LED Vermelho 3.0x3.0x2.1mm - 2.2V - 1.1W - 620nm Especificação Técnica

1. Visão Geral do Produto

O RF-E30AG-OUH-FS é um LED vermelho de alta potência que utiliza um pacote EMC (Epoxy Molding Compound) que oferece excelente confiabilidade e desempenho térmico. Com um tamanho compacto de 3,00mm x 3,00mm e uma altura baixa de 2,10mm, este dispositivo é projetado para uma ampla gama de aplicações, incluindo monitoramento de segurança, sensores, iluminação paisagística e indicadores ópticos gerais. O LED está em conformidade com RoHS e classificado para nível de sensibilidade à umidade 3 (MSL 3), sendo adequado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo.

2. Detalhes Mecânicos e Dimensões do Pacote

2.1 Contorno do Pacote

O LED é montado em um pacote de montagem em superfície com dimensões de 3,00mm x 3,00mm x 2,10mm (comprimento x largura x altura). A vista superior mostra uma lente clara com marcações de polaridade: o pad ① é o ânodo e o pad ② é o cátodo. A vista lateral indica uma altura total de 2,10mm. A vista inferior revela o layout dos pads de solda com dimensões: o pad do ânodo tem 2,26mm x 0,69mm e o pad do cátodo tem 1,45mm x 0,50mm, com um passo de 0,46mm entre os dois pads. Um padrão de soldagem recomendado é fornecido para garantir dissipação de calor adequada e estabilidade mecânica. Todas as dimensões têm tolerância de ±0,2mm, salvo indicação em contrário.

3. Características Elétricas e Ópticas

3.1 Tensão Direta e Corrente

Na condição de teste IF = 500mA e Ts = 25°C, a tensão direta (VF) tem um valor típico de 2,2V, com um mínimo de 1,8V e um máximo não especificado (aberto). O dispositivo pode suportar uma corrente direta máxima de 500mA e uma dissipação de potência de até 1,1W. A tensão reversa é classificada em 5V no máximo, e a corrente reversa (IR) em VR = 5V é no máximo 10µA.

3.2 Desempenho Óptico

O comprimento de onda dominante (λD) é 620nm (vermelho) com um valor típico e uma largura de banda (Δλ) de 30nm. O fluxo luminoso (Φ) a 500mA é de 45lm típico. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 90 graus, proporcionando um feixe amplo adequado para aplicações de indicação e iluminação. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RTHJ-S) é de 14°C/W, garantindo transferência de calor eficiente.

3.3 Classificações Máximas Absolutas

As classificações máximas absolutas são as seguintes: Dissipação de potência 1,1W, corrente direta 500mA (com considerações de redução), tensão reversa 5V, descarga eletrostática (HBM) 2000V, faixa de temperatura operacional -40°C a +85°C, faixa de temperatura de armazenamento -40°C a +100°C e temperatura de junção 115°C. Observe que para operação pulsada (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms), correntes mais altas podem ser permitidas, mas não devem exceder o limite de temperatura da junção.

4. Curvas Típicas de Características Ópticas

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva IV típica mostra uma relação não linear. Em baixas correntes (<100mA), a tensão direta aumenta abruptamente, enquanto acima de 200mA a inclinação diminui, indicando a resistência ôhmica do die e do pacote. A 500mA, a tensão direta é de aproximadamente 2,2V.

4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa

A saída de luz relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta até 500mA. Não há efeito de saturação visível dentro da faixa de especificação, sugerindo que o LED pode ser acionado eficientemente em sua corrente nominal.

4.3 Temperatura vs. Intensidade Relativa

A saída de luz diminui com o aumento da temperatura do ponto de solda. A 85°C, a intensidade relativa cai para aproximadamente 75% do seu valor a 25°C. Esta redução térmica deve ser considerada no projeto do sistema.

4.4 Distribuição Espectral

A distribuição de potência espectral mostra um pico em torno de 620nm com uma largura total à meia altura (FWHM) de 30nm. A cor é vermelha pura, adequada para sinalização e iluminação decorativa.

4.5 Diagrama de Radiação

O padrão de radiação é semelhante a Lambertiano, com intensidade caindo para 50% a ±45° do eixo óptico. Isso proporciona um feixe de iluminação amplo e uniforme.

4.6 Temperatura do Ponto de Solda vs. Corrente Direta

A corrente direta máxima permitida diminui à medida que a temperatura do ponto de solda aumenta. A 85°C, a corrente recomendada é reduzida para cerca de 350mA para manter a junção abaixo de sua classificação máxima.

5. Itens e Condições de Teste de Confiabilidade

O LED foi qualificado através de uma série de testes de confiabilidade baseados nos padrões JEDEC. Os principais testes incluem:

• Soldagem por refluxo: 260°C máx por 10 segundos, 3 ciclos, 0 falhas em 10 amostras.
• Ciclo de temperatura: -40°C a 100°C, 300 ciclos, 0 falhas.
• Choque térmico: -40°C a 100°C, 100 ciclos, 0 falhas.
• Armazenamento em alta temperatura: 100°C por 1000 horas, 0 falhas.
• Armazenamento em baixa temperatura: -40°C por 1000 horas, 0 falhas.
• Teste de vida: 25°C, IF=500mA por 1000 horas, 0 falhas.

Critérios de falha: aumento da tensão direta >1,1x limite superior da especificação, corrente reversa >2x limite superior da especificação, ou fluxo luminoso<<0,7x limite inferior da especificação.

6. Informações de Embalagem

Os LEDs são embalados em formato de fita e bobina com 3000 peças por bobina. A fita de transporte possui um design de bolso específico com marcação de polaridade. As dimensões da bobina são: diâmetro do flange 330,2±2mm, diâmetro do cubo 79,5±1mm, largura 14,3±0,2mm e espessura 12,7±0,3mm. Cada bobina é selada em um saco de barreira de umidade com dessecante e um cartão indicador de umidade. As dimensões da caixa de papelão externa são mostradas na especificação (não listadas explicitamente no PDF, mas típicas para bobinas de 330mm). A etiqueta inclui número da peça, número da especificação, número do lote, código de bin, fluxo luminoso, comprimento de onda dominante, tensão direta, quantidade e código de data.

7. Diretrizes de Soldagem e Montagem

7.1 Perfil de Soldagem por Refluxo SMT

O LED é compatível com soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil recomendado possui os seguintes parâmetros:

• Taxa de rampa média: 3°C/s máx (de Tsmax a Tp)
• Pré-aquecimento: 150°C a 200°C por 60-120 segundos
• Tempo acima de 217°C: 60 segundos máx
• Temperatura de pico: 260°C, tempo dentro de 5°C do pico: 30 segundos máx, tempo de pico absoluto (tp): 10 segundos máx
• Taxa de resfriamento: 6°C/s máx
• Tempo de 25°C ao pico: 8 minutos máx

A soldagem por refluxo não deve exceder duas vezes. Se mais de 24 horas decorrerem entre a primeira e a segunda passagem, os LEDs podem absorver umidade e ser danificados. A soldagem manual é permitida com ponta de ferro de solda abaixo de 300°C por menos de 3 segundos, apenas uma vez. O reparo é desencorajado; se necessário, use um ferro de solda de cabeça dupla e pré-valide o processo.

7.2 Precauções de Manuseio

• O encapsulante do LED é silicone, que é macio. Evite aplicar pressão na superfície da lente durante a coleta e colocação ou montagem. Use bicos apropriados com força adequada.
• Não monte LEDs em PCBs empenadas nem dobre a placa após a soldagem.
• Evite estresse mecânico ou vibração durante o resfriamento após a soldagem.
• O ambiente operacional e os materiais de contato devem conter compostos de enxofre inferiores a 100PPM, teor de bromo inferior a 900PPM, teor de cloro inferior a 900PPM e total de bromo+cloro inferior a 1500PPM.
• Compostos orgânicos voláteis (VOCs) de materiais de fixação podem penetrar no silicone e causar descoloração. Teste todos os materiais quanto à compatibilidade antes do uso.
• Use proteção ESD adequada; o LED é classificado para 2000V HBM, mas precauções ainda são necessárias.
• Condições de armazenamento: antes de abrir o saco de alumínio, armazenar a ≤30°C e ≤75% UR por até 1 ano. Após a abertura, usar dentro de 168 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Se excedido, secar a 60±5°C por ≥24 horas.
• Limpeza: álcool isopropílico é recomendado. Outros solventes devem ser verificados para não danificar o pacote. A limpeza ultrassônica não é recomendada.

8. Considerações de Aplicação

Este LED é projetado para indicadores ópticos, iluminação paisagística e iluminação geral. Ao projetar o circuito de acionamento, inclua sempre um resistor limitador de corrente para evitar sobrecorrente devido a variações de tensão. O projeto térmico é crítico: a temperatura da junção não deve exceder 115°C. Garanta dissipação de calor adequada, especialmente quando operando em altas correntes. O amplo ângulo de visão (90°) e o alto fluxo luminoso (45lm a 500mA) o tornam adequado para iluminação de área e retroiluminação. A cor vermelha de 620nm é ideal para luzes de advertência, sinais de trânsito e aplicações decorativas. Para operação pulsada, o ciclo de trabalho e a corrente de pico devem ser cuidadosamente controlados para evitar exceder a temperatura máxima da junção.

9. Princípio de Operação

O LED é baseado em uma junção p-n semicondutora feita do sistema de materiais AlGaInP (fosfeto de alumínio, gálio e índio), típico para comprimentos de onda vermelhos. Quando polarizado diretamente, os elétrons se recombinam com lacunas na região ativa, liberando energia na forma de fótons com comprimento de onda correspondente ao bandgap do material. O pacote EMC fornece um encapsulamento robusto e de baixo estresse que protege o die e permite extração eficiente de luz através de uma lente de silicone transparente.

10. Tendências de Desenvolvimento

A tendência em LEDs de alta potência é em direção a maior eficácia, melhor gerenciamento térmico e tamanhos menores. Este produto, com seu pacote EMC e formato de 3,0x3,0mm, está alinhado com o movimento da indústria em direção a dispositivos de montagem em superfície compactos e confiáveis. Desenvolvimentos futuros podem incluir fluxos luminosos ainda mais altos e estabilidade de cor melhorada. O uso de encapsulamento de silicone em vez de epóxi também é uma tendência atual para melhorar a confiabilidade sob ciclos térmicos e exposição UV.