Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Identificación del Producto y Convención de Nomenclatura
- 2. Especificaciones Mecánicas y Ópticas
- 2.1 Dimensiones Físicas y Distribución
- 2.2 Características Ópticas
- 3. Parámetros Eléctricos y Térmicos
- 3.1 Valores Máximos Absolutos
- 3.2 Características Eléctricas Típicas
- 4. Sistema de Clasificación y Binning
- 4.1 Clasificación por Flujo Luminoso
- 4.2 Clasificación por Voltaje Directo
- 4.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- 5. Características de Rendimiento y Curvas
- 5.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)
- 5.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa
- 5.3 Potencia Espectral Relativa vs. Temperatura de Unión
- 5.4 Distribución Espectral de Potencia
- 6. Guías de Montaje y Manipulación
- 6.1 Recomendaciones de Soldadura
- 6.2 Gestión Térmica
- 6.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)
- 7. Información de Embalaje y Pedido
- 7.1 Especificación de Cinta y Carrete
- 7.2 Estructura del Código de Pedido
- 8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 8.1 Aplicaciones Típicas
- 8.2 Selección del Driver
- 8.3 Diseño Óptico
- 9. Fiabilidad y Vida Útil
- 10. Comparativa Técnica y Ventajas
- 10.1 Paquete Cerámico vs. Plástico
- 10.2 Diseño de Chip Único de Alta Potencia
1. Descripción General del Producto
Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para un Diodo Emisor de Luz (LED) Verde de alta potencia de 1W de la serie Cerámica 3535. El sustrato cerámico ofrece una gestión térmica superior en comparación con los paquetes plásticos tradicionales, permitiendo corrientes de accionamiento más altas y una fiabilidad a largo plazo mejorada. Este LED está diseñado para aplicaciones que requieren alto brillo y rendimiento estable en entornos exigentes.
1.1 Identificación del Producto y Convención de Nomenclatura
El modelo del producto se identifica como T1901PGA. La convención de nomenclatura sigue un código estructurado:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Este código se desglosa en varios parámetros clave:
- Código de Paquete (19):Indica un paquete Cerámico 3535.
- Código de Número de Chips (P):Denota un único chip de LED de alta potencia.
- Código de Color (G):Especifica emisión Verde.
- Código de Óptica (A):Detalla el diseño de la lente o la óptica (detalles implícitos en el código).
- Código de Binning de Flujo:Un código de varios dígitos que define el bin de salida de flujo luminoso.
- Código de Binning de Temperatura de Color / Longitud de Onda:Un código que especifica el rango de longitud de onda dominante.
Otros códigos de color definidos en el sistema incluyen Rojo (R), Amarillo (Y), Azul (B), Púrpura (U), Naranja (A), IR (I), Blanco Cálido L (<3700K), Blanco Neutro C (3700-5000K) y Blanco Frío W (>5000K).
2. Especificaciones Mecánicas y Ópticas
2.1 Dimensiones Físicas y Distribución
El LED utiliza un paquete de montaje superficial Cerámico 3535. El plano dimensional exacto muestra la vista superior y el perfil lateral con las medidas críticas. Las dimensiones clave incluyen el tamaño total del paquete de 3.5mm x 3.5mm. Se proporciona el patrón de soldadura (huella) recomendado y el diseño de la plantilla para el montaje en PCB para garantizar una soldadura adecuada y un rendimiento térmico óptimo. Las tolerancias se especifican como ±0.10mm para dimensiones .X y ±0.05mm para dimensiones .XX.
2.2 Características Ópticas
Los parámetros ópticos principales se miden a una corriente de prueba estándar de 350mA y una temperatura del punto de soldadura (Ts) de 25°C.
- Longitud de Onda Dominante (λd):525 nm (Típico).
- Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio, similar a Lambertiano, adecuado para iluminación de áreas.
- Flujo Luminoso:El valor depende del bin de flujo específico asignado a la unidad (ver Sección 3.3).
3. Parámetros Eléctricos y Térmicos
3.1 Valores Máximos Absolutos
Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes. Todos los valores se especifican a Ts=25°C.
- Corriente Directa Continua (IF):500 mA
- Corriente Directa de Pico Pulsante (IFP):700 mA (Ancho de pulso ≤10ms, Ciclo de trabajo ≤1/10)
- Disipación de Potencia (PD):1800 mW
- Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +100°C
- Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C
- Temperatura de Unión (Tj):125°C
- Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por reflujo a 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.
3.2 Características Eléctricas Típicas
Medidas a Ts=25°C, IF=350mA.
- Voltaje Directo (VF):3.5 V (Típico), 3.6 V (Máximo)
- Voltaje Inverso (VR):5 V
- Corriente Inversa (IR):50 μA (Máximo)
4. Sistema de Clasificación y Binning
Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins según parámetros clave.
4.1 Clasificación por Flujo Luminoso
El flujo luminoso se mide a 350mA. Los bins, definidos por un código de letra, especifican un valor mínimo (Min) y típico (Tipo). La tolerancia para la medición de flujo es de ±7%.
- Código 1R:Min 55 lm, Tipo 60 lm
- Código 1S:Min 60 lm, Tipo 65 lm
- Código 1T:Min 65 lm, Tipo 70 lm
- Código 1W:Min 70 lm, Tipo 75 lm
- Código 1X:Min 75 lm, Tipo 80 lm
- Código 1Y:Min 80 lm, Tipo 87 lm
4.2 Clasificación por Voltaje Directo
El voltaje directo se mide a 350mA. Los bins garantizan la compatibilidad eléctrica en cadenas en serie/paralelo. La tolerancia es de ±0.08V.
- Código 1:2.8V a 3.0V
- Código 2:3.0V a 3.2V
- Código 3:3.2V a 3.4V
- Código 4:3.4V a 3.6V
4.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
Para los LED verdes, la longitud de onda dominante se clasifica para controlar el tono preciso del verde.
- Código G5:519 nm a 522.5 nm
- Código G6:522.5 nm a 526 nm
- Código G7:526 nm a 530 nm
5. Características de Rendimiento y Curvas
Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del comportamiento del LED bajo diversas condiciones.
5.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)
La curva muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje. Es crucial para diseñar el driver limitador de corriente correcto. El VF típico de 3.5V a 350mA se confirma en este gráfico.
5.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa
Este gráfico ilustra cómo aumenta la salida de luz con la corriente de accionamiento. Normalmente muestra un aumento sub-lineal a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y los efectos térmicos, destacando la importancia de la gestión térmica para mantener el brillo.
5.3 Potencia Espectral Relativa vs. Temperatura de Unión
La salida espectral de un LED cambia con la temperatura de unión. Para los LED verdes, la longitud de onda pico generalmente disminuye (corrimiento al azul) ligeramente a medida que aumenta la temperatura. Este gráfico cuantifica ese cambio, que es importante para aplicaciones críticas en color.
5.4 Distribución Espectral de Potencia
La curva muestra la intensidad de la luz emitida a través del espectro visible para este LED verde, centrada alrededor de 525nm. Muestra un ancho de banda espectral relativamente estrecho típico de los LED monocromáticos.
6. Guías de Montaje y Manipulación
6.1 Recomendaciones de Soldadura
El paquete cerámico es compatible con procesos estándar de soldadura por reflujo por infrarrojos o convección. El perfil de soldadura máximo recomendado es de 230°C o 260°C de temperatura pico durante hasta 10 segundos. El diseño de la plantilla proporcionado garantiza el volumen correcto de pasta de soldadura para uniones fiables y una transferencia de calor óptima desde la almohadilla térmica a la PCB.
6.2 Gestión Térmica
Una gestión térmica efectiva es crítica para el rendimiento y la vida útil. El paquete cerámico tiene una baja resistencia térmica, pero debe montarse en una PCB con vías térmicas adecuadas y, si es necesario, un disipador de calor externo para mantener la temperatura de unión por debajo de 125°C, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima de 500mA.
6.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)
Como todos los dispositivos semiconductores, los LED son sensibles a la Descarga Electroestática (ESD). Deben observarse las precauciones estándar contra ESD (uso de pulseras conectadas a tierra, alfombras conductoras e ionizadores) durante la manipulación y el montaje.
7. Información de Embalaje y Pedido
7.1 Especificación de Cinta y Carrete
El producto se suministra en cinta portadora embutida para montaje automatizado pick-and-place. Los planos detallados especifican las dimensiones del bolsillo, el ancho de la cinta, el diámetro del carrete y la orientación del componente. El paquete cerámico 3535 utiliza un formato de cinta estándar compatible con equipos de colocación de alta velocidad.
7.2 Estructura del Código de Pedido
El código de pedido completo se construye a partir de la convención de nomenclatura descrita en la Sección 1.1. Para realizar un pedido, especifique el código completo incluyendo el paquete (19), el número de chips (P), el color (G), la óptica (A) y los códigos de bin de flujo y longitud de onda deseados según los requisitos de la aplicación.
8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
8.1 Aplicaciones Típicas
- Iluminación Arquitectónica:Iluminación de fachadas, iluminación de cornisas e iluminación de acento donde se necesita alto brillo y estabilidad de color.
- Iluminación Automotriz:Iluminación interior, luces de señalización (donde se cumple la especificación de color).
- Iluminación Portátil:Linternas de alta gama y luces de trabajo.
- Iluminación Especializada:Visión artificial, iluminación escénica y señalización.
8.2 Selección del Driver
Un driver de corriente constante es obligatorio para un funcionamiento fiable. El driver debe seleccionarse en función de la corriente directa requerida (por ejemplo, 350mA para uso típico, hasta 500mA para salida máxima) y el bin de voltaje directo de los LED, especialmente cuando se conectan múltiples dispositivos en serie. El driver debe tener una protección adecuada contra sobre-temperatura y sobre-corriente.
8.3 Diseño Óptico
El ángulo de visión de 120 grados es ideal para una iluminación amplia y uniforme. Para haces enfocados, la óptica secundaria (reflectores o lentes) debe diseñarse considerando la lente primaria del LED y su patrón de emisión. Los planos mecánicos proporcionan los puntos de referencia necesarios para el alineamiento óptico.
9. Fiabilidad y Vida Útil
Si bien los datos específicos de vida útil L70 o L50 (tiempo hasta el 70% o 50% del flujo luminoso inicial) no se proporcionan en este extracto, el paquete cerámico inherentemente soporta una vida útil más larga al mantener una temperatura de unión más baja para una disipación de potencia dada. La vida útil es principalmente una función de la temperatura de unión y la corriente de accionamiento; operar dentro de las especificaciones recomendadas maximiza la longevidad.
10. Comparativa Técnica y Ventajas
10.1 Paquete Cerámico vs. Plástico
El paquete cerámico 3535 ofrece ventajas distintivas sobre los paquetes SMD plásticos estándar (por ejemplo, PLCC, 5050):
- Conductividad Térmica Superior:Los sustratos cerámicos disipan el calor de manera más eficiente, permitiendo corrientes de accionamiento más altas y un mejor mantenimiento del rendimiento.
- Fiabilidad Mejorada:La cerámica es resistente a la humedad y la degradación por UV, lo que conduce a un rendimiento más estable en entornos hostiles.
- Mejor Estabilidad de Color:Una temperatura de unión de operación más baja minimiza el corrimiento de longitud de onda y la depreciación del lumen con el tiempo.
10.2 Diseño de Chip Único de Alta Potencia
El uso de un solo chip grande (denotado por 'P') en lugar de múltiples chips más pequeños mejora la uniformidad de la densidad de corriente y puede ofrecer una eficacia general y una fiabilidad mejores en comparación con los diseños multi-chip en niveles de potencia similares.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |