Hoja de datos del LED UV PLCC-2 2.8x3.5x0.65mm - Voltaje directo típico 3.2V - Potencia 0.7W - Longitud de onda pico 365-375nm

1. Resumen del producto

Este LED ultravioleta (UV) está diseñado en un paquete estándar PLCC-2 (Portador de chip con conductores de plástico) para montaje superficial, con dimensiones compactas de 2,8 mm × 3,5 mm × 0,65 mm. Emite en el espectro UVA con una longitud de onda pico entre 365 nm y 375 nm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como desinfección UV, curado UV de tintas y adhesivos, y cuidado de uñas. El dispositivo presenta un ángulo de visión amplio de 120°, que proporciona una iluminación uniforme en el área objetivo. Es compatible con procesos de ensamblaje SMT convencionales y se suministra en cinta y carrete (4.000 piezas por carrete). El producto cumple con los requisitos RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3.

El dispositivo ofrece alta eficiencia radiante y larga vida útil cuando se utiliza dentro de los límites especificados. Está disponible en múltiples bins para voltaje directo, flujo radiante y longitud de onda pico, lo que permite a los diseñadores seleccionar el grado de rendimiento óptimo para su aplicación. El paquete PLCC-2 proporciona buena disipación térmica y robustez mecánica para el ensamblaje automatizado.

1.1 Características principales

• Paquete PLCC-2 para montaje superficial
• Ángulo de visión: 120°
• Adecuado para todos los ensamblajes SMT y soldadura por reflujo
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3
• Cumple con RoHS
• Disponible en embalaje de cinta y carrete (4.000 uds/carrete)
• Protección contra descargas electrostáticas: 1000 V (HBM)

1.2 Aplicaciones objetivo

• Desinfección ultravioleta (superficie, agua, aire)
• Curado UV de adhesivos y recubrimientos
• Curado UV de tintas (industria gráfica)
• Cuidado de uñas (curado de gel)
• Iluminación UV general y fototerapia

2. Análisis de parámetros técnicos

2.1 Características eléctricas y ópticas (a Ts = 25 °C, IF = 150 mA)

El LED se acciona con una corriente directa típica de 150 mA. El voltaje directo (VF) se clasifica en cuatro rangos: B11 (3,0–3,2 V), B12 (3,2–3,4 V), B13 (3,4–3,6 V) y B14 (3,6–3,8 V). El voltaje directo típico es de alrededor de 3,2 V para el bin B12, que es una selección común para funcionamiento a 150 mA. La corriente inversa (IR) está limitada a 10 µA a VR = 5 V, lo que indica una buena unión rectificadora.

El flujo radiante total (Φe) se categoriza en bins: 1B26 (90–112 mW), 1B27 (112–140 mW), 1B28 (140–180 mW), 1B29 (180–224 mW). La longitud de onda pico (λp) se clasifica en UA54 (365–370 nm) y UA55 (370–375 nm). El ángulo de visión se especifica como 120° (ángulo medio ±60°). La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RthJ-S) es de 45 °C/W típica.

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

El LED no debe funcionar más allá de las clasificaciones máximas absolutas para evitar daños: la disipación de potencia máxima es de 0,7 W, la corriente directa máxima es de 180 mA (las condiciones de ancho de pulso no se especifican, pero son típicas para pulsos cortos), el voltaje inverso es de 5 V y la tolerancia ESD (HBM) es de 1000 V. El rango de temperatura de funcionamiento es de –40 a +85 °C, la temperatura de almacenamiento de –40 a +100 °C, y la temperatura máxima de unión es de 95 °C. Es fundamental mantener la temperatura de unión por debajo de 95 °C para garantizar la fiabilidad; el diseño térmico debe considerarse cuidadosamente.

3. Explicación del sistema de clasificación por bins

El producto se clasifica en bins para voltaje directo, flujo radiante y longitud de onda pico para permitir a los clientes seleccionar el nivel de rendimiento adecuado. Los códigos de bin están impresos en la etiqueta del carrete (por ejemplo, B11 para VF 3,0–3,2 V, 1B26 para flujo 90–112 mW, UA54 para longitud de onda 365–370 nm). El formato de etiquetado incluye campos para número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin y valores específicos para VF, Φe y WLP. Esto garantiza la trazabilidad y simplifica la gestión de inventario.

4. Análisis de curvas de rendimiento

4.1 Voltaje directo frente a corriente directa (curva I-V)

La curva I-V típica muestra que a 150 mA, el voltaje directo está en el rango de 3,2–3,6 V. La curva es característica de un LED UV basado en GaN. A medida que aumenta la corriente, VF aumenta de forma no lineal; a corrientes más bajas (por ejemplo, 30 mA), VF es de alrededor de 3,3 V. La curva es útil para diseñar resistencias limitadoras de corriente o controladores de corriente constante.

4.2 Potencia relativa frente a corriente directa

La potencia radiante relativa aumenta con la corriente directa hasta la corriente nominal máxima. A 150 mA, la potencia relativa es aproximadamente del 100% (normalizada). A corrientes más bajas, la eficiencia es ligeramente mayor debido a una menor caída térmica. Esta relación lineal ayuda en aplicaciones de atenuación.

4.3 Efectos de la temperatura

La temperatura de soldadura (Ts) afecta la potencia radiante relativa. A medida que Ts aumenta de 25 °C a 125 °C, la potencia relativa cae aproximadamente un 40%. Esta caída térmica debe compensarse con una gestión térmica adecuada. La temperatura máxima permitida de soldadura para funcionamiento continuo está limitada por la restricción de temperatura de unión (95 °C). La curva de reducción (Ts frente a corriente directa) muestra que a temperaturas ambiente más altas, la corriente de accionamiento debe reducirse para mantenerse dentro de los límites seguros.

4.4 Distribución espectral

La distribución espectral muestra un pico alrededor de 365–375 nm con un ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) de aproximadamente 10–15 nm. La emisión es predominantemente en el rango UVA, que es efectiva para la activación de fotoiniciadores en curado y para aplicaciones germicidas. Tenga en cuenta que no se producen longitudes de onda UVC (por debajo de 280 nm); este dispositivo es seguro para muchas aplicaciones de consumo cuando se utiliza con blindaje adecuado.

4.5 Patrón de radiación

El diagrama de radiación indica una distribución similar a la lambertiana con un ángulo de media potencia de ±60° (total 120°). La intensidad es relativamente uniforme dentro de la región central, lo que lo hace adecuado para iluminación de inundación. La característica de emisión lateral es beneficiosa para aplicaciones que requieren una cobertura amplia.

5. Información mecánica y del paquete

5.1 Dimensiones del paquete

Las dimensiones del cuerpo del paquete PLCC-2 son 2,80 mm × 3,50 mm con una altura (espesor) de 0,65 mm. La vista inferior muestra dos almohadillas de contacto: el ánodo y el cátodo. La polaridad se indica mediante una muesca o marca en el paquete. El patrón de soldadura recomendado (huella) tiene dimensiones: 2,10 mm × 2,10 mm para cada almohadilla, con un paso de 2,08 mm. La longitud total recomendada de la almohadilla de soldadura es de 2,80 mm y el ancho de 3,50 mm (coincidiendo con el paquete). Todas las tolerancias son de ±0,2 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Polaridad y manipulación

El dispositivo está polarizado; el lado del cátodo suele estar marcado. Se debe tener cuidado de no aplicar voltaje inverso, lo que puede causar migración y daños. Al manipularlo, use pinzas en las superficies laterales, evite tocar la lente de silicona (superficie superior), ya que es blanda y puede atraer polvo o dañarse.

6. Pautas de soldadura y ensamblaje

6.1 Perfil de soldadura por reflujo

El LED está diseñado para soldadura por reflujo sin plomo. El perfil recomendado tiene una zona de precalentamiento (150–200 °C) durante 60–120 segundos, una velocidad de rampa máxima de 3 °C/s, un tiempo por encima de 217 °C de hasta 60 segundos, una temperatura máxima de 260 °C durante un máximo de 10 segundos y una velocidad de enfriamiento máxima de 6 °C/s. El tiempo total desde 25 °C hasta el pico debe ser dentro de 8 minutos. No se debe realizar el reflujo más de dos veces, y si el intervalo entre dos procesos de soldadura supera las 24 horas, los LED pueden absorber humedad y dañarse; se recomienda hornear antes del segundo reflujo.

6.2 Soldadura manual y reparación

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador ajustado por debajo de 300 °C durante no más de 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual. No se recomienda la reparación después del reflujo; si es inevitable, use un soldador de doble punta y valide previamente que las características del LED no se degraden.

6.3 Precauciones

• No aplique tensión mecánica al LED durante o inmediatamente después de la soldadura (especialmente cuando el paquete está caliente).
• Evite montar LED en PCB deformadas y no doble la placa después de la soldadura.
• No enfríe rápidamente el dispositivo después del reflujo; permita un enfriamiento natural a temperatura ambiente.

7. Información de embalaje y pedido

7.1 Cinta portadora y carrete

Los LED se suministran en cinta portadora gofrada con un ancho de 8,00 mm, paso de 4,00 mm y una cinta de cubierta. El diámetro del carrete es de 178 mm ±1 mm, el diámetro del cubo de 60 mm ±1 mm y el ancho de la cinta de 12 mm. Cada carrete contiene 4.000 piezas. La etiqueta del carrete incluye el número de pieza, número de especificación, número de lote, códigos de bin (VF, Φe, WLP), cantidad y código de fecha.

7.2 Sensibilidad a la humedad y almacenamiento

El dispositivo tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3. Antes de abrir la bolsa sellada de barrera contra la humedad, las condiciones de almacenamiento son ≤30 °C y ≤75% HR durante hasta un año. Después de abrir, los LED deben usarse dentro de las 24 horas si se almacenan a ≤30 °C y ≤60% HR. Si la tarjeta indicadora de humedad muestra exceso de humedad o se ha excedido el tiempo de almacenamiento, se requiere hornear a 60 ±5 °C durante ≥24 horas antes de su uso.

8. Notas de aplicación y consideraciones de diseño

8.1 Gestión térmica

Dado que la eficiencia y la vida útil del LED dependen en gran medida de la temperatura de unión, es crucial contar con una disipación de calor adecuada. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura es de 45 °C/W. Con una disipación de potencia de 0,7 W (por ejemplo, VF=3,5 V × IF=200 mA, pero la corriente máxima es de 180 mA, típicamente 150 mA da ~0,525 W), el aumento de temperatura de la unión sobre el punto de soldadura es de aproximadamente 0,525 × 45 = 23,6 °C. Si la temperatura ambiente es de 85 °C, la temperatura de unión sería de ~109 °C, superando el límite de 95 °C. Por lo tanto, para entornos de alta temperatura, se debe reducir la corriente o utilizar un disipador de calor más grande.

8.2 Diseño del circuito

Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante para evitar sobrecorriente debido a variaciones en el voltaje directo. No aplique voltaje inverso. La sensibilidad ESD es de 1000 V (HBM); utilice equipos de protección ESD durante la manipulación y el ensamblaje. El material del accesorio no debe contener compuestos de azufre por encima de 100 ppm, y el contenido de halógenos (bromo y cloro individualmente<900 ppm, total<1500 ppm) para evitar la corrosión del LED.

8.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, use alcohol isopropílico (IPA). Evite la limpieza por ultrasonidos, ya que puede dañar las uniones de alambre. Otros solventes deben probarse para determinar su compatibilidad con el encapsulante de silicona y el material del paquete. La superficie de silicona es blanda y puede atraer polvo; limpie suavemente si es necesario.

9. Comparación técnica

En comparación con los LED visibles estándar, este LED UV tiene un voltaje directo más alto (3,0–3,8 V frente a ~2,0–3,0 V para los visibles) y una eficiencia más baja (potencia radiante frente a flujo radiante). Sin embargo, ofrece un espectro de emisión UVA estrecho que está optimizado para procesos fotoquímicos. El paquete PLCC-2 se usa ampliamente y es compatible con la infraestructura existente de pick-and-place y reflujo. El producto compite con otros LED UV de potencia similar; su ventaja radica en un tamaño compacto, un amplio ángulo de visión y múltiples opciones de clasificación por bins para adaptar el rendimiento.

10. Preguntas frecuentes

P1: ¿Cómo selecciono el bin de voltaje directo correcto?
Elija el bin que coincida con el voltaje de cumplimiento de su controlador. Para un controlador de corriente constante de 150 mA con un voltaje de salida de 3,4 V, B12 (3,2–3,4 V) o B13 (3,4–3,6 V) serían adecuados. Siempre tenga en cuenta la caída de voltaje en el controlador y cualquier resistencia en serie.

P2: ¿Cuál es la vida útil esperada de este LED?
La vida útil no se indica explícitamente en la hoja de datos, pero con una gestión térmica adecuada (temperatura de unión por debajo de 85 °C), los LED UV típicos alcanzan vidas útiles L70 de 10.000 a 20.000 horas. Las temperaturas de unión altas reducirán drásticamente la vida útil.

P3: ¿Se puede pulsar el LED a una corriente más alta?
La corriente máxima pico directa es de 180 mA. Si se pulsa con un ciclo de trabajo bajo (<10%), pueden ser posibles corrientes de pulso más altas, pero no se deben exceder las clasificaciones máximas absolutas. Consulte al fabricante para obtener orientación.

P4: ¿Es dañina la salida UV para los humanos?
La radiación UVA (365–375 nm) puede causar envejecimiento de la piel y daño ocular con exposición prolongada. Se debe usar blindaje adecuado o gafas protectoras. El LED no es una fuente de UVC, pero aún así requiere precauciones.

11. Casos de uso prácticos

Caso 1 – Curado UV de PCB:Un sistema de curado de tinta de máscara de soldadura utiliza una matriz de estos LED. Con un ángulo de visión de 120°, una sola fila de LED puede iluminar uniformemente una cinta de 10 cm de ancho. El flujo radiante total de 180 mW por LED (bin 1B28) permite un curado rápido a una distancia de 5 mm.

Caso 2 – Lámpara de uñas:En una lámpara de curado de uñas, múltiples LED se disponen en semicírculo. El pico de 365–370 nm coincide con la absorción de fotoiniciadores en los esmaltes de gel. El tamaño compacto permite un diseño de lámpara delgado.

Caso 3 – Desinfección:Para la desinfección de superficies de objetos pequeños (por ejemplo, fundas de teléfonos), un solo LED accionado a 150 mA proporciona suficiente intensidad UVA para inactivar bacterias en un área de 10 cm² después de unos minutos de exposición. Se puede agregar un reflector para concentrar el haz.

12. Principio de funcionamiento de los LED UV

Este LED utiliza una estructura semiconductora basada en nitruro de galio (GaN) que emite luz cuando los electrones se recombinan con los huecos en la región activa. El paquete PLCC-2 consiste en un marco de conductores con un reflector integrado, un adhesivo para el chip, uniones de alambre y un encapsulante de silicona transparente a los UVA. La lente de silicona protege el chip y da forma a la salida de luz. La almohadilla térmica en la parte inferior del paquete permite la conducción de calor a la PCB. El dispositivo está diseñado para funcionamiento con corriente constante; el voltaje directo está determinado por la banda prohibida de la capa activa (≈3,4 eV para 365 nm).

13. Tendencias del mercado y la tecnología

Los LED UV están reemplazando cada vez más a las lámparas de mercurio tradicionales en aplicaciones de curado, desinfección y médicas debido a su tamaño pequeño, encendido/apagado instantáneo, sin tiempo de calentamiento y respeto al medio ambiente (sin mercurio). La tendencia es hacia densidades de potencia más altas (por ejemplo, 1 W por chip) y longitudes de onda más cortas (UVC para desinfección). Sin embargo, los LED UVA como este siguen siendo la columna vertebral para el curado porque son más eficientes y tienen una vida útil más larga que los LED UVC. Los desarrollos futuros incluyen una mejor eficiencia de extracción (mediante sustratos estampados o diseños flip-chip) y óptica integrada (por ejemplo, lentes colimadoras). El paquete PLCC-2 de este producto es una tecnología madura que permite una producción de bajo costo y alto volumen.