Hoja de Datos de LED UVA 2835 SMD - Paquete 2.8x3.5mm - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para una serie de Diodos Emisores de Luz (LEDs) de Ultravioleta-A (UVA) de alto rendimiento, alojados en un paquete compacto de dispositivo de montaje superficial (SMD). El dominio de aplicación principal de estos componentes son sistemas que requieren emisión ultravioleta controlada dentro del rango de 365-370 nanómetros.

Las ventajas principales de esta serie de productos incluyen su alta eficacia radiante, que se traduce en más salida óptica por unidad de entrada eléctrica, y su perfil de bajo consumo de energía. El dispositivo presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados, asegurando una irradiación amplia y uniforme en sus aplicaciones objetivo. Su factor de forma, que mide 2.8mm de largo y 3.5mm de ancho, lo hace adecuado para integrarse en ensamblajes electrónicos modernos con espacio limitado.

El producto está diseñado para cumplir con las principales normas internacionales ambientales y de seguridad. Se confirma que cumple con RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), se fabrica utilizando procesos sin plomo (Pb-free) y se adhiere al reglamento REACH de la UE. Además, cumple con los requisitos libres de halógenos, manteniendo el contenido de bromo (Br) y cloro (Cl) por debajo de los límites especificados (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.1 Aplicaciones Objetivo

La longitud de onda específica y las características de salida hacen que esta serie de LED sea ideal para varias aplicaciones de nicho:

• Curado UV de Uñas:Utilizado en dispositivos para curar esmaltes de uñas en gel.
• Detección de Falsificaciones con UV:Empleado en escáneres y detectores para revelar características de seguridad en billetes, documentos o productos que fluorescen bajo luz UVA.
• Trampas para Mosquitos con UV:Integrado en dispositivos para atrapar insectos donde la luz UVA atrae insectos voladores.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Corriente Directa Máxima en CC (I_F):120 mA
• Resistencia Máxima a ESD (Modelo Cuerpo Humano):2000 V
• Resistencia Térmica (R_th):25 °C/W. Este parámetro indica la eficacia con la que el calor viaja desde la unión del LED hasta el pad de soldadura. Un valor más bajo es mejor para la gestión térmica.
• Temperatura Máxima de Unión (T_J):110 °C. La temperatura en el propio chip semiconductor no debe exceder este límite.
• Rango de Temperatura de Operación (T_Opr):-40 °C a +85 °C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_Stg):-40 °C a +100 °C.

2.2 Características Electro-Ópticas

El punto de operación típico y el rendimiento para el código de pedido listado se definen a continuación. Todas las mediciones se toman típicamente a una temperatura del pad de soldadura de 25°C, a menos que se especifique lo contrario.

• Corriente Directa (I_F):60 mA (Punto de Operación Típico)
• Voltaje Directo (V_F):3.2 V a 3.8 V (a I_F= 60mA)
• Longitud de Onda Pico (λ_P):365 nm a 370 nm
• Flujo Radiante (Φ_e):
  • Mínimo: 70 mW
  • Típico: 90 mW
  • Máximo: 130 mW

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios mínimos específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación por Flujo Radiante

Los LEDs se categorizan según su salida mínima de flujo radiante a la corriente de operación. Los códigos de lote (R5, R6, R7, R8, R9, S1) representan niveles de salida crecientes, desde un mínimo de 70mW (R5) hasta 130mW (S1). La tolerancia de medición es ±10%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Pico

La longitud de onda está estrictamente controlada. Todos los dispositivos de esta serie caen dentro de un solo lote etiquetado "U36", que garantiza una longitud de onda pico entre 365nm y 370nm, con una tolerancia de medición de ±1nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Los dispositivos también se clasifican por su caída de voltaje directo a 60mA. Se definen tres lotes:

• 3234: V_F= 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F= 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F= 3.6V - 3.8V

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva IV)

La curva proporcionada ilustra la relación no lineal entre el voltaje aplicado a través del LED y la corriente resultante. Para un driver de corriente constante ajustado a 60mA, la caída de voltaje esperada estará dentro del rango de 3.2V-3.8V definido en las características eléctricas. La curva muestra cómo el voltaje aumenta con la corriente, enfatizando la necesidad de una regulación de corriente adecuada, no de voltaje, para controlar la salida de luz y prevenir la fuga térmica.

4.2 Flujo Radiante Relativo vs. Corriente Directa

Este gráfico demuestra que la salida óptica (flujo radiante) es aproximadamente proporcional a la corriente directa. Aumentar la corriente de alimentación aumentará la salida de luz. Sin embargo, operar por encima de los 60mA recomendados generará más calor, reduciendo potencialmente la eficacia y la vida útil, como se muestra en la curva de derating.

4.3 Flujo Radiante Relativo vs. Temperatura de Unión

Esta es una característica crítica para la gestión térmica. La curva muestra que a medida que la temperatura de unión (T_J) aumenta, la salida de flujo radiante disminuye. Este coeficiente de temperatura negativo resalta la importancia de un diseño térmico efectivo (por ejemplo, usar un PCB con vías térmicas, área de cobre adecuada y posiblemente un disipador de calor) para mantener la temperatura de unión del LED lo más baja posible durante la operación, asegurando una salida de luz estable y máxima.

4.4 Longitud de Onda Pico vs. Temperatura de Unión

La longitud de onda de emisión pico de un LED tiene una ligera dependencia de la temperatura. Este gráfico cuantifica ese desplazamiento para este dispositivo UVA. Comprender este cambio es importante para aplicaciones donde la longitud de onda exacta es crítica, como en ciertos procesos de curado o fluorescencia.

4.5 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral relativa muestra la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para este LED UVA, la emisión se centra alrededor del pico de 365-370nm con un ancho espectral característico. Esta información es vital para aplicaciones sensibles a bandas espectrales UV específicas.

4.6 Curva de Derating

La curva de derating proporciona la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura medida en el pad de soldadura (lado del ánodo). A medida que aumenta la temperatura del pad de soldadura, la corriente de operación segura máxima debe reducirse para evitar exceder la temperatura máxima de unión de 110°C. Esta curva es esencial para diseñar sistemas confiables, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Mecánicas

El paquete del LED tiene una huella rectangular de 2.8mm x 3.5mm. Los planos dimensionales detallados especifican la ubicación exacta de los pads de soldadura, la geometría de la lente y la ubicación del pad térmico. Se observa que el pad térmico está conectado eléctricamente al cátodo. Las tolerancias dimensionales estándar son ±0.2mm a menos que se indique lo contrario. Una nota crítica de manejo advierte contra la aplicación de fuerza en la lente, ya que esto puede causar fallas en el dispositivo.

5.2 Diseño de Pads de Soldadura y Polaridad

El diagrama del patrón de soldadura identifica claramente los pads del ánodo y el cátodo. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje. El diseño incluye un pad térmico central para facilitar la transferencia de calor desde el chip del LED a la placa de circuito impreso (PCB).

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Proceso de Soldadura por Reflujo

Esta serie de LED UVA es adecuada para procesos estándar de montaje de Tecnología de Montaje Superficial (SMT). Las pautas clave incluyen:

• La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo para evitar estrés térmico.
• Se debe minimizar el estrés mecánico en el cuerpo del LED durante la fase de calentamiento de la soldadura.
• La placa de circuito no debe doblarse ni flexionarse después de que los LEDs estén soldados en su lugar.
• Si se usa adhesivo, su proceso de curado debe seguir perfiles de horno estándar compatibles con el componente.

Se sugiere un perfil típico de soldadura por reflujo, mostrando la relación tiempo-temperatura recomendada para las fases de precalentamiento, saturación, reflujo y enfriamiento para asegurar una junta de soldadura confiable sin dañar el LED.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Empaquetado en Cinta y Carrete

Para el montaje automatizado pick-and-place, los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes. La cantidad de empaquetado estándar es de 2000 piezas por carrete. Se proporcionan planos dimensionales detallados para los bolsillos de la cinta portadora y el carrete en sí, con tolerancias típicas de ±0.1mm.

7.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Los componentes se empaquetan en bolsas de barrera resistentes a la humedad para prevenir la absorción de humedad atmosférica, lo que podría causar "efecto palomita de maíz" (agrietamiento del paquete) durante el proceso de reflujo a alta temperatura. Una vez abierta la bolsa sellada, los componentes deben usarse dentro de un plazo específico o secarse según las pautas estándar IPC/JEDEC antes de la soldadura.

7.3 Nomenclatura del Producto (Código de Pedido)

El código de pedido completo es una cadena estructurada que codifica todas las especificaciones clave. Por ejemplo:UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2Tse desglosa de la siguiente manera:

• UVA2835TZ0112:Número de parte base (UVA, paquete 2835, material PCT, con Zener, 1 chip, ángulo 120°).
• P:Orientación del chip (lado P hacia arriba).
• UA:Código de Índice de Reproducción Cromática (UVA).
• 6570:Código de rango de longitud de onda.
• 120:Código de especificación de flujo radiante máximo.
• X38:Rango de voltaje directo (3.2V-3.8V).
• 060:Corriente directa nominal (60mA).
• 2:Tipo de empaquetado (2,000 piezas por carrete).
• T:Código de empaquetado en cinta.

7.4 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios campos para trazabilidad e identificación:

• P/N:El número de producción del fabricante.
• QTY:La cantidad de componentes en el carrete.
• CAT / HUE / REF:Códigos para el lote de Flujo Radiante, Color (Longitud de Onda) y Voltaje Directo, respectivamente.
• LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Gestión Térmica

Dada la resistencia térmica de 25°C/W y el impacto negativo de la temperatura en la salida y la longitud de onda, una disipación de calor efectiva es primordial. Los diseñadores deben:

• Usar un PCB con un patrón de pad térmico dedicado conectado a planos de tierra internos o grandes áreas de cobre.
• Incorporar múltiples vías térmicas debajo del pad térmico del LED para conducir el calor a otras capas del PCB o a un disipador de calor externo.
• Consultar la curva de derating para asegurar que la corriente de operación sea apropiada para la temperatura máxima esperada del pad de soldadura en la aplicación.

8.2 Alimentación Eléctrica

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Se recomienda encarecidamente un circuito driver de corriente constante sobre una simple resistencia en serie o fuente de voltaje, especialmente para una salida consistente y longevidad. El driver debe diseñarse para suministrar una corriente estable de 60mA (o una corriente más baja según los requisitos de derating) y debe ser capaz de soportar el rango de voltaje directo de 3.2V a 3.8V.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados proporciona un haz amplio. Para aplicaciones que requieren luz UV enfocada o colimada, serán necesarias ópticas secundarias (lentes o reflectores). El material de estas ópticas debe ser transparente a las longitudes de onda UVA (por ejemplo, vidrio especializado o plásticos estables a UV como PMMA).

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con las antiguas lámparas UV de orificio pasante o paquetes SMD más grandes, este LED UVA 2835 ofrece ventajas significativas:

• Tamaño e Integración:La huella compacta 2835 permite una colocación de mayor densidad e integración en dispositivos modernos más pequeños.
• Eficiencia:La alta eficacia radiante conduce a un menor consumo de energía y una reducción en la generación de calor para una salida de luz dada.
• Vida Útil:Los LEDs de estado sólido típicamente tienen una vida operativa mucho más larga que las bombillas UV tradicionales.
• Encendido/Apagado Instantáneo:Los LEDs alcanzan la salida completa al instante, a diferencia de algunas bombillas que requieren tiempo de calentamiento.
• Ambiental:El cumplimiento de RoHS, Libre de Halógenos y REACH satisface estrictas regulaciones ambientales globales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre flujo radiante (mW) y flujo luminoso (lm)?

El flujo luminoso (medido en lúmenes) está ponderado por la sensibilidad del ojo humano (visión fotópica). El flujo radiante (medido en vatios) es la potencia óptica total emitida, independientemente de la visibilidad. Dado que la luz UVA es en gran parte invisible para los humanos, su rendimiento se especifica correctamente en flujo radiante (mW).

10.2 ¿Por qué es necesario un driver de corriente constante?

El voltaje directo de un LED varía con la temperatura y de una unidad a otra (como se ve en la clasificación). Una fuente de voltaje constante causaría grandes variaciones en la corriente, llevando a una salida de luz inconsistente y posibles daños por sobrecorriente. Una fuente de corriente constante asegura un rendimiento estable y predecible.

10.3 ¿Puedo alimentar este LED a su corriente máxima de 120mA?

El Límite Absoluto Máximo de 120mA es un límite de estrés, no una condición de operación recomendada. La operación continua a esta corriente generaría calor excesivo, probablemente excediendo la temperatura máxima de unión a menos que se use una solución de enfriamiento excepcional. La corriente de operación recomendada es 60mA, como se define en la tabla de características eléctricas. Se debe consultar la curva de derating para cualquier operación por encima de la temperatura ambiente.

10.4 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación al realizar un pedido?

Seleccione lotes basándose en los requisitos mínimos de su aplicación. Por ejemplo, si su sistema necesita al menos 90mW de salida UV, debe especificar los lotes R7, R8, R9 o S1. Si su circuito driver tiene restricciones de voltaje estrictas, puede necesitar especificar un lote particular de voltaje directo (por ejemplo, 3234). El código de pedido completo incorpora estas selecciones de lote.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

11.1 Caso: Detector Portátil de Billetes Falsos con UV

Objetivo de Diseño:Crear un dispositivo portátil y alimentado por batería para verificar billetes.

Implementación:Una matriz de 4 a 6 de estos LEDs UVA puede ser alimentada en serie por un pequeño y eficiente convertidor elevador/driver de corriente constante alimentado por una batería de Li-ion de 3.7V. El amplio ángulo de haz de 120° elimina la necesidad de ópticas complejas, permitiendo una colocación simple detrás de una ventana transmisora de UV. El tamaño compacto 2835 mantiene el PCB pequeño. La gestión térmica es menos crítica aquí debido al uso intermitente y de corta duración típico de tal dispositivo. El diseñador seleccionaría un lote de flujo radiante (por ejemplo, R7 o superior) para asegurar una intensidad de iluminación adecuada.

12. Introducción al Principio Técnico

Los LEDs UVA operan bajo el principio de electroluminiscencia en materiales semiconductores. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n del chip del LED, los electrones y huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda específica de estos fotones (en este caso, 365-370nm) está determinada por la energía de la banda prohibida de los materiales semiconductores utilizados en la construcción del chip, típicamente involucrando nitruro de aluminio y galio (AlGaN) o compuestos similares de III-nitruro. La radiación UVA emitida no es visible para el ojo humano pero puede causar fluorescencia en ciertos materiales e iniciar reacciones fotoquímicas, que es la base para sus aplicaciones en curado y detección.

13. Tendencias Tecnológicas

El campo de los LEDs UV está avanzando rápidamente. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor Eficacia:La investigación en curso tiene como objetivo mejorar la eficiencia de conversión de energía (potencia óptica de salida / potencia eléctrica de entrada) de los LEDs UVA, reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Longitudes de Onda Más Cortas:El desarrollo continúa hacia LEDs UVB y UVC confiables y eficientes para aplicaciones en esterilización, terapia médica y detección.
• Mayor Densidad de Potencia:Las mejoras en el diseño del chip y la gestión térmica del paquete están permitiendo dispositivos individuales con mayor salida de flujo radiante.
• Mejora de la Vida Útil y Confiabilidad:Los avances en materiales y empaquetado están extendiendo la vida operativa de los LEDs UV, haciéndolos viables para aplicaciones industriales más exigentes.
• Reducción de Costos:A medida que aumentan los volúmenes de fabricación y los procesos maduran, el costo por milivatio de salida UV continúa disminuyendo, abriendo nuevas aplicaciones de mercado.