LED Vermelho 2,7x2,0x0,6mm - Tensão Direta 2,0-2,6V - Potência 2,184W - Comprimento de Onda 617nm - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

1.1 Descrição Geral

Os dispositivos de cor vermelha são fabricados com AlGaInP (Fosfeto de Alumínio-Gálio-Índio) sobre substrato de diodo emissor de luz. As dimensões do pacote do produto são 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm (comprimento x largura x altura). O LED é encapsulado em um pacote EMC (Composto de Moldagem Epóxi) que proporciona excelente confiabilidade e desempenho térmico.

1.2 Características

• Pacote EMC para propriedades mecânicas e térmicas robustas.
• Ângulo de visão extremamente amplo de 120 graus.
• Adequado para todos os processos de montagem SMT e soldagem.
• Disponível em fita e rolo para pick-and-place automatizado.
• Nível de Sensibilidade à Umidade: Nível 2 (MSL 2).
• Conformidade com as regulamentações RoHS e REACH.
• Qualificação baseada no teste de estresse AEC-Q102 para semicondutores discretos de grau automotivo.

1.3 Aplicações

Aplicações de iluminação automotiva interior e exterior, incluindo iluminação ambiente interna, lâmpadas de sinalização externas, lanternas traseiras, indicadores de direção e outras funções de iluminação que exigem alta confiabilidade.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas (Ts=25°C)

Com uma corrente direta de 700 mA, o LED apresenta as seguintes características elétricas e ópticas típicas:

• Tensão Direta (VF): 2,0 V (mín) a 2,6 V (máx). Esta faixa de tensão é controlada por binning.
• Corrente Reversa (IR): Máximo 10 μA com tensão reversa de 5 V.
• Fluxo Luminoso (Φ): 105 lm (mín) a 140 lm (máx) a 700 mA. Alta eficácia luminosa é alcançada através do design eficiente do chip.
• Comprimento de Onda Dominante (Wd): 612,5 nm (mín), 617 nm (típ), 620 nm (máx). Isso coloca a emissão na região vermelha do espectro visível.
• Ângulo de Visão (2θ1/2): 120 graus (típ). O amplo feixe de luz garante distribuição uniforme da luz.
• Resistência Térmica (RTHJ-S): Máximo 15 °C/W. Baixa resistência térmica auxilia na dissipação de calor para a junta de solda.

2.2 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo não deve ser operado além desses limites para evitar danos permanentes:

• Dissipação de Potência (PD): 2184 mW
• Corrente Direta (IF): 840 mA
• Corrente Direta de Pico (IFP): 1000 mA (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10 ms)
• Tensão Reversa (VR): 5 V
• Descarga Eletrostática (ESD, HBM): 2000 V (90% de rendimento; manuseio adequado necessário)
• Temperatura de Operação (TOPR): -40 °C a +125 °C
• Temperatura de Armazenamento (TSTG): -40 °C a +125 °C
• Temperatura de Junção (TJ): 150 °C (máx)

2.3 Faixa de Bins de Tensão Direta e Fluxo Luminoso

Para garantir consistência, cada LED é classificado em bins com base na tensão direta, fluxo luminoso e comprimento de onda em IF=700 mA:

Bins de Tensão Direta:

• C0: 2,0 V – 2,2 V
• D0: 2,2 V – 2,4 V
• E0: 2,4 V – 2,6 V

Bins de Fluxo Luminoso:

• SA: 105 lm – 117 lm
• SB: 117 lm – 130 lm
• TA: 130 lm – 140 lm

Bins de Comprimento de Onda Dominante:

• 612,5 – 615 nm
• 615 – 617,5 nm
• 617,5 – 620 nm

Os clientes devem especificar os bins desejados para sua aplicação. O código de bin no rótulo (exemplo: VF: D0, Fluxo: SB, Comprimento de Onda: 615-617,5) garante rastreabilidade.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Tensão Direta vs Corrente Direta (Curva I-V)

A curva característica mostra aumento exponencial da corrente direta com a tensão direta. A 700 mA, VF fica entre 2,0 e 2,6 V. A forma da curva é típica para diodos AlGaInP.

3.2 Corrente Direta vs Intensidade Relativa

A intensidade luminosa relativa aumenta linearmente em correntes baixas e satura gradualmente em correntes mais altas devido ao aquecimento. A 700 mA, a intensidade relativa está próxima de 100%, proporcionando eficiência ideal.

3.3 Temperatura de Solda vs Intensidade Relativa

À medida que a temperatura do ponto de solda (Ts) aumenta de 20°C para 120°C, a intensidade relativa cai para cerca de 80%, indicando queda térmica significativa. É necessário dissipador de calor adequado para manter o brilho.

3.4 Temperatura de Solda vs Corrente Direta (Derating)

A corrente direta máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura aumenta para manter a temperatura da junção abaixo de 150°C. Em Ts=100°C, aproximadamente 600 mA são permitidos.

3.5 Tensão Direta vs Temperatura de Solda

A tensão direta diminui linearmente com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo). Isso ajuda a equilibrar correntes em strings paralelas, mas deve ser considerado no projeto.

3.6 Diagrama de Radiação

O LED emite luz em um amplo ângulo de 120° (largura total à meia altura). O padrão de radiação é semelhante ao lambertiano, adequado para iluminação uniforme de área.

3.7 Corrente Direta vs Comprimento de Onda Dominante

Aumentar a corrente direta de 0 para 250 mA causa um leve desvio para o vermelho de cerca de 2 nm. Este efeito é mínimo, mas pode ser considerado em aplicações críticas de cor.

3.8 Distribuição Espectral

O espectro de emissão atinge pico em torno de 617 nm com uma largura total à meia altura (FWHM) estreita de aproximadamente 20 nm, típica para LEDs vermelhos AlGaInP. Sem picos secundários na faixa UV ou IR.

4. Informações Mecânicas e do Pacote

4.1 Dimensões do Pacote

O pacote do LED tem dimensões de vista superior de 2,70 mm x 2,00 mm e altura de 0,60 mm. A vista inferior mostra dois pads de ânodo (A) e cátodo (C) com dimensões 1,30 mm x 0,45 mm espaçados 1,20 mm. A polaridade está marcada no pacote. O padrão de solda recomendado inclui pads térmicos para dissipação de calor.

4.2 Dimensões da Fita Transportadora

A fita transportadora tem dimensões do bolso: A0=2,10±0,1 mm, B0=3,05±0,1 mm, K0=0,75±0,1 mm. Largura da fita W=8,0±0,2 mm. Furos de engrenagem: D0=1,55±0,05 mm, E=1,75±0,1 mm, P0=4,0±0,1 mm, P1=4,0±0,1 mm, P2=2,0±0,1 mm, F=3,5±0,1 mm, D1=1,0±0,1 mm.

4.3 Dimensões do Rolo

Dimensões do rolo: diâmetro do cubo 12±0,1 mm, diâmetro externo 180±1 mm, largura 60±1 mm, furo do eixo 13,0±0,5 mm.

4.4 Especificações do Rótulo

Cada rolo e saco de barreira de umidade é rotulado com número de peça, número de especificação, número de lote, códigos de bin (para fluxo, cromaticidade, tensão, comprimento de onda), quantidade e código de data.

5. Guia de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo SMT

O perfil de soldagem por refluxo recomendado garante juntas de solda confiáveis sem danificar o LED. Parâmetros principais: pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos; rampa até 217°C; tempo acima de 217°C: máx 60 segundos; temperatura de pico 260°C por máx 10 segundos; taxa de resfriamento máx 6°C/s. Não realize mais de dois ciclos de refluxo. Se mais de 24 horas separarem dois refluxos, o LED pode absorver umidade e ser danificado.

5.2 Reparo

Reparos após a soldagem são desencorajados. Se inevitável, use um ferro de solda de ponta dupla e verifique o impacto nas características do LED.

5.3 Cuidados

• O encapsulante de silicone é macio; evite pressão na superfície superior.
• Não monte em PCB empenada ou dobre após a soldagem.
• Evite estresse mecânico e vibração durante o resfriamento.
• Não resfrie rapidamente o dispositivo após a soldagem.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificação de Embalagem

Embalagem padrão: 4000 peças por rolo. Cada rolo é selado em um saco de barreira de umidade com dessecante e cartão indicador de umidade.

6.2 Embalagem Resistente à Umidade

O rolo é colocado em um saco de barreira de umidade com rótulo. O saco é selado a vácuo para evitar entrada de umidade.

6.3 Caixa de Papelão

Múltiplos rolos são embalados em uma caixa de papelão para envio. A caixa é rotulada com informações do produto.

6.4 Itens e Condições de Teste de Confiabilidade

Critérios: variação de VF ≤ 10% do LSE, IR ≤ 200% do LSE, fluxo ≥ 70% do LIE.

6.5 Critérios para Julgamento de Danos

Após testes de confiabilidade, o LED é considerado falho se a tensão direta exceder 1,1 vezes o limite superior de especificação (LSE), a corrente reversa exceder 2,0 vezes o LSE, ou o fluxo luminoso cair abaixo de 0,7 vezes o limite inferior de especificação (LIE).

7. Recomendações de Aplicação

Ao projetar com este LED vermelho, considere o seguinte:

• Gerenciamento Térmico:Use área de cobre adequada na PCB e garanta bom contato térmico para manter a temperatura da junta de solda dentro dos limites. A temperatura da junção não deve exceder 150°C.
• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente ou driver de corrente constante é essencial para evitar fuga de corrente devido ao coeficiente de temperatura negativo de VF.
• Proteção ESD:Use dispositivos de proteção ESD (ex: diodos TVS) e siga procedimentos de manuseio seguros contra ESD.
• Restrições Ambientais:O ambiente e os materiais de contato devem ter teor de enxofre abaixo de 100 ppm, bromo e cloro cada um abaixo de 900 ppm, e total abaixo de 1500 ppm. Evite COVs que possam descolorir o silicone.
• Armazenamento:Armazene sacos não abertos a ≤30°C, ≤75% UR por até 1 ano. Após abertura, use dentro de 24 horas a ≤30°C, ≤60% UR. Asse a 60±5°C por >24 horas se exceder esses limites.

8. Comparação Técnica

Comparado a LEDs vermelhos convencionais usando pacotes PPA ou PCT, este dispositivo encapsulado em EMC oferece estabilidade térmica superior, ângulo de feixe mais amplo e menor resistência térmica. A qualificação AEC-Q102 garante confiabilidade de grau automotivo. O binning apertado em tensão, fluxo e comprimento de onda proporciona melhor uniformidade para produção em massa.

9. Perguntas Frequentes

1. P: Qual é a tensão direta típica a 700 mA?R: Ela fica entre 2,0 V e 2,6 V dependendo do bin. Os bins mais comuns estão em torno de 2,2-2,4 V.
2. P: Posso alimentar este LED com corrente pulsada?R: Sim, corrente de pico de até 1000 mA é permitida com ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 10 ms.
3. P: Este LED é adequado para luzes automotivas externas?R: Sim, ele é qualificado para AEC-Q102 e pode suportar -40°C a +125°C.
4. P: Como devo lidar com a sensibilidade à umidade?R: Siga os procedimentos MSL2. Asse se necessário.
5. P: Posso usar limpeza ultrassônica?R: Não recomendado; use álcool isopropílico se a limpeza for necessária.

10. Casos Práticos de Aplicação

Caso 1: Lanterna Traseira Automotiva.Vários LEDs vermelhos são colocados em uma matriz para atingir o brilho necessário da lanterna traseira. Configuração série-paralelo com resistores de balanceamento de corrente. Dissipação de calor adequada através de PCB de núcleo metálico.

Caso 2: Iluminação Ambiente Interna.LEDs vermelhos usados para iluminação de ambiente. Escurecimento PWM controlado por microcontrolador. Ângulo de visão amplo garante iluminação uniforme.

11. Princípio de Funcionamento

O LED é baseado em uma heteroestrutura AlGaInP crescida em um substrato de GaAs. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons do lado n e lacunas do lado p se recombinam na região ativa, emitindo fótons com energia correspondente ao bandgap. A composição da camada AlGaInP é ajustada para obter emissão vermelha em torno de 617 nm. O substrato absorve comprimentos de onda mais curtos, e o pacote EMC protege o chip e fornece extração de luz.

12. Tendências de Desenvolvimento

A indústria de iluminação automotiva está caminhando para maior eficiência, miniaturização e integração de funções inteligentes. LEDs com pacotes menores (como este 2,7x2,0 mm) permitem módulos de luz mais finos. Avanços na tecnologia de chip continuam a melhorar a eficácia luminosa. Além disso, a adoção crescente de lanternas traseiras totalmente LED e faróis matriz impulsiona a demanda por componentes confiáveis e qualificados AEC-Q102. Este produto está alinhado com essas tendências, oferecendo binning apertado, alta confiabilidade e uma pegada compacta.