LED RF-A3H10-W60P-E5 Encapsulado Cerámico Blanco Automotriz - Tamaño 2.0x1.6x0.8mm - Tensión 2.8-3.4V - Potencia 5.1W - Hoja de Datos Técnicos

1. Resumen del Producto

El RF-A3H10-W60P-E5 es un LED de alta potencia con encapsulado cerámico diseñado principalmente para aplicaciones de iluminación exterior automotriz. Utiliza un sustrato cerámico robusto y encapsulado de silicona para garantizar una alta fiabilidad bajo condiciones extremas de estrés térmico y mecánico. Este LED proporciona un flujo luminoso de 360 a 460 lm a una corriente directa de 1000 mA, con un tamaño compacto de solo 2.00 mm × 1.60 mm × 0.80 mm. El dispositivo está cualificado según AEC-Q102, lo que lo hace adecuado para faros delanteros, luces de circulación diurna, faros antiniebla y otros sistemas de iluminación exterior que requieren una larga vida útil y un rendimiento constante.

Las características clave incluyen compatibilidad con soldadura por reflujo sin plomo, nivel de sensibilidad a la humedad 2, cumplimiento con RoHS y REACH, y protección contra descargas electrostáticas de hasta 8000 V (HBM). El LED opera en un amplio rango de temperatura de −40 °C a +125 °C, con una temperatura máxima de unión de 150 °C.

2. Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

A una temperatura de soldadura de 25 °C y corriente directa de 1000 mA, la tensión directa típica es de 2.8 V, con un rango garantizado de 2.8 V mínimo a 3.4 V máximo. La corriente inversa a 5 V es inferior a 10 µA. El flujo luminoso típico alcanza 360 lm, con un rango de bin de 360 lm a 460 lm. El ángulo de visión (media potencia) es de 120° (típico). El índice de reproducción cromática (Ra) no está especificado en esta hoja de datos, lo que indica que el producto está orientado a la luminancia más que a la calidad del color.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

El dispositivo puede soportar una disipación de potencia de hasta 5100 mW, corriente continua directa de hasta 1500 mA y corriente máxima de pico de 2000 mA (ciclo de trabajo 1/10, pulso de 10 ms). La tensión inversa no debe exceder los 5 V. El rango de temperatura de operación es de −40 °C a +125 °C, la temperatura de almacenamiento es la misma y la temperatura máxima de unión es de 150 °C. La sensibilidad ESD (HBM) está clasificada en 8000 V.

2.3 Resistencia Térmica

La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RthJ-S) es típicamente de 3.1 °C/W y máxima de 4.1 °C/W a 1000 mA. Esta baja resistencia térmica garantiza una transferencia de calor eficiente al PCB, esencial para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros durante la operación a alta corriente.

3. Sistema de Binning

3.1 Bins de Tensión Directa

A IF = 1000 mA, la tensión directa se clasifica en tres bins:

• G0: 2.8 – 3.0 V
• H0: 3.0 – 3.2 V
• I0: 3.2 – 3.4 V

3.2 Bins de Flujo Luminoso

El flujo luminoso se categoriza en cuatro bins:

• BG: 360 – 380 lm
• BH: 380 – 400 lm
• FD: 400 – 430 lm
• FE: 430 – 460 lm

3.3 Bins de Cromaticidad

Se definen tres bins de cromaticidad basados en las coordenadas CIE 1931. Los bins corresponden a regiones blancas típicamente utilizadas en iluminación automotriz:

• 57N: vértices (0.3221,0.3255) → (0.3206,0.3474) → (0.3375,0.3628) → (0.3365,0.3381)
• 60N: (0.3157,0.3211) → (0.3142,0.3430) → (0.3311,0.3584) → (0.3301,0.3337)
• 65N: (0.3029,0.3286) → (0.3206,0.3463) → (0.3222,0.3243) → (0.3069,0.3095)

Estos bins aseguran una apariencia de color consistente entre lotes de producción.

4. Curvas de Rendimiento

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

A temperatura ambiente, la tensión directa aumenta gradualmente desde aproximadamente 2.6 V a 200 mA hasta 3.4 V a 1500 mA. La curva exhibe un comportamiento típico de diodo. Los diseñadores deben considerar esta variación de tensión para evitar exceder las clasificaciones máximas absolutas.

4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente hasta 1500 mA, alcanzando aproximadamente el 140% de la intensidad a 1000 mA. A corrientes bajas (200 mA), la intensidad es aproximadamente el 20% del valor a 1000 mA.

4.3 Características de Temperatura

A medida que la temperatura de soldadura aumenta de −40 °C a 125 °C, la intensidad luminosa relativa disminuye hasta aproximadamente el 80% a 125 °C. La tensión directa también disminuye con el aumento de temperatura (aproximadamente 0.1 V en todo el rango). Las coordenadas de cromaticidad se desplazan ligeramente con la temperatura, permaneciendo dentro de límites aceptables para aplicaciones automotrices.

4.4 Distribución Espectral

El LED emite luz blanca con un amplio espectro de 400 nm a 750 nm. El pico espectral se sitúa alrededor de 450 nm (azul) con un componente amarillo secundario convertido por fósforo, lo que da como resultado una temperatura de color correlacionada (CCT) típica de los LED blancos automotrices.

4.5 Patrón de Radiación

El diagrama de radiación muestra una distribución de tipo Lambertiano con un ángulo de media potencia de ±60° (120° total). La intensidad disminuye gradualmente desde el centro, garantizando una iluminación homogénea en ópticas de reflector o lente.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado LED mide 2.00 mm × 1.60 mm (vista superior) con una altura de 0.80 mm. La vista inferior revela dos grandes almohadillas de ánodo y cátodo (1.85 mm × 0.55 mm y 1.00 mm × 1.45 mm). La polaridad se indica mediante una pequeña muesca en la esquina del encapsulado. Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado

Para garantizar una adecuada disipación de calor y fiabilidad mecánica, el patrón de tierra recomendado en el PCB incluye dos almohadillas rectangulares: una de 1.95 mm × 0.65 mm para el cátodo y otra de 1.05 mm × 0.60 mm para el ánodo, con un espacio de 0.60 mm entre ellas. La geometría de las almohadillas de soldadura debe coincidir con la metalización inferior para evitar puentes.

5.3 Identificación de Polaridad

La polaridad está claramente marcada por el contorno del encapsulado. La vista inferior muestra que la almohadilla del ánodo es más grande (lado izquierdo) y la del cátodo es más pequeña (lado derecho), coincidiendo con el diagrama del patrón de soldadura.

5.4 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho con paso de 4 mm. Las dimensiones del bolsillo son 2.30 mm × 1.80 mm (B0 × A0) con profundidad de 0.95 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas. Dimensiones del carrete: diámetro exterior 180 mm, diámetro del núcleo 60 mm, ancho 12 mm.

5.5 Cantidad de Embalaje y Etiquetado

Embalaje estándar: 4000 piezas por carrete. El carrete viene con una bolsa barrera contra la humedad y desecante. Las etiquetas incluyen número de pieza, número de lote, código de bin (flujo y cromaticidad), bin de tensión directa, cantidad y fecha.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo recomendado sigue la norma JEDEC J-STD-020. Parámetros clave:

• Velocidad media de rampa ascendente: 3 °C/s máx (desde Tsmax hasta TP)
• Precalentamiento: 150–200 °C durante 60–120 s
• Tiempo por encima de 217 °C: 60 s máx
• Temperatura pico: 260 °C máx, tiempo dentro de 5 °C del pico: 30 s máx
• Velocidad de enfriamiento: 6 °C/s máx
• Tiempo total desde 25 °C hasta el pico: 8 min máx

No realice más de dos ciclos de reflujo. Si el intervalo entre dos reflujos supera las 24 horas, los LED pueden absorber humedad y requerir un secado antes del segundo paso.

6.2 Precauciones

Evite tensiones mecánicas sobre la lente de silicona durante y después de la soldadura. No deforme el PCB después del montaje. Utilice un soldador de doble cabezal si es necesario realizar retrabajos. No enfríe rápidamente el dispositivo después de la soldadura.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Antes de abrir la bolsa sellada al vacío: almacene a ≤30 °C y ≤75 % HR durante un máximo de un año. Después de abrir: utilice dentro de las 24 horas a ≤30 °C y ≤60 % HR. Si se excede, seque a 60±5 °C durante ≥24 horas antes de su uso.

7. Información de Pruebas de Fiabilidad

7.1 Elementos y Condiciones de Prueba

Las pruebas de fiabilidad incluyen soldadura por reflujo (260 °C, 10 s, 2 ciclos), preacondicionamiento de nivel de sensibilidad a la humedad 2 (85 °C/60% HR, 168 h), choque térmico (−40 °C a 125 °C, 1000 ciclos), prueba de vida (125 °C, 1000 mA, 1000 h) y prueba de vida a alta temperatura/alta humedad (85 °C/85% HR, 1000 mA, 1000 h). Todas las pruebas se realizan en 20 muestras con criterio de aceptación 0/1 fallos.

7.2 Criterios de Falla

Después de cada prueba, se aplican los siguientes límites:

• Cambio en la tensión directa: ≤ 1.1 × LSE (límite superior de especificación)
• Corriente inversa: ≤ 2.0 × LSE
• Caída del flujo luminoso: ≥ 0.7 × LIE (límite inferior de especificación)

8. Precauciones de Manipulación

El entorno de operación del LED y los materiales de acoplamiento deben contener un contenido de azufre inferior a 100 ppm. El contenido de bromo y cloro debe ser inferior a 900 ppm cada uno, y su suma total inferior a 1500 ppm. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) de los materiales del accesorio pueden penetrar el encapsulado de silicona y causar decoloración; por lo tanto, solo deben usarse adhesivos y recubrimientos compatibles. Manipule los LED con herramientas que sujeten las superficies laterales, nunca presione la lente directamente. La protección ESD es obligatoria durante la manipulación y el montaje. Para la limpieza, se recomienda alcohol isopropílico; evite la limpieza ultrasónica.

9. Notas de Aplicación

9.1 Aplicaciones Típicas

Este LED es ideal para iluminación exterior automotriz, como luces de circulación diurna, faros de luz baja/alta y faros antiniebla. Su pequeño encapsulado cerámico permite diseños ópticos compactos, mientras que el alto flujo luminoso y el amplio ángulo de haz proporcionan una distribución eficiente de la luz.

9.2 Consideraciones de Diseño Térmico

Dado que la temperatura de unión debe mantenerse por debajo de 150 °C, una disipación de calor adecuada es crítica. La baja resistencia térmica (3.1 °C/W típica) permite el uso de PCB FR4 estándar con vías térmicas, pero para corriente máxima se recomiendan PCB de núcleo metálico (MCPCB). Se debe realizar una simulación térmica para garantizar que la temperatura de soldadura no supere los 105 °C a la corriente máxima.

9.3 Diseño del Circuito

Incluya siempre una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante para evitar el descontrol térmico. Se debe proporcionar protección contra tensión inversa; si el LED se somete a polarización inversa, la corriente de fuga puede causar daños. Cuando se conecten varios LED en paralelo, asegúrese de que tengan tensiones directas coincidentes (mismo bin) para equilibrar la distribución de corriente.