Hoja Técnica del LED UV LTPL-C16FUVD405 - 3.2x1.6x1.6mm - 3.3V - 1.75W - 405nm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie LTPL-C16F representa un avance significativo en la tecnología de iluminación de estado sólido, específicamente diseñada para aplicaciones ultravioleta (UV). Este producto es una fuente de luz revolucionaria, energéticamente eficiente y ultracompacta que combina la excepcional vida útil y fiabilidad inherente a los Diodos Emisores de Luz (LED) con los altos niveles de brillo tradicionalmente asociados a los sistemas de iluminación convencionales. Esta combinación otorga a los ingenieros de diseño una libertad sin precedentes, permitiendo la creación de nuevos factores de forma compactos mientras proporciona la potencia óptica necesaria para reemplazar eficazmente tecnologías de iluminación más antiguas y menos eficientes en entornos exigentes.

1.1 Características Principales

• Totalmente compatible con equipos automáticos estándar de colocación y pick-and-place para fabricación en gran volumen.
• Diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo tanto infrarroja (IR) como en fase de vapor, garantizando un montaje robusto.
• Encapsulado en un factor de forma estandarizado EIA (Electronic Industries Alliance) para facilitar su integración en diseños existentes.
• Las características de entrada son compatibles con los niveles de excitación de circuitos integrados (IC) estándar.
• Fabricado como producto ecológico, conforme a las directivas RoHS y libre de plomo (Pb) y otras sustancias restringidas.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED UV está específicamente diseñado para aplicaciones que requieren una fuente focalizada de luz ultravioleta de 405nm. Los principales casos de uso incluyen:

• Curado UV:Polimerización y endurecimiento rápido de adhesivos, recubrimientos y tintas.
• Marcado y Codificación UV:Marcado permanente en diversos sustratos.
• Pegado UV:Procesos de adhesivos de fraguado rápido.
• Secado de Tintas de Impresión:Secado y curado acelerado de tintas especializadas reactivas a UV.

2. Información Mecánica y del Encapsulado

El dispositivo está alojado en un encapsulado de montaje superficial ultracompacto. Las dimensiones críticas de contorno son las siguientes (todos los valores en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario): El cuerpo del encapsulado mide aproximadamente 3.2mm de longitud, 1.6mm de anchura y tiene una altura de 1.6mm. En la hoja de datos se proporcionan planos mecánicos detallados, incluyendo recomendaciones de diseño de las almohadillas para soldadura por reflujo infrarroja y en fase de vapor, para garantizar un diseño correcto de la huella en el PCB para la fiabilidad térmica y mecánica.

3. Límites Absolutos Máximos

Tensiones que superen estos límites pueden causar daños permanentes en el dispositivo. Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Po):1.75 W
• Corriente Directa Continua (If):500 mA
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C
• Temperatura Máxima de Unión (Tj):115°C

4. Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C bajo una condición de prueba de If = 350mA, a menos que se indique lo contrario.

• Flujo Radiante (Φe):440 mW (Mín), 500 mW (Típ), 590 mW (Máx). La tolerancia de medición es ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):135° (Típico).
• Longitud de Onda Pico (λp):395 nm (Mín), 405 nm (Típ), 415 nm (Máx). Esto define la emisión central en el espectro UV cercano. La tolerancia es ±3nm.
• Tensión Directa (Vf):3.1 V (Mín), 3.3 V (Típ), 3.5 V (Máx) a 350mA. La tolerancia de medición es ±0.1V.
• Tensión Inversa (Vr):1.2 V (Máx) a una corriente inversa (Ir) de 10µA.Nota Importante:Este parámetro se prueba únicamente para caracterizar la función Zener. El LED no está diseñado para operar bajo polarización inversa. Una exposición prolongada a corriente inversa puede provocar el fallo del dispositivo.

Precaución ESD:Este componente es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Son obligatorios procedimientos de manipulación adecuados, incluyendo el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y equipos, para prevenir daños latentes o catastróficos.

5. Sistema de Códigos de Clasificación (Bin)

Para garantizar un rendimiento consistente en producción, los dispositivos se clasifican en códigos (bins) según parámetros clave. El código de clasificación se marca en el embalaje.

5.1 Clasificación por Tensión Directa (Vf)

• Bin V3:Vf = 3.1V a 3.3V @ 350mA
• Bin V4:Vf = 3.3V a 3.5V @ 350mA

5.2 Clasificación por Flujo Radiante (Φe)

• Bin R1:Φe = 440 mW a 470 mW
• Bin R2:Φe = 470 mW a 500 mW
• Bin R3:Φe = 500 mW a 530 mW
• Bin R4:Φe = 530 mW a 560 mW
• Bin R5:Φe = 560 mW a 590 mW

5.3 Clasificación por Longitud de Onda Pico (λp)

• Bin P3U:λp = 395 nm a 400 nm
• Bin P4A:λp = 400 nm a 405 nm
• Bin P4B:λp = 405 nm a 410 nm
• Bin P4C:λp = 410 nm a 415 nm

6. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características cruciales para la optimización del diseño.

6.1 Espectro de Emisión Relativo

La curva de distribución espectral muestra un pico dominante centrado en 405nm (típico), con un ancho de banda espectral relativamente estrecho característico de la tecnología LED. Esta monocromaticidad es ventajosa para aplicaciones que requieren una foto-iniciación específica.

6.2 Flujo Radiante Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra la relación entre la salida óptica y la corriente de excitación. El flujo radiante aumenta de forma superlineal con la corriente a niveles bajos y tiende a saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos y de caída de eficiencia. Se recomienda operar en o por debajo de los 350mA típicos para una eficiencia y vida útil óptimas.

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

La característica I-V es esencial para el diseño del excitador. Muestra la relación exponencial típica de un diodo. La tensión directa típica es de 3.3V a 350mA. Los circuitos excitadores deben estar regulados por corriente, no por tensión, para garantizar una salida óptica estable.

6.4 Flujo Radiante Relativo vs. Temperatura de Unión

Esta curva crítica ilustra el impacto negativo del aumento de la temperatura de unión (Tj) en la salida de luz. La eficiencia del LED UV típicamente disminuye al aumentar la temperatura. Una gestión térmica efectiva mediante un diseño adecuado del PCB (usando vías térmicas y un área de cobre suficiente) es primordial para mantener una alta salida y una fiabilidad a largo plazo.

7. Guías de Montaje y Fabricación

7.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo recomendado para procesos de soldadura sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150-200°C durante un máximo de 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo de 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:Se recomienda que sea inferior a 10 segundos (se permiten un máximo de dos ciclos de reflujo).
• Se aconseja una tasa de enfriamiento controlada y gradual. No se recomienda un enfriamiento rápido.
• La soldadura manual con cautín debe limitarse a 300°C durante un máximo de 3 segundos, y solo una vez.

7.2 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior al montaje, solo deben usarse los productos químicos especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de productos químicos no especificados puede dañar la resina epoxi del encapsulado o la lente.

7.3 Sensibilidad a la Humedad

Este producto está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3 según JEDEC J-STD-020. Se requieren precauciones para prevenir el efecto "popcorn" durante el reflujo.

• Bolsa Sellada:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año desde la fecha de sellado de la bolsa.
• Bolsa Abierta:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Debe soldarse dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición a las condiciones ambientales de fábrica.
• Si la tarjeta indicadora de humedad muestra un 10% rosa o más, o se excede el tiempo de exposición, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 48 horas antes de su uso.

8. Especificaciones de Embalaje

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve para manejo automatizado.

• Dimensiones de la Cinta:Conforme a las especificaciones EIA-481-1-B.
• Tamaño del Carrete:Carrete estándar de 7 pulgadas (178mm).
• Cantidad por Carrete:Máximo de 1500 unidades.
• Los huecos vacíos se sellan con cinta de cubierta. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos es de dos.

9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

9.1 Método de Excitación

Un LED es fundamentalmente un dispositivo operado por corriente. Para un rendimiento estable y consistente, debe ser excitado por una fuente de corriente constante, no por una fuente de tensión constante. Se puede usar una simple resistencia en serie con una fuente de tensión para aplicaciones básicas, pero se recomienda un circuito o IC excitador de LED dedicado para un control preciso, especialmente para gestionar efectos térmicos y garantizar la longevidad.

9.2 Gestión Térmica

Como se muestra en las curvas de rendimiento, la temperatura de unión impacta directamente en la eficiencia de salida y la vida útil. Los diseñadores deben implementar rutas térmicas efectivas. Esto incluye usar un PCB con un espesor de cobre suficiente, incorporar una matriz de vías térmicas directamente bajo la almohadilla térmica del LED, y potencialmente añadir disipación de calor externa si se opera a corrientes altas o en temperaturas ambientales elevadas.

9.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 135 grados proporciona un patrón de emisión amplio. Para aplicaciones que requieren haces focalizados o colimados, deben usarse ópticas secundarias como lentes o reflectores. El material de estas ópticas debe ser transparente a la luz UV de 405nm; el policarbonato o acrílico estándar pueden no ser adecuados y degradarse bajo exposición prolongada a UV. Se recomienda vidrio de grado UV o plásticos especializados.

10. Fiabilidad y Notas de Aplicación

Los LED están destinados a su uso en equipos electrónicos estándar. Para aplicaciones donde un fallo podría comprometer la seguridad, la salud o infraestructuras críticas (aviación, soporte vital médico, control de transporte), es obligatorio realizar una evaluación de fiabilidad específica y consultar con el fabricante del componente antes de su integración en el diseño. La adhesión adecuada a los límites absolutos máximos, las guías de soldadura y las condiciones de almacenamiento es esencial para alcanzar la vida útil y fiabilidad especificadas.