Hoja de Datos del LED Azul LTPL-C035BH450 - 3.5x3.5x1.6mm - 3.3V Típico - 2.8W Máx. - 450nm Longitud de Onda Dominante

1. Descripción General del Producto

El LTPL-C035BH450 es un LED azul de montaje superficial y alta potencia, diseñado para aplicaciones de iluminación de estado sólido. Representa una fuente de luz energéticamente eficiente y ultracompacta que combina la larga vida útil y fiabilidad inherentes a los Diodos Emisores de Luz con una salida óptica significativa. Este dispositivo ofrece flexibilidad de diseño y alto brillo, permitiendo reemplazar tecnologías de iluminación convencionales en diversas aplicaciones.

1.1 Características Principales

• Conducción compatible con Circuitos Integrados (C.I.).
• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y construcción libre de plomo (Pb-free).
• Diseñado para reducir los costes operativos de energía.
• Contribuye a reducir los costes de mantenimiento del sistema gracias a su larga vida operativa.

2. Dimensiones y Datos Mecánicos

El encapsulado del LED tiene un tamaño compacto. Las dimensiones críticas incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 3.5mm x 3.5mm. La altura de la lente y la longitud/ancho del sustrato cerámico tienen tolerancias más ajustadas de ±0.1mm, mientras que otras dimensiones mecánicas tienen una tolerancia de ±0.2mm. Es crucial señalar que la gran almohadilla térmica en la parte inferior del encapsulado está eléctricamente aislada (neutra) de las almohadillas eléctricas del ánodo y cátodo, lo cual es esencial para una correcta gestión térmica y aislamiento eléctrico en el diseño del circuito.

3. Límites Absolutos Máximos

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes al dispositivo. Todas las especificaciones se dan a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corriente Directa Continua (If):700 mA
• Consumo de Potencia (Po):2.8 W
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura Máxima de Unión (Tj):125°C

Nota Importante:Operar el LED en condiciones de polarización inversa durante períodos prolongados puede resultar en daños o fallos del componente.

4. Características Electroópticas

Los siguientes parámetros se miden a Ta=25°C bajo una condición de prueba de If = 350mA, que es un punto de operación típico.

• Tensión Directa (Vf):Mínimo 2.8V, Típico 3.3V, Máximo 3.8V.
• Flujo Radiante (Φe):Mínimo 510mW, Típico 600mW, Máximo 690mW. Esta es la potencia radiante total medida con una esfera integradora.
• Longitud de Onda Dominante (Wd):Varía de 440nm a 460nm, ubicándolo en el espectro azul.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 130 grados, definiendo la dispersión angular de la luz emitida.
• Resistencia Térmica, Unión a Cápsula (Rth jc):Típicamente 9.5 °C/W con una tolerancia de medición de ±10%. Este parámetro es crítico para calcular el aumento de temperatura de la unión bajo potencia operativa.

5. Sistema de Código de Bins y Clasificación

Los LEDs se clasifican (bins) en función de parámetros clave para garantizar consistencia. El código de bin está marcado en cada bolsa de empaque.

5.1 Clasificación por Tensión Directa (Vf)

Los LEDs se categorizan en cinco bins (V1 a V5) según su tensión directa a 350mA, cubriendo cada bin un rango de 0.2V desde 2.8V hasta 3.8V. La tolerancia dentro de un bin es de ±0.1V.

5.2 Clasificación por Flujo Radiante (Φe)

Los LEDs se clasifican en seis bins de flujo (W1 a W6), cada uno representando un rango de 30mW desde 510mW hasta 690mW a 350mA. La tolerancia del flujo radiante es de ±10%.

5.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Wd)

Se definen cuatro bins de longitud de onda (D4I a D4L), cada uno cubriendo un rango de 5nm desde 440nm hasta 460nm. La tolerancia de la longitud de onda dominante es de ±3nm.

6. Curvas de Rendimiento Típico y Análisis

La hoja de datos proporciona varios gráficos que ilustran el rendimiento del dispositivo bajo diversas condiciones (a 25°C salvo que se indique lo contrario).

6.1 Flujo Radiante Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida óptica (flujo radiante) aumenta con la corriente directa, pero eventualmente se satura y puede disminuir a corrientes muy altas debido a la caída de eficiencia y efectos térmicos. Operar cerca del punto típico de 350mA proporciona un buen equilibrio entre salida y eficiencia.

6.2 Distribución Espectral Relativa

El gráfico representa el espectro de emisión estrecho característico de un LED azul, centrado alrededor de la longitud de onda dominante (ej., 450nm). El ancho espectral (Ancho a Media Altura) es típicamente estrecho para LEDs monocromáticos.

6.3 Patrón de Radiación (Ángulo de Visión)

El diagrama polar ilustra la distribución espacial de intensidad, confirmando el amplio ángulo de visión de 130 grados. El patrón es típicamente Lambertiano o casi Lambertiano para este tipo de encapsulado.

6.4 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva fundamental muestra la relación exponencial entre corriente y tensión para un diodo. La tensión directa aumenta con la corriente y también depende de la temperatura.

6.5 Flujo Radiante Relativo vs. Temperatura de Unión

Esta es una curva crítica para la gestión térmica. Demuestra que la salida óptica de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión (Tj). Se requiere un disipador de calor efectivo para mantener Tj lo más baja posible y garantizar una salida de luz estable a largo plazo y fiabilidad.

7. Guías de Montaje y Aplicación

7.1 Recomendaciones de Soldadura

El dispositivo es adecuado para soldadura por reflujo o manual. Se proporciona un perfil detallado de soldadura por reflujo, especificando límites de tiempo y temperatura para precalentamiento, estabilización, reflujo (con un límite de temperatura pico) y enfriamiento. Las precauciones clave incluyen: evitar tasas de enfriamiento rápidas, usar la temperatura de soldadura más baja posible y limitar los ciclos de reflujo a un máximo de tres. La soldadura manual debe ser a 300°C máximo durante 2 segundos máximo, realizada solo una vez. No se recomienda ni garantiza la soldadura por inmersión.

7.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un patrón de pistas (huella) detallado para el diseño de PCB. Esto incluye las dimensiones y espaciado para las dos almohadillas eléctricas (ánodo y cátodo) y la gran almohadilla térmica central. Un diseño adecuado de los pads es esencial para la estabilidad mecánica, la conexión eléctrica y, lo más importante, para una transferencia de calor eficiente desde el encapsulado del LED hacia el PCB.

7.3 Consideraciones del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente separada en serie con cada LED (Modelo de Circuito A). Se desaconseja conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B) debido al posible desajuste de brillo causado por ligeras variaciones en la tensión directa (Vf) de cada dispositivo. El LED debe operarse bajo polarización directa; se debe evitar la corriente inversa continua para prevenir daños.

7.4 Limpieza y Manipulación

Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico. Limpiadores químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED. El dispositivo no debe usarse en entornos con alto contenido de azufre (ej., ciertos selladores, adhesivos) o en condiciones de alta humedad (más del 85% HR), condensación o atmósferas corrosivas, ya que pueden degradar los electrodos dorados y afectar la fiabilidad.

8. Especificaciones de Empaquetado

Los LEDs se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. La hoja de datos incluye dimensiones detalladas tanto para la cinta portadora con bolsillos (tamaño del bolsillo, paso) como para el carrete (diámetro, tamaño del núcleo). Notas clave de empaquetado: los bolsillos se sellan con cinta de cubierta, un carrete de 7 pulgadas contiene un máximo de 500 piezas, la cantidad mínima de pedido para restos es de 100 piezas, y se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos por carrete. El empaquetado cumple con los estándares EIA-481-1-B.

9. Escenarios de Aplicación y Notas de Diseño

9.1 Aplicaciones Típicas

Este LED azul de alta potencia es adecuado para aplicaciones que requieren luz azul brillante y eficiente. Esto incluye iluminación arquitectónica, señalización, iluminación auxiliar automotriz (donde se usa mezcla de colores), iluminación de entretenimiento/escenario, y como fuente de luz primaria en equipos médicos o industriales especializados. Su emisión azul también es fundamental para generar luz blanca cuando se combina con fósforos en encapsulados de LED blanco convertido por fósforo.

9.2 Consideraciones Críticas de Diseño

• Gestión Térmica:La baja resistencia térmica (9.5°C/W) resalta la necesidad de una vía térmica efectiva. El PCB debe usar vías térmicas bajo la almohadilla térmica conectadas a un plano de cobre grande o a un disipador externo para mantener la temperatura de unión muy por debajo del máximo de 125°C.
• Conducción de Corriente:Utilice un driver de corriente constante, no una fuente de tensión constante. La corriente de operación recomendada es 350mA, pero el driver debe diseñarse considerando la tensión directa máxima (hasta 3.8V) y la regulación de corriente requerida.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) para lograr el patrón de haz deseado para aplicaciones específicas.
• Clasificación por Bins para Consistencia:Para aplicaciones donde la uniformidad de color o brillo es crítica (ej., matrices de múltiples LEDs), especifique códigos de bins ajustados para flujo radiante (Φe) y longitud de onda dominante (Wd) durante la adquisición.

10. Principios Técnicos y Contexto

El LTPL-C035BH450 se basa en tecnología de semiconductores, específicamente usando materiales como Nitruro de Galio e Indio (InGaN) para emitir luz en el espectro azul cuando los electrones se recombinan con huecos a través de la banda prohibida del dispositivo. La longitud de onda dominante está determinada por la composición precisa de las capas semiconductoras. La alta potencia nominal se logra mediante un diseño eficiente del chip, un encapsulado que extrae luz y gestiona el calor de manera efectiva, e interconexiones internas robustas. La tendencia en estos LEDs es hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio eléctrico de entrada), mayor densidad de potencia y una fiabilidad mejorada a temperaturas de operación elevadas, impulsada por avances en crecimiento epitaxial, materiales de encapsulado y tecnología de fósforos para conversión a luz blanca.