Hoja de Datos Técnicos del LED Blanco de 1W en Paquete Cerámico 3535 - Dimensiones 3.5x3.5x?mm - Voltaje 3.2V - Potencia 1W

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED blanco de alta potencia de 1W encapsulado en un robusto paquete de montaje superficial cerámico 3535. Los paquetes cerámicos ofrecen una conductividad térmica superior en comparación con los paquetes plásticos tradicionales, permitiendo una mejor disipación del calor desde la unión del LED. Esto se traduce en una mayor estabilidad del rendimiento, una vida útil más larga y una mayor fiabilidad en condiciones de funcionamiento exigentes. El producto está diseñado para aplicaciones que requieren una alta salida luminosa y una excelente gestión térmica, como iluminación automotriz, iluminación general y luminarias especializadas.

2. Análisis Profundo de los Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos (Ts=25°C)

Los siguientes parámetros definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el LED. No se recomienda operar en o cerca de estos límites durante períodos prolongados.

• Corriente Directa (IF):500 mA (Corriente continua máxima).
• Corriente Directa de Pulso (IFP):700 mA (Ancho de pulso ≤10ms, ciclo de trabajo ≤1/10).
• Disipación de Potencia (PD):1700 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 (Máxima).
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por reflujo a 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas (Ts=25°C, IF=350mA)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.

• Voltaje Directo (VF):Típico 3.2V, Máximo 3.4V. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando se alimenta con 350mA.
• Voltaje Inverso (VR):5V (Máximo). Exceder este voltaje en polarización inversa puede dañar el LED.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 50 µA.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados (Típico). Este amplio ángulo de haz es adecuado para aplicaciones de iluminación general.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

El LED está disponible en rangos estándar de CCT, cada uno asociado con regiones de cromaticidad específicas en el diagrama CIE. Las CCT típicas y sus códigos de lote correspondientes son: 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U) y 8000K (0A-0U). Se garantiza que los productos estén dentro de la región de cromaticidad de la CCT solicitada.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

Los lotes de flujo especifican la salida luminosa mínima a 350mA. El flujo real puede ser mayor. Ejemplos incluyen:

• Blanco Cálido 70 CRI (2700-3700K):Lotes desde 1Y (80-87 lm) hasta 2D (114-122 lm).
• Blanco Neutro 70 CRI (3700-5000K):Lotes desde 1Z (87-94 lm) hasta 2F (130-139 lm).
• Blanco Frío 70 CRI (5000-10000K):Lotes desde 2A (94-100 lm) hasta 2F (130-139 lm).
• Variantes de 85 CRItambién están disponibles con lotes de flujo correspondientes (por ejemplo, 1W: 70-75 lm para Blanco Cálido).

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje se clasifica para ayudar en el diseño de circuitos para la regulación de corriente. Los lotes son: Código 1 (2.8-3.0V), Código 2 (3.0-3.2V), Código 3 (3.2-3.4V), Código 4 (3.4-3.6V).

3.4 Regla de Numeración de Modelos

La estructura del número de parte es: T [Código de Paquete] [Código de Número de Chips] [Código de Lente] [Código Interno] - [Código de Flujo] [Código de CCT]. Por ejemplo, T1901PL(C,W)A se decodifica como: T (serie), 19 (Paquete Cerámico 3535), P (1 dado de alta potencia), L (Código de lente 01), (C,W) (CCT: Blanco Neutro o Blanco Frío), A (código interno), con los códigos de Flujo y CCT especificados por separado.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje. Los diseñadores la utilizan para seleccionar la topología de driver apropiada (corriente constante vs. voltaje constante) y para calcular la disipación de potencia (Vf * If). El Vf típico de 3.2V a 350mA es un punto de diseño clave.

4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

Esta curva demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero no de forma lineal. La eficiencia generalmente disminuye a corrientes más altas debido al aumento de calor (efecto de caída). Operar a los 350mA recomendados proporciona un buen equilibrio entre salida y eficiencia.

4.3 Temperatura de Unión vs. Potencia Espectral Relativa

A medida que la temperatura de unión (Tj) aumenta, la salida espectral del LED puede cambiar, a menudo causando un ligero cambio de color (desplazamiento de cromaticidad) y una disminución del flujo luminoso. El paquete cerámico ayuda a minimizar el aumento de Tj, estabilizando así el rendimiento óptico.

4.4 Distribución de Potencia Espectral Relativa

El gráfico del espectro muestra la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda. Para los LED blancos (típicamente convertidos por fósforo), muestra un pico azul del dado y un pico más amplio amarillo/blanco del fósforo. El área bajo la curva se relaciona con el flujo total, y la forma determina el Índice de Reproducción Cromática (CRI) y la CCT.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED utiliza una huella estándar 3535 (aproximadamente 3.5mm x 3.5mm). El dibujo dimensional exacto muestra el tamaño del cuerpo, la forma de la lente y la ubicación de los terminales. Las tolerancias se especifican como ±0.10mm para dimensiones .X y ±0.05mm para dimensiones .XX.

5.2 Patrón de Pads Recomendado y Diseño de Esténcil

Se proporciona un diagrama del patrón de pistas para el diseño de PCB, asegurando la formación adecuada de la junta de soldadura y la conexión térmica. Un diseño de esténcil correspondiente guía la aplicación de la pasta de soldadura para la soldadura por reflujo. Un diseño adecuado de los pads es crítico para la estabilidad mecánica y la transferencia de calor a la PCB.

5.3 Identificación de Polaridad

Los terminales ánodo y cátodo deben identificarse correctamente en el paquete del LED y coincidir con el diseño de la PCB. Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos estándar de reflujo sin plomo. La temperatura máxima del cuerpo durante la soldadura no debe exceder los 260°C durante 10 segundos. Es crucial seguir el perfil de temperatura recomendado (precalentamiento, estabilización, reflujo, enfriamiento) para evitar choques térmicos y asegurar juntas de soldadura confiables sin dañar los componentes internos o el fósforo.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

Los LED son sensibles a la descarga electrostática (ESD). Utilice las precauciones ESD apropiadas durante la manipulación y el ensamblaje. Almacene en un ambiente seco y antiestático dentro del rango de temperatura especificado (-40°C a +100°C). Evite la exposición a la humedad; si se expone, siga los procedimientos de horneado antes del reflujo.

7. Información de Empaque y Pedido

7.1 Especificación de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes, adecuada para equipos de ensamblaje automático pick-and-place. Las dimensiones de la cinta (tamaño del bolsillo, paso) están estandarizadas.

7.2 Cantidad de Empaque

Se utilizan cantidades estándar por carrete (por ejemplo, 1000 o 2000 piezas por carrete). El empaque exterior incluye etiquetas que especifican el número de parte, códigos de lote (flujo, CCT, Vf), cantidad y número de lote para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación Automotriz:Luces de circulación diurna (DRL), iluminación interior, luces de señalización.
• Iluminación General:Bombillas LED, downlights, paneles de luz, luminarias para alumbrado público.
• Iluminación Especializada:Luces portátiles, iluminación de emergencia, iluminación de acento arquitectónico.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:El principal desafío de diseño. Utilice una PCB con vías térmicas adecuadas y posiblemente una PCB de núcleo metálico (MCPCB) o un disipador de calor para mantener una ruta de baja resistencia térmica desde la unión del LED al ambiente.
• Conducción de Corriente:Utilice siempre un driver de corriente constante, no una fuente de voltaje constante, para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica.
• Óptica:Pueden ser necesarias ópticas secundarias (lentes, reflectores) para lograr el patrón de haz deseado.

9. Comparación Técnica y Ventajas

El paquete cerámico 3535 ofrece ventajas distintivas sobre los paquetes SMD plásticos (como 3528 o 5050) e incluso sobre otros paquetes cerámicos:

• vs. Paquetes Plásticos:Superior conductividad térmica, lo que conduce a una menor temperatura de unión, mayor potencial de corriente de accionamiento máxima, mejor mantenimiento del lumen y mayor vida útil, especialmente en aplicaciones de alta potencia.
• vs. Otros Paquetes Cerámicos:La huella 3535 es un estándar industrial común, ofreciendo un buen equilibrio entre tamaño, manejo de potencia y salida óptica, lo que lo hace muy versátil para muchos diseños de iluminación.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre las versiones de 70 CRI y 85 CRI?

El CRI (Índice de Reproducción Cromática) mide cuán naturalmente una fuente de luz revela los colores de los objetos en comparación con una fuente de referencia. Los LED de 85 CRI proporcionan una mejor fidelidad de color que los de 70 CRI, lo cual es importante para iluminación minorista, de museos o residencial de alta calidad. La compensación es típicamente una eficacia luminosa ligeramente menor (lúmenes por vatio) para un CRI más alto.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED a 500mA continuamente?

Aunque el límite absoluto máximo es de 500mA, la operación continua a esta corriente generará un calor significativo. La corriente de operación recomendada es de 350mA. Para alimentar a 500mA, se requiere una gestión térmica excepcional para mantener la temperatura de unión muy por debajo de 125°C; de lo contrario, la vida útil y el rendimiento se degradarán rápidamente.

10.3 ¿Cómo interpreto el código de lote de flujo (por ejemplo, 2B)?

El código de lote de flujo garantiza un flujo luminoso mínimo. Por ejemplo, un lote 2B para Blanco Frío 70 CRI garantiza un mínimo de 100 lm a 350mA. El flujo real de las piezas enviadas estará entre los valores mínimo y máximo para ese lote (por ejemplo, 100-107 lm), pero no se garantiza que sea el valor típico.

11. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un downlight LED de alta calidad con luz blanca neutra (4000K) y buena reproducción cromática (CRI >80).

Selección:Elija un LED Blanco Neutro 85 CRI en el lote de CCT 5x y un lote de flujo como 2A (94-100 lm mínimo).

Diseño Térmico:Monte el LED en una MCPCB (sustrato de aluminio) de 1.6mm de espesor. La MCPCB se une a un disipador de calor con material de interfaz térmica. La simulación térmica debe confirmar que Tj<100°C en un ambiente de 45°C.

Diseño Eléctrico:Utilice un driver LED de corriente constante clasificado para una salida de 350mA. Incluya protección contra sobretensión y circuitos abiertos/cortocircuitos.

Diseño Óptico:Combine el LED con una lente secundaria para lograr un ángulo de haz de 30 grados para iluminación focalizada.

12. Principio de Funcionamiento

Un LED blanco funciona según el principio de electroluminiscencia en un semiconductor y conversión por fósforo. La corriente eléctrica fluye a través de un chip semiconductor (típicamente InGaN), haciendo que emita fotones en el espectro azul o ultravioleta. Estos fotones de alta energía luego golpean una capa de material de fósforo que recubre el chip. El fósforo absorbe algunos de estos fotones y reemite luz en longitudes de onda más largas y de menor energía (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul no convertida y la luz amarilla/roja convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca. Las proporciones exactas determinan la Temperatura de Color Correlacionada (CCT).

13. Tendencias Tecnológicas

La industria LED continúa evolucionando con varias tendencias clave que impactan componentes como el LED cerámico 3535:

• Mayor Eficacia (lm/W):Las mejoras continuas en el diseño de chips, la tecnología de fósforos y la eficiencia del paquete conducen a una mayor salida de luz para la misma entrada eléctrica, reduciendo el consumo de energía.
• Mayor Fiabilidad y Vida Útil:Los avances en materiales (como cerámicas robustas) y procesos de fabricación están impulsando las vidas útiles nominales (L70/B50) más allá de las 50,000 horas.
• Mejor Calidad de Color:El desarrollo de mezclas de múltiples fósforos y nuevas estructuras de chips permite LED con CRI muy alto (90+), excelente consistencia de color (clasificación ajustada) y luz blanca ajustable.
• Miniaturización y Mayor Densidad de Potencia:La capacidad de manejar más potencia en la misma huella o más pequeña (por ejemplo, paquetes 3030, 2929) es una tendencia constante, que exige soluciones de gestión térmica cada vez mejores.
• Iluminación Inteligente y Conectada:Los LED se están convirtiendo en partes integrales de los sistemas IoT, requiriendo que los drivers y, a veces, los propios paquetes admitan atenuación, ajuste de color y protocolos de comunicación de datos.