Hoja de Datos del LED Flash SMD LTPL-C0677WPYB - Alta Luminosidad - Luz Blanca - 1000mA - 6.3W en Pulso - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTPL-C0677WPYB es un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) compacto y de alta potencia, diseñado específicamente como fuente de luz para flash. Su objetivo principal es proporcionar una salida luminosa excepcionalmente alta en un factor de forma miniaturizado. Esto permite capturar imágenes de mayor resolución en condiciones de poca luz ambiental y extiende el alcance efectivo del flash en dispositivos de imagen.

1.1 Características Principales

• LED Flash SMD de Máxima Luminosidad:Diseñado para ofrecer la máxima salida de luz en modo de operación por pulsos.
• Encendido Instantáneo:Proporciona iluminación inmediata con un retardo mínimo, crucial para la fotografía con flash.
• Tamaño de Emisor Muy Pequeño:El encapsulado compacto permite su integración en dispositivos modernos con espacio limitado, como los teléfonos inteligentes.
• Cumple con RoHS:Fabricado cumpliendo con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas.

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Teléfonos con cámara y teléfonos inteligentes
• Dispositivos electrónicos portátiles con capacidades de imagen
• Cámaras digitales fijas (DSC)
• Dispositivos portátiles que requieren iluminación de alta intensidad y corta duración

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del LED bajo condiciones especificadas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites durante períodos prolongados, ya que puede afectar negativamente la fiabilidad.

• Disipación de Potencia (Modo Pulso):6.3 W. Esta es la potencia máxima permitida que el LED puede manejar en operación pulsada sin exceder sus límites térmicos.
• Corriente Directa Pulsada (50ms ENCENDIDO, 950ms APAGADO):1500 mA. La corriente pico que el LED puede soportar en un ciclo de trabajo pulsado, crucial para aplicaciones de flash.
• Corriente Directa en CC:350 mA. La corriente directa máxima continua para operación en estado estable.
• Temperatura de Unión (Tj):125 °C. La temperatura máxima permisible en la unión del semiconductor.
• Umbral de Descarga Electroestática (ESD) (HBM):8000 V. Indica un nivel relativamente robusto de protección contra descargas electrostáticas según el Modelo de Cuerpo Humano.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para una operación confiable.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El rango de temperatura seguro para almacenar el dispositivo cuando no está en operación.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, pulso de 300ms).

• Flujo Luminoso (ΦV):260 lm (Mín), 300 lm (Típ), 400 lm (Máx) a I_FP= 1000mA. Esto cuantifica la salida total de luz visible, con una tolerancia de medición de ±10%.
• Voltaje Directo (V_F):2.9 V (Mín), 3.6 V (Típ), 4.2 V (Máx) a I_FP= 1000mA. La caída de voltaje a través del LED durante la operación, con una tolerancia de medición de ±0.1V.
• Temperatura de Color Correlacionada (CCT):5000 K a 6000 K a I_FP= 1000mA. Esto define el tono de la luz blanca, dentro del rango "blanco frío", adecuado para fotografía con flash.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (Típ). El rango angular en el cual la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima (a 0°). Un ángulo de visión amplio es beneficioso para una iluminación uniforme.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (Máx) a V_R= 5V. El dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines informativos/de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LED se clasifican (binning) según parámetros clave de rendimiento. El LTPL-C0677WPYB utiliza un sistema de clasificación para el flujo luminoso y el voltaje directo.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Los LED se categorizan en grupos según su salida de luz medida a 1000mA.

• Grupo P4:Rango de Flujo Luminoso de 260 lm a 315 lm.
• Grupo Q0:Rango de Flujo Luminoso de 315 lm a 400 lm.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los LED también se clasifican según su caída de voltaje directo a 1000mA.

• Grupo 4:Rango de Voltaje Directo de 2.9 V a 3.8 V.
• Grupo 5:Rango de Voltaje Directo de 3.8 V a 4.2 V.

Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LED con propiedades eléctricas y ópticas estrechamente emparejadas para su aplicación específica, asegurando un rendimiento uniforme en diseños con múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Todos los datos de correlación se basan en el LED montado en una PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) de 2cm x 2cm que actúa como disipador de calor.

4.1 Distribución Espectral de Potencia Relativa

La curva espectral muestra la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para un LED blanco como este (que utiliza tecnología InGaN con un recubrimiento de fósforo), el espectro típicamente presenta un pico azul del chip y una emisión más amplia amarilla/verde/roja del fósforo, combinándose para producir luz blanca.

4.2 Patrón de Radiación

El diagrama polar (Características de Radiación) representa visualmente el típico ángulo de visión de 120°, mostrando cómo se distribuye espacialmente la intensidad de la luz desde el LED.

4.3 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

Esta curva demuestra que la salida de luz no es proporcional linealmente a la corriente, especialmente a corrientes más altas donde la eficiencia puede disminuir debido a mayores efectos térmicos.

4.4 Corriente Directa vs. Desviación de la Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

Este gráfico es crítico ya que muestra cómo el punto blanco (temperatura de color) del LED cambia con la corriente de accionamiento. Para aplicaciones de flash, minimizar la desviación de la CCT es importante para una reproducción de color consistente en las fotos.

4.5 Curva de Reducción de Corriente Directa

Quizás la curva más importante para un diseño confiable, muestra la corriente directa pulsada máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente segura máxima disminuye para evitar que la temperatura de unión exceda los 125°C. Se debe seguir estrictamente esta curva para una fiabilidad a largo plazo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado SMD específico. Todas las dimensiones están en milímetros (mm) con una tolerancia general de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. El encapsulado presenta una lente Amarilla/Blanca que emite luz blanca basada en InGaN. En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales detallados para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Montaje en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) sugerido para la PCB para asegurar una soldadura adecuada y una gestión térmica correcta. La recomendación incluye un grosor máximo de plantilla de 0.10mm para la aplicación de la pasta de soldar.

5.3 Identificación de Polaridad

Se aplican las marcas de polaridad estándar para LED SMD (típicamente un indicador de cátodo en el encapsulado). Se debe consultar el dibujo de la hoja de datos para la marca exacta en esta pieza específica.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Reflujo IR Recomendado (Proceso Libre de Plomo)

El LED es compatible con soldadura por reflujo libre de plomo. Se especifica un perfil detallado, alineado con J-STD-020D, que incluye:

• Temperatura Máxima (T_P):260°C máximo.
• Tiempo por Encima del Líquidus (T_L= 217°C):60 a 150 segundos.
• Tasas de Calentamiento y Enfriamiento:Controladas para minimizar el choque térmico.

Notas Críticas:No se recomienda un proceso de enfriamiento rápido. Siempre es deseable la temperatura de soldadura más baja posible que logre una unión confiable para minimizar el estrés térmico en el LED. No se garantiza el dispositivo si se ensambla utilizando métodos de soldadura por inmersión.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los productos químicos especificados. El LED puede sumergirse en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de productos químicos no especificados puede dañar el material del encapsulado o la óptica.

7. Empaquetado y Manipulación

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora estándar en relieve en carretes para ensamblaje automatizado pick-and-place. Las especificaciones clave incluyen:

• Tamaño del Carrete:Carrete de 7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:3000 piezas (carrete completo estándar).
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para remanentes.
• El empaquetado cumple con las especificaciones EIA-481. La cinta se sella con una cubierta superior, y se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos (bolsillos vacíos).

En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales detallados tanto para la cinta portadora como para el carrete.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED flash de alta corriente requiere un circuito controlador dedicado. Las implementaciones típicas utilizan una fuente de alimentación conmutada (como un convertidor elevador) para generar la alta corriente de pulso a partir de una batería de bajo voltaje (por ejemplo, Li-ion de 3.7V). El controlador debe ser capaz de entregar pulsos de corriente muy cortos y de alta intensidad (hasta 1500mA durante 50ms o menos) mientras gestiona la corriente de entrada y proporciona protección contra sobrecorriente.

8.2 Gestión Térmica

Un disipador de calor efectivo es primordial. Incluso durante pulsos cortos, se genera calor significativo. La recomendación de montar el LED en una MCPCB de 2cm x 2cm es una guía mínima. Para aplicaciones con ciclos de trabajo altos o operación en altas temperaturas ambientales, es necesaria una gestión térmica más sustancial (área de cobre de PCB más grande, vías térmicas o un disipador externo) para mantener la temperatura de unión dentro de los límites seguros, según lo definido por la curva de reducción.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120° proporciona una iluminación amplia. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado (por ejemplo, para aumentar la distancia de alcance), se puede colocar una óptica secundaria (reflector o lente) sobre el LED. El pequeño tamaño del emisor es ventajoso para lograr un control óptico preciso.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien en esta hoja de datos independiente no se proporciona una comparación directa con otros modelos, los diferenciadores clave del LTPL-C0677WPYB se pueden inferir de sus especificaciones:

• Capacidad de Corriente de Pulso Alta (1500mA):Permite una luminosidad instantánea muy alta, que es la métrica principal para un LED flash.
• Alto Flujo Luminoso (hasta 400 lm):Lo sitúa en la categoría de alta luminosidad para LED flash SMD.
• Encapsulado SMD Compacto:Ofrece una ventaja significativa sobre los LED flash más grandes de orificio pasante en dispositivos móviles con espacio limitado.
• Ángulo de Visión Amplio (120°):Proporciona una iluminación de escena más uniforme en comparación con los LED de ángulo más estrecho, reduciendo los puntos calientes en las imágenes.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED con una corriente continua constante de 1000mA?

Respuesta:No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa en CC es de 350 mA. El valor de 1000mA es para operación pulsada bajo una condición de prueba específica (pulso de 300ms, probablemente con un ciclo de trabajo bajo) o como valor de pulso pico (50ms ENCENDIDO). La operación continua a 1000mA excedería los límites de disipación de potencia y temperatura de unión, lo que llevaría a un fallo rápido.

10.2 ¿Por qué es importante la clasificación por voltaje directo para mi diseño?

Respuesta:Si está alimentando múltiples LED en paralelo desde la misma fuente de corriente, las diferencias en el voltaje directo (V_F) causarán una distribución desigual de la corriente. Los LED con un V_Fmás bajo consumirán más corriente que aquellos con un V_Fmás alto, lo que llevará a diferencias en el brillo y potencialmente a un estrés excesivo en las unidades con V_Fmás bajo. Usar LED del mismo grupo de V_Fasegura una distribución de corriente y un rendimiento más uniformes.

10.3 ¿Cuál es el propósito del "Tiempo por Encima del Líquidus" en el perfil de reflujo?

Respuesta:Este es el tiempo que las uniones de soldadura pasan por encima del punto de fusión de la pasta de soldar (217°C para la libre de plomo). Un tiempo suficiente (60-150s aquí) asegura una humectación adecuada y la formación de una unión metalúrgica confiable entre las almohadillas de soldadura del LED y la PCB. Un tiempo demasiado corto puede causar uniones frías; un tiempo excesivo aumenta el estrés térmico en el componente.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Integración en un Módulo de Flash para Teléfono Inteligente

Un ingeniero de diseño tiene la tarea de agregar un flash de alta calidad a un nuevo modelo de teléfono inteligente. Se selecciona el LTPL-C0677WPYB por su alta salida y pequeño tamaño. El ingeniero debe:

1. Selección del Controlador:Elegir un circuito integrado controlador de LED flash que pueda entregar el pulso requerido de 1000-1500mA desde la batería de 3.8V del teléfono, con control a través del procesador de la cámara del teléfono (I2C o similar).
2. Diseño de la PCB:Diseñar la huella de la PCB exactamente según el diseño de almohadilla recomendado en la hoja de datos. Crearán una pequeña MCPCB dedicada (2cm x 2cm o más grande) para que el LED actúe como esparcidor de calor, que luego se conectará al marco interno del teléfono para una disipación térmica adicional.
3. Integración Óptica:Trabajar con el equipo de diseño mecánico para crear una guía de luz o difusor que distribuya uniformemente el haz de 120° del LED a través de la ventana del flash en el exterior del teléfono, asegurando que no haya puntos calientes visibles.
4. Firmware:Programar el software de la cámara para activar el controlador de flash con duraciones de pulso que se mantengan dentro del tiempo máximo de ENCENDIDO de 50ms para pulsos de alta corriente, gestionando el ciclo de trabajo para evitar el sobrecalentamiento durante los modos de ráfaga de fotos.

12. Introducción al Principio de Operación

El LTPL-C0677WPYB es una fuente de luz de estado sólido basada en física de semiconductores. Utiliza un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) que emite luz azul cuando los electrones se recombinan con huecos a través de la unión p-n del chip bajo polarización directa (electroluminiscencia). Esta luz azul se convierte parcialmente en longitudes de onda más largas (amarillo, verde, rojo) por un recubrimiento de fósforo depositado sobre o cerca del chip. La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. Las proporciones específicas del fósforo determinan la temperatura de color correlacionada (CCT), que aquí se ajusta al rango de 5000-6000K de "blanco frío" preferido para fotografía con flash para coincidir con las condiciones de luz diurna.

13. Tendencias Tecnológicas y Contexto

Los LED flash SMD de alta potencia representan una tendencia clave en optoelectrónica, impulsada por la miniaturización de la electrónica de consumo, particularmente los teléfonos inteligentes. La evolución se centra en:

• Aumentar la Eficacia Luminosa (lm/W):Proporcionar más salida de luz para la misma potencia de entrada eléctrica, mejorando la duración de la batería.
• Mayor Corriente Pico y Salida de Lúmenes:Permitir una mejor fotografía con poca luz y funciones como el "modo nocturno".
• Mejora en la Reproducción del Color:Desarrollar fósforos que produzcan espectros de luz más cercanos a la luz diurna natural (alto IRC - Índice de Reproducción Cromática), lo que lleva a colores más precisos en las fotos, aunque el IRC no se especifica en esta hoja de datos particular.
• Flash de Doble Tono:Una tendencia del mercado donde se usan dos LED con diferentes CCT (por ejemplo, un blanco frío y un blanco cálido) juntos para permitir que el sistema de la cámara ajuste la temperatura de color del flash para tonos de piel más agradables y coincidencia con la luz ambiental. Si bien esta hoja de datos es para un LED de CCT única, la tecnología existe dentro de las mismas familias de productos.
• Integración con Sensores:Los LED flash son cada vez más parte de un sistema que incluye sensores de luz ambiental y sensores de proximidad, permitiendo un brillo adaptativo y apagando el flash cuando un objeto está demasiado cerca.