LED ultravioleta SMD 6650 en encapsulado cerámico - Dimensiones 6.6x6.6x3.85mm - Voltaje 6.4-7.6V - Longitud de onda 365-410nm - Hoja de datos técnica

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz ultravioleta (UV) de alta potencia de tipo Dispositivo de Montaje Superficial (SMD). El producto está diseñado para aplicaciones industriales que requieren un rendimiento robusto y una salida confiable en el espectro ultravioleta. Su construcción central utiliza materiales avanzados para garantizar estabilidad y longevidad bajo condiciones de operación exigentes.

1.1 Descripción General

El LED presenta un sustrato cerámico compacto combinado con una lente de vidrio de cuarzo para su encapsulado. Esta combinación de materiales ofrece excelentes propiedades de gestión térmica gracias a la cerámica y alta transparencia a los UV y durabilidad gracias al cuarzo. Las dimensiones totales del encapsulado son 6.6 mm de largo, 6.6 mm de ancho y 3.85 mm de alto, lo que lo hace adecuado para líneas de ensamblaje SMT automatizadas.

1.2 Características y Ventajas Principales

• Encapsulado Superior:Sustrato cerámico para una eficiente disipación de calor y lente de cuarzo para una transmisión de luz UV óptima y resistencia ambiental.
• Amplio Ángulo de Visión:Un ángulo de media intensidad de 120 grados proporciona una cobertura de irradiación amplia, beneficiosa para el curado de área o la desinfección.
• Compatibilidad SMT:Totalmente compatible con los procesos estándar de Tecnología de Montaje Superficial y de soldadura por reflujo.
• Manejo Automatizado:Suministrado en formato de cinta y carrete para compatibilidad con máquinas pick-and-place de alta velocidad.
• Sensibilidad a la Humedad:Clasificado en Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3, requiriendo secado si se expone más de 168 horas antes del reflujo.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.3 Aplicaciones Objetivo

Este LED UV está diseñado para aplicaciones que aprovechan la luz ultravioleta para procesos químicos o efecto germicida. Las áreas de aplicación principales incluyen:

• Curado UV:Curado instantáneo de adhesivos, recubrimientos y tintas en impresión, ensamblaje electrónico e impresión 3D.
• Curado de Tinta UV:Específicamente para secado y polimerización de tintas en procesos de impresión industrial.
• Desinfección Ultravioleta:Utilizado en equipos para purificación de aire, agua o superficies, dirigido a microorganismos.
• Uso General:Otras aplicaciones que requieren una fuente confiable de luz UVA o UV cercana.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

Todos los parámetros se especifican a una temperatura del punto de soldadura (Ts) de 25°C. Las métricas de rendimiento clave se segmentan en diferentes códigos de producto según características específicas.

• Tensión Directa (VF):Medida a una corriente de conducción de 1400 mA. El producto se ofrece en tres categorías de voltaje: B28 (6.4V a 6.8V), B30 (6.8V a 7.2V) y B32 (7.2V a 7.6V). Esto permite consideraciones de diseño respecto a los requisitos de la fuente de alimentación.
• Flujo Radiante (Φe):La potencia óptica de salida en milivatios (mW). Es la medida principal de la intensidad de la luz UV. El rendimiento se clasifica en tres grados de flujo (1B42, 1B43, 1B44) con valores típicos que oscilan aproximadamente entre 3550 mW y más de 7100 mW a 1400mA, dependiendo de la variante de longitud de onda específica.
• Variantes de Longitud de Onda:La familia de productos cubre varios rangos de longitud de onda pico: 365-370 nm, 380-390 nm, 390-400 nm y 400-410 nm. La selección depende de la sensibilidad del fotoiniciador en aplicaciones de curado o de la curva de efectividad germicida para desinfección.
• Resistencia Térmica (RthJ-S):La resistencia térmica unión-punto de soldadura se especifica típicamente en 4.5 °C/W. Este valor bajo es un beneficio directo del encapsulado cerámico, indicando una transferencia de calor eficiente desde el chip del LED a la placa de circuito.
• Corriente Inversa (IR):La corriente de fuga máxima es de 5 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 10V.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No se garantiza la operación bajo o en estos límites.

• Disipación de Potencia Máxima (PD):15.2 Vatios.
• Corriente Directa Pico (IFP):2000 mA, permitida en condiciones de pulso (ancho de pulso de 0.1ms, ciclo de trabajo 1/10).
• Tensión Inversa (VR):10 Voltios.
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste 2000V del Modelo del Cuerpo Humano (HBM). Aún son necesarias precauciones ESD durante el manejo.
• Rangos de Temperatura:
  • Temperatura de Operación (TOPR): -40°C a +80°C.
  • Temperatura de Almacenamiento (TSTG): -40°C a +100°C.
  • Temperatura Máxima de Unión (TJ): 105°C.

2.3 Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación estandarizado para garantizar un rendimiento consistente:

• Clasificación por Tensión Directa (VF):Los códigos B28, B30, B32 permiten a los diseñadores seleccionar LEDs con caídas de voltaje similares para una distribución de corriente uniforme en arreglos paralelos.
• Clasificación por Flujo Radiante (Φe):Los códigos 1B42, 1B43, 1B44 categorizan los LEDs según su potencia óptica de salida. Esto permite una intensidad de luz predecible en la aplicación final.
• Clasificación por Longitud de Onda:El número de parte del producto indica el rango de longitud de onda dominante (ej., 365-370nm). Esta selección precisa es crítica para aplicaciones donde se buscan fotoreacciones específicas.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva IV)

La hoja de datos referencia una curva característica IV típica. Para este tipo de LED UV de alta potencia, se espera que la curva muestre una relación exponencial a corrientes muy bajas, transicionando a una región casi lineal con una resistencia en serie a la corriente de operación nominal de 1400mA. La pendiente en esta región de operación se relaciona con la resistencia dinámica del LED. Comprender esta curva es esencial para diseñar controladores de corriente constante apropiados para garantizar una salida óptica estable y prevenir la fuga térmica.

4. Información Mecánica y de Encapsulado

4.1 Dimensiones y Dibujos del Encapsulado

El contorno mecánico está estrictamente definido con una huella de 6.60 mm x 6.60 mm y una altura total de 3.85 mm. El encapsulado incluye una almohadilla térmica en la parte inferior para mejorar la adhesión de la soldadura y el disipador de calor. La lente está ubicada centralmente en la superficie superior. Las tolerancias dimensionales para todas las características son generalmente de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario.

4.2 Identificación de Polaridad y Disposición de Almohadillas de Soldadura

Los terminales de cátodo (-) y ánodo (+) están claramente marcados en la parte inferior del encapsulado. Se proporciona un patrón de almohadilla de soldadura recomendado (Land Pattern), mostrando las dimensiones para las dos almohadillas eléctricas y la almohadilla térmica central más grande. Seguir esta recomendación es crucial para lograr conexiones eléctricas confiables, maximizar el rendimiento térmico y garantizar una alineación adecuada durante la soldadura por reflujo.

5. Guías de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo SMT

El producto es adecuado para procesos de soldadura por reflujo por infrarrojos o convección. Se debe seguir un perfil de temperatura específico, que normalmente incluye zonas de precalentamiento, estabilización térmica, reflujo y enfriamiento. La temperatura máxima de soldadura no debe exceder la temperatura máxima nominal para evitar daños al diodo del LED, las uniones internas o la lente de cuarzo. Debido a su clasificación MSL 3, las bolsas de barrera de humedad abiertas requieren que las piezas se sequen en horno si no se usan dentro de las 168 horas.

5.2 Soldadura Manual y Re-trabajo

Si es necesaria la soldadura manual o el re-trabajo, debe realizarse con sumo cuidado. Debe usarse un soldador con control de temperatura, manteniendo la temperatura de la punta lo más baja posible (recomendado por debajo de 350°C) y minimizando el tiempo de contacto para evitar choques térmicos en el componente. Debe evitarse el contacto directo con la lente de cuarzo.

6. Empaque, Almacenamiento y Pedidos

6.1 Especificación de Empaque

Los LEDs se empacan en cinta portadora con relieve en carretes para ensamblaje automatizado. Se proporcionan dimensiones detalladas de los bolsillos de la cinta portadora y del carrete (incluyendo diámetro del cubo, diámetro de la brida y ancho) para garantizar compatibilidad con el equipo SMT. El carrete está etiquetado con información del producto, cantidad y datos de trazabilidad del lote.

6.2 Barrera de Humedad y Empaque Seco

Para mantener la clasificación MSL 3, los carretes se sellan dentro de una bolsa de barrera de humedad junto con una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se sella al vacío o se llena con nitrógeno seco para proteger los componentes de la humedad ambiental durante el almacenamiento y transporte.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Consideraciones de Diseño para un Rendimiento Óptimo

• Gestión Térmica:La clave para la longevidad y la salida estable es una disipación de calor efectiva. La baja resistencia térmica de 4.5 °C/W solo es efectiva si la placa de circuito impreso (PCB) tiene vías térmicas y área de cobre adecuadas para disipar el calor. No debe excederse la temperatura máxima de unión de 105°C.
• Corriente de Conducción:Operar a o por debajo de la corriente DC recomendada de 1400mA. Usar un controlador de corriente constante es esencial para evitar fluctuaciones de corriente que afecten la salida de luz y la vida útil. La categoría de tensión directa puede ayudar a diseñar el margen de voltaje en el controlador.
• Óptica y Materiales:Para sistemas de desinfección o curado, asegúrese de que cualquier óptica secundaria o material de cubierta (como tubos o ventanas) sea transparente a la longitud de onda UV específica emitida. Muchos plásticos estándar se degradan bajo exposición UV.

7.2 Comparación Técnica y Diferenciación

En comparación con los LED UV encapsulados en plástico, este encapsulado cerámico y de cuarzo ofrece un rendimiento térmico significativamente mejor, una temperatura máxima de operación más alta y una resistencia superior a la degradación (amarillamiento) del encapsulante inducida por UV. Esto resulta en una vida útil más larga, una potencia de salida sostenida más alta y fiabilidad en entornos hostiles.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

8.1 ¿Cuál es la diferencia entre las variantes de longitud de onda (365nm vs. 400nm)?

La variante de 365-370nm emite en el espectro UVA, ideal para la mayoría de las aplicaciones de curado UV industrial ya que coincide con fotoiniciadores comunes. La variante de 400-410nm es UV cercano a lo visible y puede usarse donde se necesita una penetración más profunda o una iniciación química diferente, o donde la UV de menor energía es suficiente para la desinfección.

8.2 ¿Cómo interpreto el valor de Flujo Radiante (mW) para mi aplicación?

El flujo radiante es la potencia óptica total emitida. Para el curado, esto se relaciona con la dosis (energía por área) entregada. Debes calcular la irradiancia (mW/cm²) en tu objetivo basándote en la distancia, la óptica y este valor de flujo. Para desinfección, la efectividad germicida depende de la longitud de onda, por lo que el flujo debe ponderarse por un espectro de acción.

8.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje constante?

No es recomendable. Los LEDs son dispositivos accionados por corriente. Una fuente de voltaje constante con una simple resistencia en serie es ineficiente y ofrece una regulación deficiente contra las variaciones de temperatura y Vf de unidad a unidad. Se requiere un controlador de LED de corriente constante dedicado para una operación estable y confiable.

9. Fiabilidad y Pruebas

El producto se somete a una serie de pruebas de fiabilidad para garantizar el rendimiento bajo estrés. Los ítems de prueba estándar pueden incluir vida útil a alta temperatura, ciclado térmico, pruebas de humedad y resistencia al calor de la soldadura. Se definen condiciones específicas y criterios de aprobación/rechazo (como cambios permitidos en la tensión directa o flujo radiante) para garantizar la robustez del producto.