Hoja de Datos del LED ALFS1G-C0 - Paquete Cerámico SMD - 400lm @1000mA - 3.3V - Ángulo de Visión de 120° - Grado Automotriz

1. Descripción General del Producto

La serie ALFS1G-C0 representa un componente LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para exigentes aplicaciones de iluminación automotriz. Este dispositivo está alojado en un robusto paquete cerámico, que ofrece una gestión térmica superior y la fiabilidad esencial para los entornos operativos hostiles presentes en los vehículos. Su enfoque de diseño principal es proporcionar una alta salida luminosa con un rendimiento consistente en un amplio rango de temperaturas, lo que lo convierte en una opción adecuada para funciones de iluminación exterior críticas para la seguridad.

Las ventajas principales de este LED incluyen su alto flujo luminoso típico de 400 lúmenes a una corriente de accionamiento de 1000mA, un amplio ángulo de visión de 120 grados para una excelente distribución de la luz y el cumplimiento de estrictos estándares de la industria automotriz. Está específicamente dirigido al mercado de iluminación exterior automotriz, incluyendo aplicaciones donde la durabilidad, longevidad y estabilidad del rendimiento son no negociables.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave definen el rango de rendimiento del LED. La corriente directa (I_F) tiene un punto de operación típico de 1000mA, con un mínimo de 50mA y un límite absoluto máximo de 1500mA. No se recomienda operar por debajo de 50mA. El flujo luminoso (Φ_v) se especifica como 360 lm (Mín), 400 lm (Típ) y 500 lm (Máx) cuando se acciona a 1000mA, medido a una temperatura del pad térmico de 25°C con una tolerancia de medición de ±8%.

El voltaje directo (V_F) varía de 2.90V a 3.80V, con un valor típico de 3.30V a 1000mA (tolerancia de ±0.05V). Este parámetro es crucial para el diseño del driver y los cálculos de disipación de potencia. La temperatura de color correlacionada (CCT) para la variante de blanco frío abarca desde 5180K hasta 6893K en condiciones típicas.

2.2 Especificaciones Térmicas y Límites Absolutos

La gestión térmica es crítica para la longevidad del LED. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (R_thJS) se especifica con dos valores: 4.0 K/W (Típ) / 4.4 K/W (Máx) para la condición real y 3.0 K/W (Típ) / 3.4 K/W (Máx) para la condición de medición eléctrica. La temperatura máxima permitida en la unión (T_J) es de 150°C.

Los Límites Absolutos Máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. Estos incluyen una disipación de potencia máxima (P_d) de 5700 mW, un rango de temperatura de operación (T_opr) de -40°C a +125°C, y un rango de temperatura de almacenamiento (T_stg) de -40°C a +125°C. El dispositivo puede soportar una ESD (HBM) de hasta 8 kV y una temperatura de soldadura por reflujo de 260°C.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave.

3.1 Binning de Flujo Luminoso

Para la versión de Blanco Frío, los bins de flujo luminoso se definen desde el Grupo C4 hasta C9. Cada bin cubre un rango de flujo específico, por ejemplo, el bin C5 cubre 380-400 lm, y el bin C6 cubre 400-425 lm, todos medidos a la corriente directa típica con un pulso de 25ms. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con el brillo requerido para su aplicación.

3.2 Binning de Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en tres grupos: 1A (2.90V - 3.20V), 1B (3.20V - 3.50V) y 1C (3.50V - 3.80V). El binning por voltaje ayuda a diseñar circuitos drivers más consistentes y a gestionar las cargas térmicas en múltiples LEDs dentro de un arreglo.

3.3 Binning de Coordenadas de Color (Blanco Frío)

Las características de color se definen utilizando las coordenadas de cromaticidad CIE 1931 (x, y). La hoja de datos proporciona un cuadro y tabla detallados de la estructura de bins para LEDs de blanco frío. Los bins se designan con códigos como 64A, 64B, 60A, etc., cada uno representando un área cuadrilátera específica en el diagrama CIE. Por ejemplo, el bin 64A cubre coordenadas dentro de los límites definidos por (0.3109, 0.3382), (0.3161, 0.3432), (0.3169, 0.3353) y (0.3120, 0.3306), correspondiendo a un rango de referencia de temperatura de color correlacionada. Este binning preciso garantiza una estrecha consistencia de color, lo cual es vital para la iluminación automotriz donde la coincidencia de color entre múltiples fuentes de luz es importante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen una visión profunda del comportamiento del LED bajo diversas condiciones.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

El gráfico muestra una relación no lineal, típica de los LEDs. El voltaje directo aumenta con la corriente, comenzando alrededor de 2.7V a corrientes muy bajas y alcanzando aproximadamente 3.5V a la corriente máxima nominal de 1500mA. Esta curva es esencial para seleccionar la topología de driver de limitación de corriente apropiada.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

La salida luminosa aumenta de manera sub-lineal con la corriente. Si bien la salida aumenta significativamente de 50mA a 1000mA, el aumento relativo disminuye a medida que la corriente se acerca al límite máximo, lo que indica una eficacia reducida a corrientes más altas debido a la mayor carga térmica.

4.3 Gráficos de Rendimiento Térmico

Elgráfico de Flujo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Unióndemuestra la extinción térmica. A medida que la temperatura de la unión aumenta desde -40°C hasta 150°C, el flujo luminoso relativo disminuye. A 100°C, la salida es aproximadamente del 85-90% de su valor a 25°C, destacando la necesidad crítica de un disipador de calor efectivo en aplicaciones de alta potencia.

Elgráfico de Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Uniónmuestra que V_Fdisminuye linealmente al aumentar la temperatura (un coeficiente de temperatura negativo), lo cual es una característica de los cambios en la banda prohibida del semiconductor. Esta propiedad a veces puede usarse para el monitoreo indirecto de temperatura.

Losgráficos de Desplazamiento de Cromaticidadmuestran que tanto la corriente directa como la temperatura de la unión causan pequeños pero medibles desplazamientos en las coordenadas CIE x e y. Estos desplazamientos deben considerarse en aplicaciones críticas en cuanto al color.

4.4 Derating de Corriente Directa y Manejo de Pulsos

LaCurva de Derating de Corriente Directaes vital para el diseño de fiabilidad. Dicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura del pad de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una T_Sde 110°C, la I_Fmáxima es 1500mA. A la T_Smáxima permitida de 125°C, la I_Fmáxima se reduce a 1200mA. Operar dentro de esta curva es obligatorio para prevenir sobrecalentamiento y fallos prematuros.

Elgráfico de Capacidad de Manejo de Pulsosmuestra que el LED puede soportar corrientes significativamente más altas que el límite máximo en DC durante duraciones de pulso muy cortas (por ejemplo, microsegundos a milisegundos) a varios ciclos de trabajo. Esto es relevante para esquemas de operación pulsada que a veces se usan en detección o comunicación.

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Dimensiones Mecánicas y Diseño de Pads

El LED utiliza un paquete cerámico de montaje superficial. Si bien las dimensiones exactas no se proporcionan en el extracto, la hoja de datos incluye secciones dedicadas paradibujos de Dimensiones Mecánicasy eldiseño de Pad de Soldadura Recomendado. Adherirse a la geometría de pad recomendada es crucial para lograr uniones de soldadura fiables, una transferencia térmica adecuada a la PCB y garantizar estabilidad mecánica.

5.2 Perfil de Soldadura por Reflujo y Precauciones

Se proporciona unPerfil de Soldadura por Reflujoespecífico, con una temperatura pico nominal de 260°C. Seguir este perfil es esencial para evitar daños térmicos al paquete del LED o a los materiales de unión internos. Lasección de Precauciones de Usoprobablemente contiene pautas importantes de manejo, almacenamiento y montaje para prevenir daños por ESD, absorción de humedad (MSL 2) y estrés mecánico.

5.3 Información de Empaquetado

Lasección de Información de Empaquetadodetalla cómo se suministran los LEDs (por ejemplo, especificaciones de cinta y carrete), lo cual es necesario para los procesos de montaje automatizado.

6. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Aplicaciones Objetivo

Las aplicaciones principales listadas son todas de iluminación exterior automotriz: Faros (luz de carretera, luz de cruce), Luces de Conducción Diurna (DRL) y Luces Antiniebla. Estas aplicaciones exigen alta fiabilidad, amplia tolerancia a la temperatura de operación y un rendimiento robusto frente a factores ambientales como vibración y humedad.

6.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Diseño Térmico:La baja R_thJSdel paquete cerámico es beneficiosa, pero una ruta térmica de alto rendimiento desde los pads de soldadura al disipador del sistema (por ejemplo, PCB de núcleo metálico o refrigeración activa) es obligatoria para mantener baja la temperatura de la unión, especialmente cuando se acciona a corrientes altas. Utilice la curva de derating como límite de diseño.
• Circuito de Accionamiento:Se requiere un driver de corriente constante para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica. El driver debe diseñarse para acomodar el rango de bins de voltaje directo y proporcionar la corriente necesaria hasta 1500mA.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° es adecuado para crear patrones de iluminación amplios y uniformes. Se necesitarán ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma al haz para aplicaciones específicas como cortes de faros o firmas de DRL.
• Robustez Ambiental:El producto señala el cumplimiento de robustez al azufre (Clase A1), Libre de Halógenos y estándares RoHS/REACH, lo cual es esencial para la industria automotriz y otras reguladas. Los diseñadores deben asegurar que todo el conjunto (PCB, soldadura, recubrimiento conformado) cumpla con estándares complementarios.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien una comparación directa con otros productos no está en la hoja de datos, se pueden inferir los diferenciadores clave de este LED. La combinación de unpaquete cerámico(rendimiento térmico y fiabilidad superiores a los paquetes plásticos),calificación AEC-Q102(pruebas de fiabilidad de grado automotriz),alto flujo luminosoa una corriente de accionamiento estándar de 1000mA, y unbinning detalladotanto para flujo como para color, sitúa a este componente en el segmento de alta fiabilidad para iluminación automotriz. Su clasificación ESD de 8kV y resistencia al azufre mejoran aún más su idoneidad para entornos hostiles.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED a 1500mA de forma continua?

R: Solo si puede garantizar que la temperatura del pad de soldadura (T_S) esté en o por debajo de 110°C, según la curva de derating. A temperaturas de pad más altas, la corriente debe reducirse. Para una operación a largo plazo fiable, es recomendable diseñar para una corriente típica de 1000mA o menor.

P: ¿Qué significa MSL 2?

R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2. Esto significa que el LED empaquetado puede almacenarse en un ambiente seco (<60% HR) hasta por un año. Antes de la soldadura por reflujo, si el paquete ha estado expuesto a condiciones ambientales más allá de su vida útil en suelo, debe hornearse para eliminar la humedad y prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

P: ¿Cómo interpreto los bins de color como 64A o 60B?

R: Estos son códigos para regiones específicas en el diagrama de cromaticidad CIE. Debe cruzar la referencia del código del bin con la tabla y el cuadro proporcionados para encontrar el cuadrilátero exacto de coordenadas CIE x,y dentro del cual caerá el color del LED. Esto garantiza la consistencia de color al usar múltiples LEDs.

P: ¿Por qué hay una corriente mínima de 50mA?

R: Operar a corrientes extremadamente bajas puede llevar a una emisión de luz inestable o no uniforme. El mínimo especificado asegura que el LED opere en una región estable de sus características de rendimiento.

9. Principios de Operación y Tendencias

9.1 Principio Básico de Operación

Este es un diodo emisor de luz de estado sólido. Cuando se aplica un voltaje directo que excede su voltaje de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). Los materiales específicos y la estructura de las capas semiconductoras determinan la longitud de onda (color) de la luz emitida. El paquete cerámico sirve principalmente como una carcasa mecánica robusta y, críticamente, como un conducto térmico eficiente para transferir el calor generado en la unión del semiconductor (debido a la recombinación no radiativa y la resistencia eléctrica) hacia la PCB y el disipador.

9.2 Tendencias de la Industria

El desarrollo de LEDs como el ALFS1G-C0 refleja tendencias clave en la iluminación automotriz: el cambio de fuentes tradicionales halógenas y HID a iluminación LED completamente de estado sólido para mayor eficiencia, vida más larga y flexibilidad de diseño. Existe un impulso continuo hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), mejores paquetes de gestión térmica (como cerámicas avanzadas), un binning más estricto de color y flujo para una mejor uniformidad, y estándares de fiabilidad mejorados (AEC-Q102, resistencia al azufre) para cumplir con las expectativas de vida útil de 10-15 años de los sistemas automotrices. Además, la integración de múltiples funciones (por ejemplo, haz adaptativo de conducción) en módulos LED compactos es una tendencia creciente.