LED Blanco de Alta Potencia 3.0x3.0x0.55mm - Tensión Directa 5.8-7.2V - Potencia 2.16W - Ficha Técnica en Español

1. Resumen del Producto

Este LED blanco de alta potencia se fabrica utilizando un chip azul combinado con fósforo para producir luz blanca. El dispositivo está alojado en un encapsulado EMC (Compuesto de Moldeo Epoxi) con dimensiones externas de 3.0 mm × 3.0 mm × 0.55 mm, ofreciendo una solución compacta y robusta para aplicaciones de iluminación exigentes. Las características clave incluyen un ángulo de visión extremadamente amplio de 120°, aptitud para todos los procesos de montaje SMT y soldadura, y disponibilidad en cinta y carrete para recogida y colocación automatizada. El LED cumple con RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3. Las aplicaciones típicas incluyen retroiluminación para LCD, TV o monitor; iluminación de interruptores y símbolos; indicadores ópticos; pantallas interiores; aplicaciones de luz tubular; y uso general. Con un rango de tensión directa de 5.8 V a 7.2 V a 300 mA y un flujo luminoso de 140 lm a 220 lm, este LED ofrece alta luminosidad manteniendo un rendimiento fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas / Ópticas (a Ts=25°C)

La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos y ópticos clave medidos a una temperatura de soldadura de 25°C y una corriente directa de 300 mA:

• Tensión Directa (VF):Mínimo 5.8 V, Típico 6.0 V (según gráfica), Máximo 7.2 V.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 µA a VR=10 V.
• Flujo Luminoso (Φ):Mínimo 140 lm, Típico 180 lm, Máximo 220 lm.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típico 120°.
• Resistencia Térmica (RTHJ-S):Típico 12 °C/W.

Clasificaciones máximas absolutas: Disipación de potencia 2160 mW, corriente directa 300 mA, corriente directa pico 450 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms), tensión inversa 10 V, ESD (HBM) 2000 V, temperatura de funcionamiento -40°C a +85°C, temperatura de almacenamiento -40°C a +100°C, temperatura de unión 115°C.

2.2 Rango de Bins de Tensión Directa y Flujo Luminoso

A IF=300 mA, la tensión directa se clasifica en rangos desde 5.8-6.0 V (bin TB) hasta 7.0-7.2 V (bin TN). El flujo luminoso se clasifica desde 140-145 lm (bin T140) hasta 240-245 lm (bin T240). El código de bin exacto es una combinación de los bins de tensión y flujo, lo que permite a los clientes seleccionar dispositivos con características específicas. El diagrama cromático C.I.E. proporciona múltiples bins de color (D00, D01, ..., H00, H01, ..., K00, K01, ..., T00, T01, ...) para lograr coordenadas de color blanco consistentes. Cada bin tiene coordenadas de esquina CIE-x y CIE-y precisas como se enumeran en la Tabla 1-4, garantizando un estricto control de color.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La tensión directa aumenta con la corriente directa. A 5.5 V la corriente es casi cero; a 7 V la corriente alcanza aproximadamente 300 mA. Esta relación es típica para LEDs de alta potencia y demuestra la necesidad de regulación de corriente en lugar de control por tensión.

3.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

La intensidad relativa aumenta linealmente con la corriente directa de 0 a 300 mA, alcanzando aproximadamente el 100% a 300 mA. Esto indica una buena eficiencia y una salida predecible.

3.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa

A medida que la temperatura de soldadura aumenta de 25°C a 115°C, la intensidad relativa disminuye ligeramente hasta aproximadamente el 85%. Los diseñadores deben considerar la reducción térmica para mantener la salida de luz.

3.4 Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa

La corriente directa máxima permitida disminuye al aumentar la temperatura de soldadura para evitar el sobrecalentamiento. A Ts=25°C la corriente máxima es de 300 mA; a 85°C cae a aproximadamente 200 mA. Esta reducción es crítica para un funcionamiento fiable.

3.5 Tensión Directa vs. Temperatura de Soldadura

La tensión directa disminuye ligeramente al aumentar la temperatura (aproximadamente -2 mV/°C). De 20°C a 120°C, VF cae de aproximadamente 6.20 V a 6.02 V.

3.6 Diagrama de Radiación

El LED tiene un ángulo de visión amplio de 120°. La intensidad luminosa relativa se mantiene por encima del 50% de -60° a +60° y cae a casi cero en ±90°. Esto hace que el dispositivo sea ideal para aplicaciones que requieren iluminación amplia.

3.7 Coordenada Cromática vs. Temperatura de Soldadura

Las coordenadas CIE x e y se desplazan ligeramente con la temperatura. A medida que la temperatura aumenta de 25°C a 85°C, el punto blanco se mueve ligeramente hacia valores más altos de x e y (color más cálido). Este desplazamiento debe considerarse en diseños críticos de color.

3.8 Distribución Espectral

La intensidad de emisión relativa tiene picos cerca de 450 nm (azul) y 560 nm (fósforo amarillo-verde), con un espectro amplio que cubre 400-700 nm. La luz blanca se crea mediante la combinación de la emisión del chip azul y el fósforo amarillo.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado mide 3.00 mm × 3.00 mm con una altura de aproximadamente 0.55 mm. La vista superior muestra dos almohadillas de contacto (ánodo y cátodo) con dimensiones de 1.45 mm × 0.46 mm cada una. La vista inferior muestra las mismas almohadillas con marcas adicionales. La polaridad se indica mediante una muesca o marca en el encapsulado (ver Fig. 1-4). Los patrones de soldadura recomiendan usar almohadillas de 2.26 mm × 0.69 mm con un espacio de 0.46 mm entre ellas para una formación óptima de la junta de soldadura. Todas las dimensiones tienen tolerancias de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.

4.2 Cinta Portadora y Carrete

Los LEDs se empaquetan en cinta portadora con paso P1=4.0 mm y P2=2.0 mm. El ancho de la cinta es de 8.0 mm con cavidades de tamaño A0=3.2±0.1 mm, B0=3.3±0.1 mm y K0=1.4±0.1 mm. El carrete tiene un diámetro exterior de 178 mm, un diámetro interior del cubo de 59 mm y un ancho de 16.9 mm. Cada carrete contiene 5000 piezas.

4.3 Etiquetado y Barrera de Humedad

La etiqueta incluye número de pieza, número de especificación, número de lote, códigos de bin para flujo (Φ), cromaticidad (XY), tensión directa (VF), longitud de onda (WLD), cantidad (QTY) y fecha (DATE). El paquete se sella en una bolsa barrera de humedad con desecante, y se adjunta una etiqueta de advertencia ESD.

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil típico de soldadura por reflujo: precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, rampa ascendente a máximo 3°C/s hasta temperatura pico de 260°C (máximo 10 segundos por encima de 255°C), y enfriamiento a máximo 6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

5.2 Soldadura Manual y Reparación

La soldadura manual debe realizarse a una temperatura del hierro inferior a 300°C durante menos de 3 segundos, y solo una vez. No se recomienda la reparación; si es inevitable, use un soldador de doble cabezal y confirme previamente la integridad del LED.

5.3 Precauciones

El encapsulado de silicona es blando; evite presión excesiva sobre la superficie superior. No monte LEDs en áreas de PCB deformadas. Después de soldar, no aplique tensión mecánica ni enfriamiento rápido.

6. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es de 5000 piezas por carrete. Las dimensiones de la caja de cartón y el proceso de empaquetado se muestran en la especificación del producto. El formato de la etiqueta incluye todos los códigos de trazabilidad necesarios. El producto se envía en un proceso de empaquetado resistente a la humedad con una bolsa barrera de humedad sellada y protección ESD.

7. Recomendaciones de Aplicación

Las aplicaciones típicas incluyen retroiluminación de LCD, pantallas interiores, luces tubulares e iluminación general. Para un rendimiento óptimo, use un controlador de corriente constante para mantener la corriente directa en 300 mA. Considere la gestión térmica fijando el LED a un PCB con núcleo metálico (MCPCB) con buena disipación de calor. La temperatura de unión no debe exceder los 115°C. En el diseño del circuito, incluya resistencias en serie para equilibrar la corriente en cadenas paralelas. Evite exponer el LED a entornos con alto contenido de azufre (>100 ppm) o compuestos halogenados (>900 ppm cada uno para Br y Cl). Use alcohol isopropílico para limpiar si es necesario; no se recomienda la limpieza por ultrasonidos.

8. Comparación Técnica

En comparación con los LEDs blancos estándar 2835 o 3030, este dispositivo ofrece una tensión directa más alta (5.8-7.2V frente a los típicos 3V), lo que indica múltiples chips en serie, permitiendo una mayor densidad de potencia. El ángulo de visión de 120° es más amplio que muchos LEDs de alta potencia (a menudo 110°). El encapsulado EMC proporciona una mejor resistencia a la humedad y estabilidad a altas temperaturas que los encapsulados PPA tradicionales. La eficacia luminosa de ~60-80 lm/W a 300mA es competitiva para LEDs blancos de alta potencia. El estricto binning en cromaticidad (múltiples bins D, H, K, T) garantiza la consistencia del color entre lotes de producción.

9. Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es la corriente directa recomendada? R: La clasificación máxima absoluta es 300 mA DC; para la mejor eficacia y vida útil, opere a 280-300 mA con una adecuada disipación de calor.

P: ¿Se puede conducir este LED a una corriente más alta? R: Corriente pico de hasta 450 mA con ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms, pero la corriente promedio no debe exceder los 300 mA.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al color? R: La cromaticidad se desplaza ligeramente (x,y aumentan) al aumentar la temperatura; para aplicaciones críticas de color, considere enfriamiento activo o retroalimentación.

P: ¿Cuál es la condición de almacenamiento? R: Antes de abrir la bolsa barrera de humedad, almacene a<30°C /<75% HR hasta 1 año. Después de abrir, use dentro de 24 horas a<30°C /<60% HR. Si se excede, hornee a 65±5°C durante 24 horas.

P: ¿Qué solventes de limpieza son seguros? R: Se recomienda alcohol isopropílico; evite solventes que puedan disolver la silicona o el encapsulado.

10. Casos Prácticos de Aplicación

En una unidad de retroiluminación para un panel LCD de 10 pulgadas, el uso de 12 de estos LEDs en serie con un controlador de corriente constante a 300 mA proporciona aproximadamente 2000 lm de flujo total, suficiente para una pantalla brillante. El amplio ángulo de visión garantiza una iluminación uniforme en todo el panel. En una lámpara tubular de reemplazo, 24 LEDs en un PCB lineal con un disipador de calor adecuado pueden reemplazar un tubo fluorescente de 20W, entregando más de 3500 lúmenes con mejor eficiencia energética y mayor vida útil. Para señalización interior, matrices con el espaciado adecuado y ópticas de lentes logran un alto brillo con sombra mínima.

11. Principio de Funcionamiento

Este LED blanco utiliza un chip azul de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) que emite a ~450 nm. El chip está cubierto con una capa de fósforo (típicamente YAG:Ce o similar) que absorbe la luz azul y re-emite en un espectro amarillo-verde amplio. La combinación de luz azul transmitida y luz amarilla convertida por el fósforo produce luz blanca. Las coordenadas CIE se pueden ajustar modificando la composición y concentración del fósforo. El LED está encapsulado en silicona para proteger el chip y el fósforo y proporcionar acoplamiento óptico.

12. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en LEDs blancos de alta potencia es hacia una mayor eficacia luminosa (>150 lm/W a nivel de chip), mejora en la reproducción cromática (CRI>90) y encapsulados más pequeños para diseños compactos. Los encapsulados EMC están reemplazando a PPA debido a una mejor estabilidad térmica y fiabilidad. Nuevas tecnologías de fósforo, como fósforos de nitruro y fluoruro, permiten una gama de colores más amplia y un CRI más alto. La integración de múltiples chips en serie (como se ve en este dispositivo de clase 6V) permite un control de mayor tensión para reducir la corriente y las pérdidas I²R. Los desarrollos futuros incluyen encapsulados a escala de chip (CSP) y diseños flip-chip para una mejor ruta térmica y menor costo.