Especificación LED Blanco PLCC-2 - Tamaño 3.5x2.75x0.7mm - Voltaje 3.0-3.4V - Potencia 0.2W

1. Resumen del Producto

Este LED blanco se basa en un chip azul combinado con tecnología de conversión de fósforo, ofreciendo alta eficiencia y un amplio rango de temperatura de color. El encapsulado es un PLCC-2 estándar (portador de chips con conductores de plástico) con dimensiones de 3.5mm × 2.75mm × 0.7mm, adecuado para montaje superficial automatizado. Proporciona un flujo luminoso típico de 26-28 lúmenes a una corriente directa de 60mA, con una tensión directa de 3.0V a 3.4V. El dispositivo presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados, lo que lo hace ideal para iluminación general e indicadores. Cumple con RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3. El LED está disponible en múltiples temperaturas de color: 3000K (ERP 2780-3110K), 4000K (ERP 3770-4330K), 5700K (ANSI 5350-6050K), 6000K (ERP 5740-6530K) y 6500K (ERP 6050-6950K). El producto está diseñado para aplicaciones como pantallas interiores, iluminación tubular e iluminación general. Nota: no se recomienda para tiras flexibles debido a tensiones mecánicas.

2. Análisis Técnico Detallado de Parámetros

2.1 Características Ópticas y Eléctricas

En condiciones de prueba de Ts=25°C e IF=60mA, la tensión directa típica es de 3.12V (mín. 3.0V, máx. 3.4V). La corriente inversa a VR=5V es como máximo de 10μA, indicando una buena rectificación. El flujo luminoso para todas las variantes de CCT es típicamente de 26.5lm (mín. 26lm, máx. 28lm), siendo la versión de 3000K ligeramente inferior con típico 25.5lm (mín. 24lm, máx. 28lm). El índice de reproducción cromática (CRI) es típicamente de 71.5 (mín. 70), aceptable para iluminación general pero no para aplicaciones de alto CRI. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RthJ-S) es de 60°C/W, lo que debe considerarse en el diseño térmico.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

La disipación de potencia está limitada a 204mW, la corriente directa a 65mA (pico 120mA con ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La tensión inversa máxima es de 5V. La tolerancia a ESD (HBM) es de 2000V, con más del 90% de rendimiento en este nivel. El rango de temperatura de funcionamiento es de -40 a +85°C, almacenamiento de -40 a +100°C, y la temperatura máxima de unión es de 110°C. Estas clasificaciones nunca deben superarse para garantizar la fiabilidad.

3. Sistema de Clasificación por Bins

3.1 Clasificación por Tensión Directa y Flujo Luminoso

A IF=60mA, la tensión directa se clasifica en cuatro grupos: H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V). El flujo luminoso para todos los CCT se clasifica como QIA (26-28lm). La clasificación ajustada facilita un rendimiento consistente en los diseños de aplicación.

3.2 Clasificación por Cromaticidad

El diagrama de cromaticidad CIE 1931 muestra cinco bins específicos para diferentes temperaturas de color: E30 (blanco extra cálido, ~3000K), E40 (blanco cálido, ~4000K), A57 (blanco neutro, ~5700K), E60 (blanco frío, ~6000K), E65 (blanco luz día, ~6500K). Cada bin se define por cuatro coordenadas de esquina (X1Y1 a X4Y4) que definen la región de color aceptable. Por ejemplo, E30 tiene coordenadas: X1=0.4357, Y1=0.4144; X2=0.4212, Y2=0.3837; X3=0.4443, Y3=0.3916; X4=0.4588, Y4=0.4223. Estos bins garantizan la consistencia del color entre diferentes lotes de producción.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La Figura 1-7 muestra la relación exponencial: a medida que la tensión directa aumenta de 2.85V a 3.20V, la corriente se eleva desde casi cero hasta 70mA. En el punto de operación típico de 3.12V, la corriente es de 60mA. Esta curva es crítica para determinar la resistencia en serie adecuada en circuitos de accionamiento de tensión constante.

4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La Figura 1-8 muestra un aumento casi lineal de la intensidad relativa desde 0% a 0mA hasta 100% a 60mA y más allá. Operar por encima de 60mA puede aumentar el brillo pero puede reducir la vida útil debido a una mayor temperatura de unión.

4.3 Características de Temperatura

La Figura 1-9 muestra que el flujo luminoso relativo disminuye al aumentar la temperatura del punto de soldadura: a 85°C, el flujo cae aproximadamente al 85% del valor a 25°C. La Figura 1-10 muestra la reducción de la corriente directa máxima: a 85°C, la corriente permitida es de aproximadamente 40mA (frente a 70mA a 25°C) para mantener la temperatura de unión por debajo de 110°C. La Figura 1-11 muestra que la tensión directa disminuye ligeramente con la temperatura (aproximadamente -2mV/°C). Estas curvas son esenciales para la gestión térmica en el diseño de luminarias.

4.4 Patrón de Radiación

La Figura 1-12 muestra un patrón de radiación tipo Lambertiano: la intensidad relativa es del 100% a un ángulo de 0° y cae al 50% aproximadamente a ±60°, confirmando el ángulo de visión de 120°. El patrón es simétrico, adecuado para iluminación de amplias áreas.

4.5 Distribución Espectral

La Figura 1-13 muestra las distribuciones de potencia espectral para 3000K, 4000K y 6500K. El espectro de 3000K tiene un pico azul fuerte a ~450nm y una emisión de fósforo amarillo/rojo más amplia de 550-650nm. El espectro de 6500K tiene un pico azul más pronunciado y menos contenido rojo. Estos espectros cumplen con los estándares ERP y ANSI para los bins de CCT respectivos.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

La vista superior muestra un cuerpo de encapsulado de 3.50mm de largo y 2.75mm de ancho. La altura de la vista lateral es de 0.70mm (excluyendo las almohadillas de soldadura). La vista inferior indica dos almohadillas: ánodo (A) y cátodo (C). La polaridad está marcada con un símbolo "+" cerca del ánodo. Se proporciona un patrón de soldadura para el diseño de PCB: las dimensiones recomendadas de la almohadilla son de 2.10mm × 0.40mm para cada almohadilla (total 2.10mm × 1.10mm para el área rectangular) con una separación de 2.10mm entre almohadillas. Todas las tolerancias son de ±0.05mm a menos que se indique lo contrario. Las unidades están en milímetros.

5.2 Cinta Portadora y Carrete

La cinta portadora tiene un ancho de 8mm con un paso de bolsillo de 4.00mm. Cada bolsillo contiene un LED con la marca de polaridad que indica la dirección. La dirección de alimentación es a lo largo de la cinta. El carrete tiene dimensiones: A=12.4mm ±0.3mm, B=400mm ±2mm, C=100mm ±0.4mm, D=14.3mm ±0.3mm (diámetro interior del cubo). Una etiqueta en el carrete especifica el número de pieza, número de especificación, número de lote, códigos de bin (flujo, cromaticidad, tensión), longitud de onda (si aplica), cantidad y fecha.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo sin plomo recomendado: tasa de aumento promedio ≤3°C/s; precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos; tiempo por encima de 217°C (TL) hasta 60 segundos; temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos; tasa de enfriamiento ≤6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico debe ser ≤8 minutos. No realice más de dos pasos de reflujo. Evite tensiones mecánicas durante el calentamiento. Soldadura manual: temperatura del hierro<300°C durante<3 segundos, una sola vez. Es posible reparar con un soldador de doble punta, pero debe evaluarse el daño al LED.

6.2 Precauciones de Manipulación

El encapsulado es de silicona, que es blanda. Evite presión sobre la superficie superior. No monte sobre PCB curvada. Evite el enfriamiento rápido después de la soldadura. El entorno de funcionamiento debe limitar los compuestos de azufre a<100PPM; bromo<900PPM; cloro<900PPM; Br+Cl total<1500PPM. Los COV de los materiales de la luminaria pueden decolorar la silicona; pruebe la compatibilidad. Use pinzas para manipular por las superficies laterales. Diseñe el circuito con resistencias limitadoras de corriente para evitar quemaduras por cambios de voltaje. El diseño térmico es crítico: la temperatura de unión debe mantenerse por debajo de 110°C.

7. Información de Empaque y Pedido

7.1 Especificación de Empaque

La cantidad de empaque estándar es de 23,000 piezas por carrete. El carrete se coloca en una bolsa barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se empaqueta en una caja de cartón. Nivel de sensibilidad a la humedad 3: después de abrir la bolsa, los dispositivos deben usarse dentro de las 24 horas si se almacenan a ≤30°C/60%HR. Si no, se requiere horneado: 24 horas a 60°C ±5°C.

7.2 Información de la Etiqueta

La etiqueta incluye: N.° de pieza, N.° de especificación, N.° de lote, Código de bin (para flujo, cromaticidad, tensión), Longitud de onda (si aplica), Cantidad y Fecha. La convención de nomenclatura del modelo se basa en el sistema interno de Refond (mostrado como RF-PxxMI32DS-AF-N-Y), que codifica CCT, tipo de encapsulado y otras características.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Aplicaciones Típicas

Este LED es adecuado para indicadores ópticos, pantallas interiores, aplicaciones de iluminación tubular e iluminación general. Su amplio ángulo de visión y múltiples opciones de CCT lo hacen flexible para iluminación ambiental. En diseños de iluminación tubular, se pueden colocar múltiples LED en un PCB lineal para lograr una distribución uniforme de la luz.

8.2 Consideraciones de Diseño

Opere siempre por debajo de las clasificaciones máximas absolutas. Use resistencias en serie adecuadas para estabilizar la corriente. Proporcione una disipación de calor adecuada, especialmente en altas temperaturas ambientales. Evite colocar los LED en entornos con alto contenido de azufre. Para aplicaciones en exteriores, puede ser necesaria protección adicional contra la humedad. La lente de silicona blanda puede atraer polvo; limpie con alcohol isopropílico si es necesario. No se recomienda la limpieza ultrasónica.

9. Comparación de Tecnología

En comparación con los LED tradicionales de orificio pasante, este encapsulado PLCC-2 ofrece una huella más pequeña, un perfil más bajo y compatibilidad con procesos SMT automatizados, reduciendo el costo de ensamblaje. En comparación con otros encapsulados SMD (por ejemplo, 2835, 3528), este dispositivo de 3.5×2.75mm ofrece un equilibrio entre salida de luz y rendimiento térmico. La resistencia térmica de 60°C/W es moderada, lo que requiere un diseño térmico cuidadoso para aplicaciones de alta potencia. El ángulo de visión de 120° es más amplio que muchos LED direccionales, lo que lo hace adecuado para iluminación uniforme. El CRI de 70-71 es típico para LED blancos estándar; para aplicaciones que requieren una reproducción cromática alta, se deben considerar otros productos con CRI>80.

10. Preguntas Frecuentes

P: ¿Puede este LED funcionar continuamente a 65mA?R: Sí, 65mA es la corriente directa máxima absoluta a 25°C. Sin embargo, se requiere reducción a temperaturas ambientales más altas; consulte la curva de reducción (Fig 1-10). Para una operación confiable a largo plazo, se recomienda 60mA.

P: ¿Cuál es la vida útil típica?R: Aunque no se indica explícitamente en la hoja de datos, los LED blancos típicos con esta construcción tienen vidas útiles L70 que superan las 50,000 horas a la corriente nominal y con una gestión térmica adecuada, según los estándares de la industria.

P: ¿Es compatible este LED con el atenuación por modulación de ancho de pulso (PWM)?R: Sí, el dispositivo se puede atenuar mediante PWM si la corriente pico no supera los 120mA y el ciclo de trabajo está limitado (por ejemplo, 1/10) para mantener la corriente promedio dentro de los límites. Asegúrese de que la frecuencia PWM esté por encima de 100Hz para evitar parpadeo visible.

P: ¿Qué tan sensible es el color a la corriente de excitación?R: Los LED blancos muestran un ligero cambio de color con la corriente debido a cambios en la temperatura de unión y la eficiencia del fósforo. Para un color consistente, use un controlador de corriente constante y un entorno térmico estable.

11. Caso Práctico de Diseño

Considere una iluminación tubular de 20W que utiliza 100 piezas de este LED. Cada LED se excita a 60mA, 3.1V (típico), resultando en ~0.186W por LED, total 18.6W. El PCB es una placa con núcleo de aluminio para disipar el calor. El flujo luminoso promedio por LED es de 26.5lm, total 2650lm. Con pérdidas ópticas del 15%, la salida de la luminaria sería de aproximadamente 2250lm, logrando una eficacia del sistema de aproximadamente 120lm/W. Se elige el bin de cromaticidad E40 (4000K) para una apariencia de blanco neutro. Los LED se colocan en una matriz lineal con un paso de 10mm, y un difusor proporciona una distribución uniforme de la luz. La simulación térmica muestra una temperatura de unión por debajo de 85°C a temperatura ambiente de 25°C, garantizando una larga vida útil.

12. Principio de Funcionamiento

El LED blanco utiliza un chip LED InGaN/GaN emisor de azul (~450nm) que excita una capa de fósforo YAG:Ce emisor de amarillo. La combinación de luz azul y amarilla produce luz blanca. La temperatura de color exacta está determinada por la composición y el grosor del fósforo. Esta es una tecnología bien establecida para LED blancos de alta eficacia. Para bins de CCT específicos, se utilizan diferentes mezclas de fósforo (por ejemplo, agregando fósforo rojo para CCT más cálido como 3000K). El dispositivo funciona bajo polarización directa donde los electrones y los huecos se recombinan en el pozo cuántico para emitir fotones. El amplio ángulo de visión se logra mediante el encapsulado de silicona en forma de domo que actúa como lente.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en los LED blancos continúa hacia una mayor eficacia (>200 lm/W), un CRI mejorado (>90) y encapsulados más pequeños. Nuevas tecnologías de fósforo (por ejemplo, fósforos de nitruro) permiten una gama de colores más amplia y una mejor estabilidad. La integración de LED con control inteligente (por ejemplo, ajuste de color) está aumentando en demanda. Este encapsulado PLCC-2 puede ser reemplazado por encapsulados a nivel de chip (CSP) para una huella aún más pequeña. Sin embargo, PLCC sigue siendo popular para iluminación general debido a su fiabilidad y facilidad de manipulación. El uso de materiales libres de plomo y el cumplimiento de RoHS es estándar. Los desarrollos futuros pueden incluir una mayor densidad de corriente y una mejor resistencia térmica para reducir el costo del sistema.