menores. A tendência de miniaturização e maior brilho continua, permitindo projetos mais compactos e energeticamente eficientes. Além disso, a adoção de inspeção óptica automatizada e classificação mais rigorosa melhora a consistência para aplicações de display e sinalização.