LED RGBW 3.45x3.45x2.20mm - Tensión 1.8-3.4V - Potencia hasta 1.7W - Hoja de datos técnicos

1. Resumen del producto

Este LED RGBW de alta potencia está diseñado para aplicaciones que requieren mezcla dinámica de colores y luz blanca con temperatura de color correlacionada ajustable. El encapsulado utiliza un sustrato cerámico robusto para una gestión térmica y confiabilidad superiores. Con una huella compacta de 3.45mm x 3.45mm y un perfil bajo de 2.20mm, es adecuado para el montaje superficial automatizado. El dispositivo integra cuatro chips LED: rojo (AlGaInP), verde (InGaN), azul (InGaN) y blanco (chip azul + fósforo), lo que permite una amplia gama de colores y control independiente de cada canal.

1.1 Descripción general

Los dispositivos de fuente de color rojo se fabrican con AlGaInP sobre un sustrato; los de fuente verde y azul se fabrican con InGaN sobre un sustrato; y el LED blanco se produce utilizando un chip azul combinado con fósforos. Las dimensiones del encapsulado LED son 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm.

1.2 Características

• Encapsulado cerámico para excelente disipación de calor y estabilidad mecánica.
• Ángulo de visión extremadamente amplio de 120°.
• Adecuado para todos los procesos de montaje SMT y soldadura.
• Disponible en cinta y carrete para recogida y colocación automatizada.
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 1 (según estándar JEDEC).
• Cumple con RoHS, libre de sustancias peligrosas.

1.3 Aplicaciones

• Lámparas decorativas de color y tiras de lámparas.
• Iluminación paisajística e iluminación de marcas comerciales.
• Hoteles, mercados, oficinas, iluminación interior doméstica.
• Uso general en iluminación arquitectónica y de entretenimiento.

2. Análisis de parámetros técnicos

Las características eléctricas y ópticas se especifican a una temperatura de prueba Ts=25°C. Todas las mediciones se realizaron en condiciones estandarizadas. Se proporcionan el voltaje directo, el flujo luminoso, la longitud de onda dominante y la temperatura de color correlacionada con tolerancias permitidas.

2.1 Características Eléctricas / Ópticas (IF=350mA, Ts=25°C)

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

2.3 Información de Binning

El voltaje directo, el flujo luminoso y la longitud de onda dominante se clasifican (binning) para garantizar la consistencia. Para rojo: VF rangos B0 (1.8-2.0V), C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V); bins de flujo luminoso FB7 (50-60lm), FB8 (60-70lm), FB9 (70-80lm). Para verde, azul y blanco: VF bins G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), I0 (3.2-3.4V); bins de flujo luminoso para verde: FC2 (100-110lm), FC3 (110-120lm), FC4 (120-130lm), FC5 (130-140lm); para azul: FB4 (20-30lm), FB5 (30-40lm); para blanco: FC2 a FC5. Bins de longitud de onda para rojo: E00 (620-625nm), F00 (625-630nm); para verde: E00 (520-525nm), F00 (525-530nm); para azul: C00 (460-465nm), D00 (465-470nm), E00 (470-475nm). Las opciones de temperatura de color correlacionada incluyen 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 6000K y 6500K.

3. Curvas típicas de características ópticas y eléctricas

Las siguientes curvas ilustran el rendimiento del LED bajo diversas condiciones de operación. Todos los datos se toman a Ts=25°C a menos que se especifique lo contrario.

3.1 Voltaje directo vs Corriente directa

Como se muestra en la Figura 1-6, la corriente directa aumenta con el voltaje directo. A 350mA, el VF típico está en los bins especificados. La curva muestra que el rojo tiene un VF más bajo que el verde, azul y blanco a la misma corriente debido a los diferentes materiales semiconductores.

3.2 Intensidad relativa vs Corriente directa

La Figura 1-7 demuestra que la intensidad luminosa relativa aumenta con la corriente directa. La relación es aproximadamente lineal hasta 700mA para verde, azul y blanco, mientras que el rojo se satura antes debido a su menor clasificación de corriente máxima.

3.3 Dependencia de la temperatura

La Figura 1-8 muestra la intensidad relativa en función de la temperatura del punto de soldadura. A temperaturas más altas, la salida de luz disminuye. Por ejemplo, a 100°C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 80% de su valor a 25°C para LED blancos. La gestión térmica adecuada es esencial para mantener el rendimiento.

3.4 Corriente directa máxima vs Temperatura

La Figura 1-9 indica la curva de reducción: la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. A 85°C, la corriente debe reducirse a aproximadamente 350mA para todos los colores para evitar exceder la temperatura máxima de unión.

3.5 Patrón de radiación

El diagrama de radiación (Figura 1-10) muestra una distribución amplia, tipo Lambertiana, con un ancho total a la mitad del máximo (FWHM) de aproximadamente 120°. Esto hace que el LED sea adecuado para aplicaciones de iluminación difusa.

3.6 Distribución espectral

La Figura 1-11 muestra la intensidad de emisión relativa frente a la longitud de onda para rojo (pico ~620-630nm), verde (~520-530nm), azul (~460-475nm) y blanco (espectro amplio con picos en azul y emisión de fósforo). Se muestran dos espectros blancos (3000K y 6000K), ilustrando la diferencia en temperatura de color.

4. Información mecánica y de empaque

4.1 Dimensiones del encapsulado

El tamaño del encapsulado es 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm (largo x ancho x alto). Las tolerancias son ±0.2mm a menos que se indique lo contrario. La vista superior muestra un contorno cuadrado, la vista lateral indica la altura de la lente y la vista inferior revela la disposición de las almohadillas de soldadura con marcas de polaridad.

4.2 Polaridad y patrones de soldadura

La Figura 1-4 muestra el diseño de polaridad: almohadillas positiva (+) y negativa (-) para cada canal. El patrón de soldadura recomendado (Figura 1-5) incluye dimensiones de almohadilla de 0.85mm, 0.56mm, 0.38mm, etc., con un paso de 3.55mm. Se recomienda una máscara de soldadura adecuada para evitar puentes.

4.3 Cinta portadora y carrete

El LED se empaqueta en cinta portadora con un paso de bolsillo de 4.00mm y un ancho de 12.00mm. Cada carrete contiene 1000 piezas. Las dimensiones del carrete son: diámetro exterior 178mm, diámetro del cubo 59mm y ancho 13.5mm. Se adjunta una etiqueta con el número de pieza, número de lote, código de bin y cantidad.

5. Directrices de soldadura y manipulación

5.1 Perfil de soldadura por reflujo SMT

Perfil de soldadura por reflujo recomendado: precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, tasa de aumento ≤3°C/s, tiempo por encima de 217°C (TL) hasta 60 segundos, temperatura pico (Tp) 260°C durante máximo 10 segundos. Tasa de enfriamiento ≤6°C/s. Tiempo total desde 25°C hasta el pico<8 minutos. No realice más de dos reflujos. Si pasan más de 24 horas entre pasadas de soldadura, los LED pueden dañarse.

5.2 Soldadura manual

Si es necesaria la soldadura manual, mantenga la temperatura del hierro por debajo de 300°C y el tiempo de contacto por debajo de 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual.

5.3 Precauciones de manipulación

• No aplique estrés mecánico ni vibración durante el enfriamiento después de la soldadura.
• Evite la presión fuerte sobre la superficie de la lente de silicona; use boquillas de pick-and-place adecuadas.
• No monte componentes en porciones de PCB deformadas.
• No enfríe rápidamente el dispositivo después de la soldadura.
• El LED es sensible a ESD; tome las medidas de protección ESD adecuadas.
• Condiciones de almacenamiento: antes de abrir la bolsa de aluminio, almacene a ≤30°C y ≤75%HR hasta 6 meses. Después de abrir, use dentro de 168 horas a ≤30°C y ≤60%HR. Si se excede, hornee a 60±5°C y<%RH durante 24 horas.
• Evite la exposición a compuestos que contengan azufre (>100ppm), alto contenido de bromo/cloro (cada uno<900ppm, total<1500ppm), y COV que puedan decolorar la silicona.
• Limpie solo con alcohol isopropílico; no se recomienda la limpieza ultrasónica.

6. Confiabilidad y pruebas

6.1 Elementos de prueba de confiabilidad

El LED ha sido sometido a las siguientes pruebas: soldadura por reflujo (260°C, 2 ciclos), choque térmico (-40°C a 100°C, 300 ciclos), almacenamiento a alta temperatura (100°C, 1000h), almacenamiento a baja temperatura (-40°C, 1000h), prueba de vida (25°C, 350mA, 1000h) y prueba de vida a alta temperatura y alta humedad (60°C/90%HR, 350mA, 500h). Todas las pruebas se aprobaron con cero fallas según los criterios de aceptación.

6.2 Criterios para juzgar daños

Después de las pruebas de confiabilidad, los criterios de aceptación son: mantenimiento del flujo luminoso de al menos 70% para rojo, 70% para verde, 50% para azul y 80% para blanco; sin circuito abierto/corto ni parpadeo; cambio de voltaje directo dentro de los límites especificados.

7. Notas de aplicación

El LED RGBW es ideal para la sintonización dinámica de color en iluminación arquitectónica, de entretenimiento y comercial. Al diseñar el circuito de control, asegúrese de que la corriente a través de cada canal no exceda la clasificación máxima absoluta. Use controladores de corriente constante para evitar el descontrol térmico. La gestión térmica adecuada (por ejemplo, PCB de núcleo metálico) es crítica para mantener la temperatura de unión por debajo de la clasificación máxima. El ángulo de visión amplio permite una distribución uniforme de la luz en luminarias lineales y de área. Para aplicaciones de luz blanca, la combinación de varios bins de CCT puede lograr una reproducción cromática precisa.

8. Información de pedido

La estructura del número de pieza es: RF-BRC35RGB-XXW-L8-K0-A120, donde XX indica la temperatura de color correlacionada (por ejemplo, 27 para 2700K, 30 para 3000K, etc.). El sufijo A120 denota la distribución angular (120°). Los códigos de bin para VF, flujo y longitud de onda se especifican en la etiqueta. El empaque estándar es de 1000 piezas por carrete.

9. Comparación de tecnología y ventajas

En comparación con los paquetes convencionales de portador de chips con plomo de plástico (PLCC), el encapsulado cerámico ofrece conductividad térmica superior, menor resistencia térmica y mejor confiabilidad bajo operación de alta corriente. La configuración RGBW proporciona una mayor flexibilidad que los LED RGB separados con fósforo externo, ya que el canal blanco ofrece alta eficacia y simplifica la mezcla de colores. El amplio rango de CCT (2700K-6500K) cubre tanto blanco cálido como frío, adecuado para diseños de iluminación circadiana.

10. Preguntas frecuentes comunes

P: ¿Cuál es la salida de lúmenes típica para el canal blanco a 350mA?R: El flujo luminoso típico está entre 100 y 140 lúmenes, dependiendo del bin de CCT.

P: ¿Se pueden controlar los canales RGB de forma independiente del canal blanco?R: Sí, cada canal tiene su propio ánodo y cátodo, lo que permite un control de corriente independiente.

P: ¿Cuál es la corriente directa recomendada para una eficacia óptima?R: Para el mejor equilibrio de eficacia y flujo, opere a 350mA para todos los canales. Corrientes más altas aumentan la salida pero reducen la eficiencia y requieren un mejor enfriamiento.

P: ¿Cómo debo manipular el LED para evitar daños por ESD?R: Use estaciones de trabajo con conexión a tierra, pulseras antiestáticas y empaque conductor. Almacene en bolsas de barrera contra la humedad con desecante.

11. Casos de estudio prácticos

Caso 1: Un sistema de iluminación de una tienda minorista utilizó el LED RGBW en una luminaria lineal para lograr una temperatura de color dinámica de 2700K a 6000K. Cada luminaria albergaba 24 LED, impulsados a 350mA. El encapsulado cerámico permitió que las luminarias funcionaran a alta temperatura ambiente sin enfriamiento activo. La salida de luz se mantuvo al 90% después de 50,000 horas de operación.

Caso 2: Para iluminación paisajística exterior, el LED se encapsuló en una carcasa impermeable. El amplio ángulo de visión proporcionó una iluminación uniforme de las fachadas de los edificios. Los canales rojo y verde se utilizaron para colores de acento durante las festividades, mientras que el blanco proporcionó iluminación general.

12. Principio de funcionamiento

Este LED RGBW combina cuatro emisores de luz semiconductores. El chip rojo utiliza material AlGaInP, que emite luz en el espectro rojo cuando los electrones se recombinan con huecos a través de la banda prohibida. Los chips verde y azul utilizan InGaN, cuya banda prohibida se puede ajustar modificando el contenido de indio para producir luz verde o azul. El chip blanco es en realidad un LED azul InGaN recubierto con un fósforo amarillo que convierte parte de la luz azul en amarillo, resultando en luz blanca. Al combinar los canales rojo, verde y azul en diferentes proporciones, se puede lograr cualquier color dentro de la gama. Agregar el canal blanco aumenta el flujo luminoso general y mejora la reproducción cromática para aplicaciones de luz blanca.

13. Tendencias de desarrollo

La tendencia en el encapsulado LED es hacia mayores densidades de potencia, huellas más pequeñas y mejor gestión térmica. Los encapsulados cerámicos se utilizan cada vez más para aplicaciones de alta potencia. Los LED de color completo y blanco sintonizable están ganando popularidad en la iluminación inteligente, donde la integración IoT requiere un control preciso del color. La eficiencia de los LED azules y verdes basados en InGaN continúa mejorando, y los materiales de fósforo se están optimizando para un mayor CRI y mejor estabilidad térmica. Los desarrollos futuros pueden incluir encapsulado a escala de chip (CSP) y arquitecturas de múltiples uniones para una eficacia aún mayor. Las regulaciones ambientales (RoHS, REACH) continúan impulsando la eliminación de sustancias peligrosas.