Ficha Técnica LED ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y - Blanco Cálido - 200lm @ 1A - 2.95-3.95V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz (LED) de alto rendimiento y color blanco cálido. El dispositivo se caracteriza por su diseño de encapsulado compacto y su alta eficacia luminosa, lo que lo hace idóneo para aplicaciones con limitaciones de espacio que requieren una iluminación de calidad.

La ventaja principal de este LED radica en la combinación de su reducido factor de forma y su elevada salida óptica. Proporciona un flujo luminoso típico de 200 lúmenes cuando se alimenta con una corriente directa de 1 Amperio, alcanzando una eficiencia óptica de 54.47 lúmenes por Vatio. Este equilibrio lo convierte en una opción eficiente para diversas soluciones de iluminación.

Los mercados objetivo para este componente son diversos, centrándose principalmente en aplicaciones que requieren una fuente de luz compacta, brillante y de blanco cálido. Sus parámetros de diseño atienden tanto a la electrónica de consumo como a luminarias especializadas.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electroópticas

Los principales parámetros electroópticos se miden a una temperatura de la almohadilla de soldadura (Ts) de 25°C. El indicador clave de rendimiento es el Flujo Luminoso (Iv), con un valor mínimo de 180 lm y un valor típico de 200 lm bajo una corriente directa (IF) de 1000mA. La tensión directa (VF) en esta condición oscila entre un mínimo de 2.95V y un máximo de 3.95V, siendo el valor típico dependiente del lote de tensión específico. La temperatura de color correlacionada (CCT) para este LED de blanco cálido se sitúa en el rango de 2000K a 2500K.

Es importante tener en cuenta las tolerancias de medición: las mediciones de flujo luminoso e iluminancia tienen una tolerancia de ±10%, mientras que la medición de la tensión directa tiene una tolerancia de ±0.1V. Todos los datos eléctricos y ópticos se prueban bajo una condición de pulso de 50 ms para minimizar los efectos de autocalentamiento durante la medición.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Para garantizar un funcionamiento fiable, el dispositivo no debe operarse más allá de sus límites absolutos máximos. La corriente directa continua (modo linterna) está clasificada en 350 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente de pulso máxima de 1000 mA bajo un ciclo específico: 400 ms encendido y 3600 ms apagado, hasta un máximo de 30.000 ciclos.

El dispositivo incorpora protección ESD, probada según el estándar JEDEC 3b (Modelo de Cuerpo Humano), y puede soportar hasta 8000V. La temperatura máxima permitida en la unión (TJ) es de 145°C, con un rango de temperatura de funcionamiento de -40°C a +85°C. El rango de temperatura de almacenamiento es ligeramente más amplio, de -40°C a +100°C. Para el montaje, la temperatura de soldadura está clasificada en 260°C, y el dispositivo puede soportar un máximo de 2 ciclos de reflujo.

La resistencia térmica de la unión al punto de soldadura (Rth) se especifica como 8.5 °C/W. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa es la mitad del valor máximo, es de 120 grados con una tolerancia de ±5°.

2.3 Notas Térmicas y de Fiabilidad

Se proporcionan notas críticas de fiabilidad. El LED no está diseñado para operar en polarización inversa. La operación a la temperatura máxima de unión no debe exceder una hora de forma continua. Todas las especificaciones están garantizadas mediante pruebas de fiabilidad de 1000 horas, con el criterio de que la degradación de la característica IV (corriente-tensión) sea inferior al 30%. Estas pruebas de fiabilidad se realizan bajo una buena gestión térmica utilizando una Placa de Circuito Impreso con Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0 x 1.0 cm².

El dispositivo está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 1 según los estándares JEDEC. Esto significa que tiene una vida útil ilimitada en condiciones ≤30°C y 85% de humedad relativa, y requiere un horneado de 168 horas a 85°C/85% HR si se abre el embalaje protector.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El LED se clasifica en lotes (bins) en función de tres parámetros clave: Tensión Directa (VF), Flujo Luminoso (Iv) y Cromaticidad (coordenadas de color). Esta clasificación garantiza la consistencia en el rendimiento eléctrico y óptico de los lotes de producción.

3.1 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se categoriza en tres lotes, identificados por un código de cuatro dígitos que representa el rango de tensión en milivoltios (ej., 2932 representa 2.95V a 3.25V). Los lotes son: 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V) y 3539 (3.55V - 3.95V). Todas las mediciones se realizan a IF=1000mA.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica mediante códigos alfanuméricos (J5, J6, J7). El lote relevante para este número de parte específico es J5, que cubre un rango de flujo luminoso de 180 lm a 200 lm a IF=1000mA. Otros lotes disponibles incluyen J6 (200-250 lm) y J7 (250-300 lm).

3.3 Clasificación por Cromaticidad (Color)

El lote de cromaticidad para este LED de blanco cálido se define dentro del espacio de color CIE 1931. El código de lote 2025 corresponde a rangos específicos de coordenadas de color que producen una Temperatura de Color Correlacionada entre 2000K y 2500K. Se proporcionan las coordenadas de color de referencia para este lote, con una tolerancia de medición de ±0.01. Los lotes de color se definen a una corriente de operación de IF=1000mA.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

La curva típica de distribución espectral relativa muestra la salida de luz a través de las longitudes de onda cuando se alimenta a 1000mA. La longitud de onda pico (λp) es característica del LED de blanco cálido convertido por fósforo. El patrón de radiación típico es Lambertiano, lo que significa que la intensidad luminosa es proporcional al coseno del ángulo de visión, resultando en una distribución amplia y uniforme de la luz con el ángulo de visión especificado de 120 grados.

4.2 Características Directas

La curva de tensión directa frente a corriente directa ilustra la relación no lineal típica de los diodos semiconductores. A medida que aumenta la corriente, aumenta la tensión directa. La curva de flujo luminoso relativo frente a corriente directa muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, aunque la eficiencia puede disminuir a corrientes más altas debido al aumento de calor. La curva de temperatura de color correlacionada (CCT) frente a corriente directa indica cómo la temperatura de color de la luz emitida puede cambiar ligeramente con diferentes corrientes de accionamiento. Todos los datos de correlación para estas curvas se prueban bajo una gestión térmica superior utilizando una MCPCB de 1x1 cm².

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El dispositivo se suministra en un encapsulado de montaje superficial (SMD). Las dimensiones del encapsulado se detallan en un plano de ingeniería. Las dimensiones críticas incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como el diseño y espaciado de las almohadillas. Las tolerancias para las dimensiones son típicamente de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. El plano incluye marcas de identificación de polaridad para garantizar la orientación correcta durante el montaje.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil característico de soldadura por reflujo, detallando las tasas de rampa de temperatura recomendadas, la temperatura máxima y el tiempo por encima del líquido para la soldadura. El cumplimiento de este perfil es crucial para prevenir daños térmicos en el encapsulado del LED y en el chip interno.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

Se enfatizan notas importantes de manipulación. Aunque el dispositivo tiene protección ESD, no está diseñado para operar en polarización inversa. Se deben utilizar resistencias limitadoras de corriente externas en el circuito para evitar condiciones de sobrecorriente, ya que un ligero cambio de tensión podría causar un gran cambio de corriente que conduzca a una falla.

Para el almacenamiento, la clasificación MSL-1 significa que los dispositivos pueden almacenarse en su embalaje original resistente a la humedad indefinidamente bajo condiciones controladas. Una vez abierta la bolsa, si no se utilizan inmediatamente, se deben seguir las prácticas estándar de la industria para dispositivos sensibles a la humedad.

7. Información de Embalaje y Pedido

El producto se suministra en embalaje resistente a la humedad. La cantidad mínima del paquete es de 1000 piezas. Para volúmenes mayores, está disponible en carretes con una cantidad estándar cargada de 2000 piezas por carrete. El etiquetado del producto en el carrete incluye información crítica: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Parte interno (P/N), Número de Lote, Cantidad de Embalaje (QTY) y los códigos de lote para Flujo Luminoso (CAT), Color (HUE) y Tensión Directa (REF). También se indica el Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL-X).

Se proporcionan las dimensiones de la cinta portadora y del carrete del emisor en milímetros para facilitar los procesos de montaje automatizado pick-and-place.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Basándose en sus especificaciones, este LED es muy adecuado para varias aplicaciones: Flash de Cámara de Teléfono Móvil, donde el alto brillo en un encapsulado pequeño es esencial; Luz linterna para aplicaciones de Video Digital; Iluminación general interior; Iluminación de señalización y orientación (ej., señales de salida, luces de escalón); Retroiluminación para pantallas; Iluminación decorativa y de entretenimiento; e iluminación automotriz tanto exterior como interior (sujeto a cumplir con calificaciones automotrices específicas).

8.2 Consideraciones de Diseño

Los diseñadores deben considerar la gestión térmica debido a la resistencia térmica de 8.5 °C/W del dispositivo. Es necesario un disipador de calor adecuado, típicamente a través de las almohadillas y trazas del PCB conectadas a un plano térmico, para mantener la temperatura de la unión dentro de los límites, especialmente cuando se alimenta a la corriente máxima o cerca de ella. El lote de tensión directa debe considerarse para el diseño del controlador para garantizar una regulación de corriente estable. El amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia en lugar de un punto focalizado.

9. Información de Cumplimiento y Ambiental

El dispositivo cumple con varias regulaciones ambientales. Es compatible con RoHS y no contiene plomo. El producto en sí permanecerá dentro de las versiones compatibles con RoHS. También cumple con la regulación REACH de la UE. Además, está libre de halógenos, con límites establecidos en: Bromo (Br)<900 ppm, Cloro (Cl)<900 ppm, y la suma de Bromo y Cloro<1500 ppm.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la corriente continua máxima con la que puedo alimentar este LED?

R: El Límite Absoluto Máximo para la corriente directa continua en modo linterna es de 350 mA. Para una operación confiable a largo plazo, es recomendable alimentarlo a este valor o por debajo, con un disipador de calor adecuado.

P: ¿Puedo usar este LED con una corriente pulsada superior a 350mA?

R: Sí, para operación pulsada, se permite una corriente de pico de 1000 mA bajo un ciclo de trabajo específico: 400ms encendido / 3600ms apagado, hasta un máximo de 30.000 ciclos. Esto es típico para aplicaciones de flash de cámara.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote en el número de parte (ej., J5, 2932, 2025)?

R: El número de parte incluye información clave del lote. \"J5\" se refiere al lote de flujo luminoso (180-200 lm). \"2932\" se refiere al lote de tensión directa (2.95-3.25V). \"2025\" se refiere al lote de cromaticidad para blanco cálido (CCT 2000-2500K).

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Dada la resistencia térmica de 8.5°C/W, una gestión térmica efectiva es crucial, especialmente a corrientes más altas. Esto típicamente implica diseñar el PCB con suficientes vías térmicas y área de cobre conectada a las almohadillas de soldadura del LED. Para operación de alta potencia o continua, puede ser necesario un disipador de calor externo.

11. Ejemplo de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de una lámpara de trabajo portátil compacta.

Un diseñador necesita una fuente de luz brillante y de blanco cálido para una lámpara de trabajo portátil y manual alimentada por batería. Los requisitos clave son alta luminosidad, buena eficiencia para extender la vida útil de la batería y un ángulo de haz amplio. Este LED es un candidato sólido. El diseñador selecciona una corriente de accionamiento de 700mA para equilibrar brillo y eficiencia, lo que, según las curvas de rendimiento, proporcionaría un alto flujo luminoso relativo mientras se gestiona el calor. Se diseña un circuito controlador de corriente constante, teniendo en cuenta el lote de tensión directa (ej., 3.1V típico para el lote 2932). El PCB se diseña con grandes almohadillas térmicas conectadas a través de múltiples vías a un plano de cobre en la parte inferior que actúa como disipador, manteniendo la temperatura de la unión muy por debajo del máximo de 145°C durante un uso prolongado. El ángulo de visión de 120 grados proporciona una amplia y útil área de iluminación para el trabajo sin necesidad de ópticas secundarias.

12. Introducción al Principio Técnico

Este LED se basa en tecnología semiconductora. El núcleo es un chip fabricado con materiales de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan dentro de la estructura semiconductora, liberando energía en forma de fotones (luz). La emisión primaria del chip InGaN está en el espectro azul. Para crear luz blanca cálida, se aplica un recubrimiento de fósforo sobre el chip. Este fósforo absorbe una porción de la luz azul y la reemite a longitudes de onda más largas (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo da como resultado el color blanco cálido percibido, con una temperatura de color correlacionada entre 2000K y 2500K. La eficiencia (lm/W) es una medida de cuán efectivamente la potencia eléctrica se convierte en luz visible percibida por el ojo humano.

13. Tendencias y Contexto de la Industria

El desarrollo de LEDs como este es parte de una tendencia más amplia en la iluminación de estado sólido hacia una mayor eficiencia, mayor fiabilidad y factores de forma más pequeños. La búsqueda de más lúmenes por vatio (eficacia) sigue siendo un motor principal, permitiendo ahorros de energía y nuevas posibilidades de aplicación. El rango de temperatura de color blanco cálido (2000-2500K) es cada vez más popular para crear una iluminación ambiental cómoda y acogedora, imitando fuentes tradicionales incandescentes o halógenas. Además, la integración de características como una protección ESD robusta y el cumplimiento de regulaciones ambientales (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) se ha convertido en estándar, reflejando el enfoque de la industria en la fiabilidad y la sostenibilidad. La combinación de alta densidad de flujo en un encapsulado pequeño, como se ve en este dispositivo, permite la miniaturización de los productos de iluminación y su integración en dispositivos electrónicos cada vez más pequeños.