LED Vermelho 3030 - Dimensões 3,0x3,0x0,55mm - Tensão 2,0-2,6V - Potência 520mW - Documento Técnico

1. Visão Geral do Produto

1.1 Descrição Geral

Este LED vermelho é fabricado usando tecnologia AlGaInP em um substrato, proporcionando alta eficiência e brilho. O pacote é do tipo EMC com dimensões de 3,0 mm x 3,0 mm x 0,55 mm, permitindo um design compacto e bom desempenho térmico. O dispositivo é projetado para aplicações automotivas e atende aos padrões de confiabilidade AEC-Q102.

1.2 Características

• Pacote EMC para desempenho robusto
• Ângulo de visão extremamente amplo de 120 graus
• Adequado para todos os processos de montagem SMT e soldagem
• Disponível em fita e bobina para colocação automatizada
• Nível de sensibilidade à umidade: Nível 2
• Em conformidade com RoHS
• Qualificado de acordo com AEC-Q102 para grau automotivo

1.3 Aplicações

O LED é destinado para iluminação automotiva, tanto interna quanto externa. Exemplos incluem indicadores de painel, luzes de mapa, luzes de freio, setas e iluminação ambiente.

2. Interpretação Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas

Com uma corrente de teste de 150 mA e temperatura de solda de 25°C, a tensão direta (VF) varia de 2,0 V a 2,6 V, com um valor típico não especificado devido ao binning. A corrente reversa (IR) a 5 V é inferior a 10 µA. O fluxo luminoso (Φ) varia de 17,7 lm a 24,2 lm. O comprimento de onda dominante (λD) está entre 627,5 nm e 635 nm, característico da luz vermelha. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 120 graus, proporcionando ampla dispersão do feixe. A resistência térmica da junção à solda (Rth JS real) é tipicamente de 40 °C/W, com um máximo de 55 °C/W; a resistência térmica elétrica é tipicamente de 23 °C/W, máximo de 31 °C/W.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

As classificações máximas absolutas a 25°C de temperatura de solda: dissipação de potência (PD) 520 mW, corrente direta (IF) 200 mA, corrente direta de pico (IFP) 350 mA (ciclo de trabalho de 10%, largura de pulso de 10 ms), tensão reversa (VR) 5 V, ESD (HBM) 2000 V, faixa de temperatura operacional -40°C a +125°C, temperatura de armazenamento -40°C a +125°C, temperatura de junção (TJ) 150°C. É crítico nunca exceder esses limites para evitar danos.

2.3 Características Térmicas

A resistência térmica é um parâmetro chave para a confiabilidade do LED. A resistência térmica real (Rth JS real) considera ambos os caminhos condutivo e convectivo. A resistência térmica elétrica (Rth JS el) é derivada de medições elétricas. É necessário um dissipador de calor adequado para manter a temperatura da junção abaixo do máximo. A eficiência de conversão fotovoltaica a 25°C em modo pulsado é de 45%.

3. Sistema de Binning

3.1 Bins de Tensão Direta

A 150 mA, a tensão direta é agrupada da seguinte forma: C0: 2,0-2,2 V, D0: 2,2-2,4 V, E0: 2,4-2,6 V.

3.2 Bins de Fluxo Luminoso

Bins de fluxo luminoso: JB: 17,7-19,6 lm, KA: 19,6-21,8 lm, KB: 21,8-24,2 lm.

3.3 Bins de Comprimento de Onda Dominante

Bins de comprimento de onda dominante: F2: 627,5-630 nm, G1: 630-632,5 nm, G2: 632,5-635 nm.

4. Análise de Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs Corrente Direta

A curva I-V mostra a relação exponencial típica. Em baixa corrente (30 mA), a tensão é de cerca de 1,9 V; a 200 mA, a tensão atinge cerca de 2,6 V. Essa curva é essencial para projetar circuitos de driver.

4.2 Corrente Direta vs Fluxo Luminoso Relativo

O fluxo luminoso relativo aumenta com a corrente direta aproximadamente de forma linear até 150 mA, depois começa a saturar. A 200 mA, o fluxo relativo é cerca de 80% maior do que a 100 mA. Isso indica queda em altas correntes.

4.3 Temperatura de Junção vs Fluxo Luminoso Relativo

À medida que a temperatura de junção aumenta, o fluxo luminoso relativo diminui. A 125°C, o fluxo é cerca de 60% do valor a 25°C. Essa queda térmica deve ser considerada no projeto térmico.

4.4 Temperatura de Solda vs Corrente Direta

Esta curva mostra a corrente direta máxima permitida em função da temperatura de solda. A 25°C, a corrente pode ser de 200 mA; a 125°C, deve ser reduzida para cerca de 50 mA para evitar superaquecimento.

4.5 Deslocamento de Tensão vs Temperatura de Junção

A tensão direta diminui com o aumento da temperatura, aproximadamente -2 mV/°C. A 150°C, a VF cai cerca de 0,3 V em relação a 25°C.

4.6 Diagrama de Radiação

O padrão de radiação mostra uma distribuição ampla, semelhante a Lambertiana, com intensidade máxima a 0 graus e meia intensidade a ±60 graus, confirmando o ângulo de visão de 120 graus.

4.7 Deslocamento do Comprimento de Onda Dominante vs Temperatura de Junção

O comprimento de onda dominante desloca-se ligeiramente com a temperatura, cerca de +0,03 nm/°C, resultando em um pequeno desvio para o vermelho em temperaturas mais altas.

4.8 Distribuição Espectral

O espectro atinge o pico em torno de 630 nm com uma largura total à meia altura (FWHM) de cerca de 20 nm. A emissão é estreita, contribuindo para alta pureza de cor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O contorno do pacote: 3,00 mm x 3,00 mm x 0,55 mm. As tolerâncias são ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. Desenhos detalhados mostram a vista superior com marcações de cátodo e ânodo, a vista lateral mostrando a altura e a vista inferior com o layout das pastilhas.

5.2 Padrão de Soldagem

Dimensões recomendadas do padrão de soldagem: tamanho da pastilha 0,65 mm x 1,55 mm, espaçamento 2,30 mm, com largura total do padrão de 2,40 mm. O alinhamento adequado garante boa confiabilidade da junta de solda.

5.3 Polaridade

A polaridade é indicada por uma marcação no pacote. O cátodo é tipicamente marcado com um entalhe ou ponto. Garanta a orientação correta durante a montagem.

5.4 Dimensões da Fita Portadora

A largura da fita portadora é de 8,00 mm, com passo do bolso de 4,00 mm. Os componentes são orientados com a polaridade voltada para uma direção específica. As tolerâncias são ±0,1 mm.

5.5 Dimensões da Bobina

Diâmetro da bobina 180 mm, diâmetro do cubo 60 mm, largura 12 mm. Cada bobina contém 4000 peças.

5.6 Especificação da Etiqueta

A etiqueta inclui número da peça, número da especificação, número do lote, código do bin, fluxo luminoso, bin de cromaticidade, tensão direta, comprimento de onda, quantidade e código de data.

5.7 Embalagem Resistente à Umidade

Os LEDs são embalados em um saco com barreira de umidade contendo dessecante e um cartão indicador de umidade. Após a abertura, use dentro de 24 horas ou asse a 60°C por 24 horas.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo SMT

O perfil de refluxo sem chumbo recomendado: taxa de rampa máxima 3°C/s, pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos, tempo acima de 217°C máximo 60 segundos, temperatura de pico 260°C por máximo 10 segundos, taxa de resfriamento máxima 6°C/s. O tempo total de 25°C ao pico não deve exceder 8 minutos. Não refletir mais de duas vezes e manter menos de 24 horas entre refluxos.

6.2 Reparo

O reparo não é recomendado após a soldagem. Se necessário, use um ferro de solda de ponta dupla. Teste para garantir que não haja danos às características do LED.

6.3 Cuidados

• O encapsulante de silicone é macio; evite aplicar pressão na superfície superior durante o manuseio e pick-and-place.
• Não monte em PCB empenado nem dobre a PCB após a soldagem.
• Evite estresse mecânico ou vibração durante o resfriamento.
• Não resfrie rapidamente o dispositivo após o refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Quantidade de Embalagem

A embalagem padrão é de 4000 peças por bobina. Pedidos em volume são embalados em caixas de papelão contendo múltiplas bobinas.

7.2 Código de Pedido

O número da peça codifica a série do produto, o pacote e as opções de bin. Os clientes podem especificar os bins desejados para tensão direta, fluxo luminoso e comprimento de onda para atender aos requisitos da aplicação.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Aplicações Típicas

O LED é ideal para iluminação automotiva interna, como luzes de teto, luzes de leitura e iluminação ambiente, bem como iluminação externa, como lanternas traseiras, setas e luzes de freio. Seu amplo ângulo de visão e alto brilho também se adequam a sinalização e iluminação decorativa.

8.2 Considerações de Projeto

• Gerenciamento térmico: Use área de cobre adequada na PCB e vias térmicas para manter a temperatura de junção abaixo de 150°C.
• Regulação de corrente: Use driver de corrente constante com resistor em série ou CI driver de LED para evitar exceder a corrente máxima.
• Proteção ESD: Implemente dispositivos de proteção ESD se operar em ambientes com alta ESD.
• Compatibilidade de materiais: Evite materiais que contenham enxofre (>100 ppm), bromo (>900 ppm), cloro (>900 ppm) ou halogênios totais (>1500 ppm) perto do LED, pois podem causar corrosão ou descoloração.
• Desgaseificação: Não use adesivos que emitam compostos orgânicos voláteis (VOCs) que possam penetrar na lente de silicone.

9. Comparação Técnica (Opcional)

Comparado a LEDs padrão com terminais plásticos, este pacote EMC oferece melhor condutividade térmica, tamanho menor e compatibilidade com soldagem por refluxo. O amplo ângulo de visão de 120 graus é maior do que muitos LEDs SMD padrão (tipicamente 110 graus). A qualificação AEC-Q102 oferece garantia para ambientes automotivos severos, onde temperatura e vibração são extremas.

10. Perguntas Frequentes

1. P: Qual é a corrente máxima para este LED? R: A corrente direta máxima absoluta é de 200 mA DC, ou 350 mA pulsado (10% de ciclo, 10 ms).
2. P: Pode ser usado em ambientes de alta temperatura? R: A faixa de temperatura operacional é de -40°C a +125°C, mas é necessário reduzir a corrente em altas temperaturas (consulte a curva de derating).
3. P: Qual é a condição de armazenamento? R: Armazene no saco lacrado original a ≤30°C e ≤75% UR por até 1 ano; após abertura, use dentro de 24 horas ou asse a 60°C.
4. P: Quantas vezes pode ser soldado por refluxo? R: Não mais de duas vezes, com intervalo<24 horas.
5. P: É adequado para uso externo? R: Sim, com encapsulamento adequado, mas garanta que não seja exposto a produtos químicos agressivos ou UV sem proteção.

11. Casos Práticos

Em uma aplicação de luz de freio automotiva, uma matriz de 6 a 8 LEDs em série pode produzir mais de 100 lúmens, atendendo aos requisitos regulamentares de brilho. Com o gerenciamento térmico adequado, os LEDs mantêm uma saída de luz estável ao longo da vida útil do veículo. Outro caso é a iluminação ambiente interna, onde o amplo ângulo de visão garante iluminação uniforme em toda a cabine.

12. Introdução ao Princípio

O LED vermelho AlGaInP funciona por recombinação elétron-buraco na camada ativa do semicondutor. O sistema de materiais permite ajustar o bandgap para emitir luz vermelha (cerca de 630 nm). O pacote EMC protege o chip enquanto fornece uma lente óptica para extração de luz. O dispositivo exibe alta eficiência quântica devido ao bandgap direto.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência na iluminação automotiva é em direção a LEDs menores, mais eficientes e confiáveis. Os pacotes EMC estão se tornando padrão devido à sua robustez. Há também um movimento em direção a maior fluxo por chip para reduzir o número de LEDs necessários. Além disso, módulos fotônicos integrados e iluminação inteligente com capacidades de comunicação estão surgindo.