Hoja de Datos del LED ALFS1H-C010001H-AM - Paquete Cerámico SMD - 450lm @ 1000mA - 3.3V - Ángulo de Visión de 120° - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para exigentes aplicaciones de iluminación automotriz. El dispositivo está alojado en un robusto paquete cerámico, que ofrece una gestión térmica superior y una gran fiabilidad. Su enfoque principal de diseño son los sistemas de iluminación exterior automotriz, donde el rendimiento consistente, la larga vida útil y la resistencia a condiciones ambientales adversas son primordiales.

1.1 Ventajas Principales

Este LED ofrece varias ventajas clave para los ingenieros de diseño automotriz:

• Alta Salida Luminosa:Proporciona un flujo luminoso típico de 450 lúmenes con una corriente de accionamiento de 1000mA, permitiendo fuentes de luz brillantes y eficientes.
• Amplio Ángulo de Visión:Cuenta con un ángulo de visión de 120 grados, proporcionando una excelente distribución espacial de la luz, adecuada para diversas funciones de iluminación.
• Fiabilidad Grado Automotriz:Calificado según el estándar AEC-Q102, lo que garantiza que cumple con los estrictos requisitos de calidad y fiabilidad para componentes electrónicos automotrices.
• Robustez Ambiental:Demuestra una alta resistencia a la descarga electrostática (ESD hasta 8kV HBM) y a la corrosión por azufre (Clase A1), aspectos críticos para una operación a largo plazo en entornos automotrices.
• Cumplimiento Normativo:El producto cumple con las directivas RoHS, REACH y Libre de Halógenos, apoyando las regulaciones ambientales globales.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está específicamente dirigido al mercado de iluminación exterior automotriz. Sus características de rendimiento lo hacen ideal para varias aplicaciones clave:

• Faros Delanteros:Puede utilizarse en sistemas de luz de carretera, luz de cruce o luces adaptativas.
• Luces de Conducción Diurna (DRL):Proporciona alta visibilidad y un estilo distintivo.
• Luces Antiniebla:Ofrece un rendimiento robusto en condiciones meteorológicas adversas.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

El rendimiento principal se define bajo una condición de prueba de IF=1000mA, con el pad térmico a 25°C.

• Flujo Luminoso (Φv):El valor típico es de 450 lm, con un mínimo de 400 lm y un máximo de 500 lm. Se aplica una tolerancia de medición de ±8%. Este parámetro depende en gran medida de la temperatura de unión.
• Tensión Directa (VF):Típicamente 3.30V, con un rango de 2.90V a 3.80V a 1000mA. La tolerancia de medición de ±0.05V es importante para el diseño preciso de la fuente de alimentación y la consistencia del binning.
• Corriente Directa (IF):El dispositivo está clasificado para una corriente directa continua de hasta 1500mA como máximo absoluto, con un punto de operación típico de 1000mA. No se recomienda operar por debajo de 50mA.
• Ángulo de Visión (φ):El ángulo nominal de 120° tiene una tolerancia de ±5°. Esto define la dispersión angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de su valor máximo.
• Temperatura de Color Correlacionada (CCT):El rango de temperatura de color se especifica de 5391K a 6893K, clasificándolo como un LED blanco frío.

2.2 Características Térmicas

Una gestión térmica efectiva es crucial para mantener el rendimiento y la longevidad.

• Resistencia Térmica (Rth JS):Se dan dos valores: una resistencia térmica "real" (unión a punto de soldadura) de 4.4 K/W máx., y un equivalente "eléctrico" de 3.4 K/W máx. El valor eléctrico más bajo se utiliza típicamente para la estimación de la temperatura de unión en simulaciones de circuitos. Esta baja resistencia es posible gracias al paquete cerámico.
• Temperatura de Unión (TJ):La temperatura de unión máxima permitida es de 150°C.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de un amplio rango de temperatura de -40°C a +125°C.

2.3 Límites Absolutos Máximos

Esfuerzos más allá de estos límites pueden causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):5700 mW máximo.
• Tensión Inversa (VR):El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.
• Sensibilidad a ESD (HBM):Resiste hasta 8 kV, lo que es robusto para aplicaciones automotrices.
• Temperatura de Soldadura por Reflujo:Puede soportar una temperatura máxima de 260°C durante el montaje.

3. Explicación del Sistema de Binning

El LED se clasifica en bins según parámetros clave de rendimiento para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Binning de Flujo Luminoso

El flujo luminoso se agrupa bajo "Grupo C" con cuatro bins (6, 7, 8, 9). Por ejemplo, el Bin 7 cubre un rango de flujo de 425 lm a 450 lm. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs según el nivel de brillo requerido.

3.2 Binning de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres códigos: 1A (2.90V-3.20V), 1B (3.20V-3.50V) y 1C (3.50V-3.80V). Emparejar bins de VF en un arreglo ayuda a lograr una distribución uniforme de corriente cuando los LEDs están conectados en paralelo.

3.3 Binning de Coordenadas de Color

Los LEDs blancos fríos se clasifican en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Se definen múltiples bins (ej., 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H), cada uno representando un pequeño área cuadrilátera en el espacio de color x,y. Una tolerancia estrecha de ±0.005 asegura una variación de color mínima dentro de un bin. El diagrama de estructura de bins muestra los límites de coordenadas específicos para cada bin.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionan información crítica sobre el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones de operación.

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

Elgráfico de Distribución Espectral Relativamuestra un pico en la región de longitud de onda azul, típico de un LED blanco convertido por fósforo. ElDiagrama Característico Típico de Radiaciónilustra la distribución espacial de intensidad, confirmando el ángulo de visión de 120° donde la intensidad cae al 50% del pico.

4.2 Corriente vs. Tensión (I-V) y Eficacia

Lacurva de Corriente Directa vs. Tensión Directaes no lineal, mostrando la relación exponencial típica de un diodo. Lacurva de Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero puede exhibir saturación o caída de eficiencia a corrientes muy altas (más allá de 1000mA).

4.3 Dependencia de la Temperatura

Los gráficos muestran claramente el impacto significativo de la temperatura:

• Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:La tensión directa disminuye linealmente al aumentar la temperatura (coeficiente de temperatura negativo), lo que puede usarse para monitorear la temperatura de unión.
• Flujo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Unión:La salida de luz disminuye al aumentar la temperatura. Mantener una baja temperatura de unión es esencial para una salida de luz estable.
• Desplazamiento de Cromaticidad vs. Temperatura de Unión:Las coordenadas de color (CIE x, y) se desplazan con la temperatura, lo que es importante para aplicaciones que requieren puntos de color estables.
• Desplazamiento de Cromaticidad vs. Corriente Directa:El color también se desplaza ligeramente con la corriente de accionamiento, enfatizando la necesidad de drivers de corriente constante.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es un gráfico crucial para el diseño térmico. Traza la corriente directa máxima permitida frente a la temperatura del pad de soldadura (Ts). A medida que Ts aumenta, la corriente máxima permitida debe reducirse para evitar superar el límite de temperatura de unión de 150°C. Por ejemplo, a Ts=125°C, la corriente máxima es 1200mA; a Ts=110°C, es 1500mA.

5. Información Mecánica y del Paquete

El paquete cerámico SMD proporciona estabilidad mecánica y una excelente conducción térmica.

5.1 Dimensiones Mecánicas

La hoja de datos incluye un dibujo mecánico detallado (Sección 7) que especifica la longitud, anchura, altura, espaciado de pines y tolerancias del paquete. Esta información es vital para el diseño de la huella en el PCB y las comprobaciones de espacio para el montaje.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

La Sección 8 proporciona el patrón de pistas recomendado para el PCB (geometría y dimensiones de los pads) para garantizar la formación de una junta de soldadura fiable durante la soldadura por reflujo y optimizar la transferencia de calor desde el pad térmico del LED al PCB.

5.3 Identificación de Polaridad

El dibujo mecánico indica los terminales de ánodo y cátodo. Debe observarse la polaridad correcta durante el montaje para evitar daños.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La Sección 9 especifica el perfil de temperatura de soldadura por reflujo recomendado. El perfil incluye etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento, con una temperatura máxima que no excede los 260°C. Adherirse a este perfil previene el choque térmico y asegura conexiones de soldadura fiables.

6.2 Precauciones de Uso

Se proporcionan notas generales de manejo y aplicación (Sección 11), cubriendo temas como evitar estrés mecánico en la lente, prevenir la contaminación y asegurar las precauciones adecuadas contra ESD durante el manejo.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

El dispositivo debe almacenarse dentro del rango de temperatura especificado (-40°C a +125°C) y en un ambiente controlado en humedad. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) está clasificado en Nivel 2.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Información de Embalaje

Los detalles sobre cómo se suministran los LEDs se encuentran en la Sección 10. Esto típicamente incluye el tipo de carrete, ancho de la cinta, dimensiones de los bolsillos y la orientación de los componentes en el carrete para máquinas de pick-and-place automáticas.

7.2 Número de Parte e Información de Pedido

Las Secciones 5 y 6 detallan la estructura del número de parte y los códigos de pedido. El número de parte completo "ALFS1H-C010001H-AM" codifica información específica como la serie del producto, bin de flujo, bin de tensión y bin de color. Comprender esta nomenclatura es esencial para adquirir el dispositivo exacto con las características de rendimiento deseadas.

8. Sugerencias para el Diseño de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED requiere un driver de corriente constante para una operación estable. El driver debe diseñarse para proporcionar la corriente requerida (ej., 1000mA) mientras acomoda el rango de tensión directa del bin seleccionado. La gestión térmica es crítica; el PCB debe tener un área de cobre suficiente o una matriz de vías térmicas bajo el pad térmico del LED para disipar el calor de manera efectiva, manteniendo la temperatura de unión lo más baja posible.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Diseño Térmico:Utilice la curva de reducción y la resistencia térmica para calcular el disipador de calor necesario. La baja Rth JS es una ventaja, pero no elimina la necesidad de una buena ruta térmica hacia el ambiente.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma al haz para aplicaciones específicas como faros delanteros.
• Diseño Eléctrico:Considere el binning de tensión directa al diseñar cadenas en paralelo para asegurar el balance de corriente. Implemente protección contra polaridad inversa en la placa.
• Fiabilidad:Las calificaciones AEC-Q102 y de robustez al azufre son clave para uso automotriz, pero las pruebas ambientales específicas de la aplicación (vibración, ciclado térmico) aún deben validarse.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque la hoja de datos no proporciona una comparación directa con competidores, se pueden inferir los diferenciadores clave de este producto:

• Paquete Cerámico vs. Plástico:El paquete cerámico ofrece una conductividad térmica superior y una fiabilidad a largo plazo en comparación con los paquetes SMD plásticos estándar, especialmente bajo condiciones de alta potencia y alta temperatura.
• Enfoque Automotriz:La calificación completa AEC-Q102 y la resistencia al azufre (Clase A1) no siempre están presentes en LEDs de alta potencia de propósito general, lo que hace que este dispositivo sea específicamente adecuado para el entorno hostil automotriz.
• Equilibrio de Rendimiento:La combinación de alto flujo (450lm), un ángulo de visión relativamente amplio (120°) y una construcción robusta presenta una solución equilibrada para la iluminación exterior.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: Solo si la temperatura del pad de soldadura (Ts) se mantiene en o por debajo de 110°C, según la curva de reducción. A temperaturas ambiente más altas, la corriente debe reducirse (ej., a 1200mA a Ts=125°C) para evitar superar la temperatura de unión máxima.

P: ¿Cuál es la diferencia entre Rth JS real y Rth JS el?

R: Rth JS real es la resistencia térmica medida desde la unión al punto de soldadura. Rth JS el es un valor equivalente derivado eléctricamente, a menudo más bajo, que se usa comúnmente en modelos SPICE para simulación de temperatura. Para el diseño térmico práctico, se debe usar el valor "real" (4.4 K/W máx.) para cálculos conservadores.

P: ¿Qué tan importante es la selección del bin para mi aplicación?

R: Crítica para la consistencia. Para aplicaciones con múltiples LEDs (ej., una tira de DRL), especificar el mismo bin de flujo, tensión y color garantiza un brillo, color y comportamiento eléctrico uniformes en todas las unidades.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Sí, absolutamente. A pesar de la baja resistencia térmica del paquete, la disipación total de potencia (hasta ~3.3W a 1000mA) requiere un sistema de gestión térmica efectivo, generalmente involucrando un PCB mejorado térmicamente y posiblemente un disipador externo, para mantener el rendimiento y la longevidad.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario: Diseño de un módulo de Luces de Conducción Diurna (DRL).

Un diseñador selecciona este LED por su brillo y fiabilidad grado automotriz. Elige el Bin 7 para flujo (425-450lm) y el Bin 1B para tensión (3.20-3.50V) para asegurar un buen rendimiento. El módulo utiliza 6 LEDs en serie. El driver se especifica para 1000mA de corriente constante con un rango de tensión de salida que cubre 6 * VF_max (aprox. 21V). El PCB es una placa de cobre de 2oz con un área grande de pad expuesto conectada a un plano de tierra interno para dispersar el calor. Las vías térmicas bajo el pad del LED transfieren calor al lado posterior del PCB, que está unido a la carcasa metálica del vehículo. Usando la curva de reducción y estimando la resistencia térmica del sistema, el diseñador confirma que la temperatura de unión permanecerá por debajo de 110°C en la peor temperatura ambiente, permitiendo que los LEDs se accionen a los 1000mA completos.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor (típicamente basado en InGaN) que emite luz azul cuando se polariza directamente (electroluminiscencia). Esta luz azul incide sobre una capa de fósforo depositada en o alrededor del chip. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la re-emite como un espectro más amplio de longitudes de onda más largas (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla/roja convertida por el fósforo es percibida por el ojo humano como luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la temperatura de color correlacionada (CCT), que para este dispositivo está en el rango de blanco frío (5391K-6893K).

13. Tendencias Tecnológicas

El mercado de iluminación LED automotriz continúa evolucionando con tendencias claras:

• Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en la tecnología de chips y la eficiencia del fósforo conducen a una mayor eficacia luminosa, permitiendo luces más brillantes o un menor consumo de energía.
• Mayor Densidad de Potencia:Se están desarrollando dispositivos para entregar más luz desde paquetes más pequeños, permitiendo diseños de lámparas más compactos y estilizados.
• Funcionalidad Avanzada:La integración de electrónica de control (ej., para patrones de haz adaptativos) directamente con los paquetes LED es un área de desarrollo.
• Ajuste y Calidad del Color:Hay un enfoque en mejorar el índice de reproducción cromática (CRI) y permitir el ajuste dinámico de la temperatura de color, especialmente para iluminación interior.
• Estandarización y Fiabilidad:El cumplimiento de estándares como AEC-Q102 se vuelve aún más crítico a medida que los LEDs penetran en aplicaciones críticas para la seguridad como los faros. Pueden surgir pruebas para nuevos factores de estrés (como la luz láser de sistemas LIDAR).