Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 2. Análisis de Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Eléctricas/Ópticas (a Ts=25°C, IF=100mA)
- 2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
- 3. Explicación del Sistema de Contenedores
- 3.1 Contenedores de Tensión Directa
- 3.2 Contenedores de Flujo Luminoso
- 3.3 Contenedores de Cromaticidad (C.I.E. 1931)
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa
- 4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
- 4.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa y Corriente Directa
- 4.4 Distribución Espectral
- 5. Información Mecánica y del Encapsulado
- 5.1 Dimensiones del Encapsulado
- 5.2 Identificación de Polaridad
- 6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual
- 6.3 Reparación
- 6.4 Condiciones de Almacenamiento
- 7. Información de Empaque y Pedido
- 7.1 Cinta Portadora y Carrete
- 7.2 Información de la Etiqueta
- 7.3 Empaque Resistente a la Humedad
- 8. Recomendaciones de Aplicación
- 8.1 Aplicaciones Típicas
- 8.2 Consideraciones de Diseño
- 9. Comparación Tecnológica
- 10. Preguntas Frecuentes
- 10.1 ¿Puedo alimentar este LED con una corriente superior a 120mA?
- 10.2 ¿Cuál es la vida útil típica?
- 10.3 ¿Cómo debo soldar el LED para evitar daños?
- 10.4 ¿Puedo usar este LED en aplicaciones exteriores?
- 11. Casos Prácticos de Diseño
- 11.1 Retroadaptación de Bombilla LED
- 11.2 Módulo de Iluminación Lineal
- 12. Principio de Funcionamiento
- 13. Tendencias de Desarrollo
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción General del Producto
Este LED blanco es un dispositivo de montaje superficial de alto rendimiento fabricado con tecnología de chip azul y conversión de fósforo. El producto está alojado en un encapsulado compacto PLCC-2 de 2.8 mm x 3.5 mm x 0.7 mm, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones de iluminación donde el espacio y la eficiencia son críticos. Las características principales incluyen un ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados, compatibilidad con todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura, y cumplimiento con RoHS. El LED tiene un nivel de sensibilidad a la humedad 3 y se entrega en cinta y carrete (12,000 piezas por carrete). Las aplicaciones típicas incluyen iluminación interior, iluminación de bombillas y aplicaciones interiores generales.
2. Análisis de Parámetros Técnicos
2.1 Características Eléctricas/Ópticas (a Ts=25°C, IF=100mA)
La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos y ópticos clave medidos a una corriente directa de 100mA y temperatura de soldadura de 25°C.
- Tensión Directa (VF):El producto se clasifica en dos rangos de tensión: Y0 (8.6-9.0V) y Z0 (9.0-9.4V). La tensión directa típica es de 8.9V para Y0 y 9.2V para Z0 (extrapolado de valores típicos).
- Flujo Luminoso (Φ):Hay tres contenedores de flujo disponibles: FC6 (140-150 lm), FC7 (150-160 lm) y FC8 (160-170 lm). Para RF-W6HP32DS-FH-I3 y RF-W57HP32DS-FH-I3, los valores de flujo luminoso se especifican dentro de estos rangos.
- Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=15V.
- Ángulo de Visión (2θ½):120 grados (típico).
- Índice de Reproducción Cromática (CRI):Mínimo 80, típico 81.5.
- Resistencia Térmica (RTHJ-S):15 °C/W (típico).
2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
- Disipación de Potencia (PD): 1080 mW
- Corriente Directa (IF): 120 mA (DC), 220 mA (pico, ciclo de trabajo 1/10, pulso de 0.1ms)
- Tensión Inversa (VR): 15 V
- Descarga Electroestática (HBM): 2000 V
- Temperatura de Operación (TOPR): -40 a +105 °C
- Temperatura de Almacenamiento (TSTG): -40 a +105 °C
- Temperatura de Unión (TJ): 125 °C
Notas importantes:La tolerancia de medición de la tensión directa anterior es ±0.1V. La tolerancia de medición de coordenadas de color es 0.005. La tolerancia de medición de intensidad luminosa es ±10%. La disipación de potencia no debe exceder la clasificación máxima absoluta. Todas las mediciones se realizan bajo condiciones estandarizadas.
3. Explicación del Sistema de Contenedores
3.1 Contenedores de Tensión Directa
La tensión directa se divide en dos contenedores (a IF=100mA): Y0 (8.6-9.0V) y Z0 (9.0-9.4V). Para RF-W57HP32DS-FH-I3 y RF-W6HP32DS-FH-I3, el rango de tensión es Y0 y Z0 respectivamente, según se indica.
3.2 Contenedores de Flujo Luminoso
Hay tres contenedores de flujo disponibles: FC6 (140-150 lm), FC7 (150-160 lm) y FC8 (160-170 lm). Los productos específicos se asignan de la siguiente manera: RF-W57HP32DS-FH-I3 (FC6), RF-W6HP32DS-FH-I3 (FC7/FC8).
3.3 Contenedores de Cromaticidad (C.I.E. 1931)
Las coordenadas de color se definen en elipses de MacAdam de 6 pasos. Se especifican dos contenedores de color: A57 y A65. Sus coordenadas cromáticas se proporcionan en la tabla a continuación (Tabla 1-4):
- Contenedor A57:(x1,y1)=(0.3203,0.3432); (x2,y2)=(0.3368,0.3581); (x3,y3)=(0.3365,0.3403); (x4,y4)=(0.3212,0.3257)
- Contenedor A65:(x1,y1)=(0.3245,0.3567); (x2,y2)=(0.3074,0.3400); (x3,y3)=(0.3085,0.3233); (x4,y4)=(0.3256,0.3399)
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa
La Figura 1-7 muestra que la tensión directa aumenta con la corriente directa en un comportamiento típico de diodo. A 100mA, la tensión es de aproximadamente 9V. Para corrientes más altas (hasta 120mA), la tensión aumenta ligeramente.
4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
La Figura 1-8 indica que la intensidad luminosa relativa aumenta proporcionalmente con la corriente directa, de manera casi lineal. A 100mA, la intensidad relativa es aproximadamente 1.0 (normalizada).
4.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa y Corriente Directa
Las Figuras 1-9 y 1-10 muestran que a medida que aumenta la temperatura de soldadura, la intensidad relativa disminuye debido a la reducción de la eficiencia cuántica. La temperatura máxima de unión es de 125°C, por lo que se requiere una reducción de potencia por encima de 25°C. Las curvas proporcionan pautas para la corriente permitida a temperaturas elevadas.
4.4 Distribución Espectral
La Figura 1-13 muestra un espectro típico de LED blanco con un pico azul alrededor de 450nm y una amplia emisión de fósforo amarillo que se extiende desde 500nm hasta 700nm. La temperatura de color correlacionada (CCT) corresponde a los contenedores de cromaticidad (por ejemplo, A57 ~ 5700K, A65 ~ 6500K).
5. Información Mecánica y del Encapsulado
5.1 Dimensiones del Encapsulado
El encapsulado tiene dimensiones de 2.80 mm (largo) × 3.50 mm (ancho) × 0.70 mm (alto). La vista superior muestra un contorno rectangular con dos almohadillas de contacto. La vista lateral indica un perfil bajo. La vista inferior muestra dos almohadillas: ánodo (A) y cátodo (C) con marcado de polaridad. Se proporciona un patrón de soldadura recomendado con dimensiones de almohadilla: 2.10 mm (largo), 1.96 mm (ancho), separación 0.50 mm. Todas las dimensiones en milímetros, tolerancia ±0.05 mm a menos que se indique.
5.2 Identificación de Polaridad
La polaridad está marcada en la parte inferior: A para ánodo, C para cátodo. El lado del cátodo también tiene un pequeño punto de marcado en la superficie superior para una fácil identificación.
6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
El perfil de soldadura por reflujo recomendado se basa en los estándares JEDEC. Parámetros clave:
- Velocidad de rampa promedio: máx. 3 °C/s (de Tsmin a Tp)
- Precalentamiento: 150°C (mín.) a 200°C (máx.), duración 60-120 segundos
- Tiempo por encima de 217°C (TL): máx. 60 segundos
- Temperatura pico (TP): 260°C, máx. 10 segundos
- Velocidad de enfriamiento: máx. 6 °C/s
- Tiempo desde 25°C hasta pico: máx. 8 minutos
Importante: No se permiten más de dos ciclos de reflujo. Si transcurren más de 24 horas entre el primer y segundo reflujo, los LED pueden absorber humedad y dañarse. No aplique tensión mecánica sobre los LED durante el calentamiento.
6.2 Soldadura Manual
Si es necesaria la soldadura manual, mantenga la temperatura del hierro por debajo de 300°C y la duración inferior a 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual.
6.3 Reparación
No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, use un soldador de doble punta y confirme que las características no se dañen.
6.4 Condiciones de Almacenamiento
Antes de abrir la bolsa de aluminio: almacenar a ≤30°C y ≤75% HR durante hasta un año. Después de abrir: usar dentro de 24 horas a ≤30°C y ≤60% HR. Si el material absorbente de humedad se ha decolorado o el tiempo de almacenamiento ha excedido, hornear a 60±5°C durante >24 horas antes de usar.
7. Información de Empaque y Pedido
7.1 Cinta Portadora y Carrete
Las piezas se empaquetan en cinta portadora con dimensiones: paso 4.00 mm, ancho 8.00 mm, tamaño de bolsillo 3.02 mm × 5.24 mm, profundidad 1.55 mm. Dimensiones del carrete: A (12.2±0.3 mm), B (79.6±0.2 mm), C (14.2±0.2 mm), D (290±2 mm). Cada carrete contiene 12,000 piezas.
7.2 Información de la Etiqueta
Las etiquetas incluyen: Número de Pieza, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Contenedor, Flujo Luminoso (Φ), Contenedor de Cromaticidad (XY), Tensión Directa (VF), Longitud de Onda (WLD), Cantidad (QTY) y Fecha.
7.3 Empaque Resistente a la Humedad
Los carretes se colocan en una bolsa barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad, luego se empaquetan en cajas de cartón.
8. Recomendaciones de Aplicación
8.1 Aplicaciones Típicas
- Iluminación interior (downlights, paneles luminosos)
- Iluminación de bombillas (bombillas LED de retroadaptación)
- Aplicaciones interiores generales (troferes, tiras de luz)
8.2 Consideraciones de Diseño
- Gestión térmica: La temperatura de unión no debe exceder los 125°C. Se debe proporcionar una disipación de calor adecuada. La resistencia térmica (unión a punto de soldadura) es de 15°C/W.
- Reducción de corriente: Use una fuente de corriente constante para evitar sobrecorriente. La corriente directa máxima es de 120 mA DC, pero a altas temperaturas ambiente, reduzca la corriente en consecuencia.
- Protección ESD: Este LED es sensible a descargas electrostáticas (HBM 2000V). Use conexión a tierra adecuada y manipulación segura contra ESD durante el ensamblaje.
- Contenido de azufre y halógenos: Asegúrese de que los materiales del accesorio (adhesivos, selladores, reflectores) tengan bajo contenido de azufre (<100 ppm) y bajo contenido de bromo/cloro (cada<900 ppm, total<1500 ppm) para prevenir corrosión y decoloración.
- COVs: Evite materiales que emitan vapores orgánicos, ya que pueden penetrar el encapsulado de silicona y reducir la emisión de luz.
- Limpieza: Si se requiere limpieza después de la soldadura, use alcohol isopropílico. No se recomienda la limpieza por ultrasonido. No use solventes que puedan atacar la silicona.
9. Comparación Tecnológica
En comparación con los LED de potencia media convencionales (por ejemplo, encapsulados 2835 o 3030), este LED PLCC-2 ofrece un ángulo de visión más amplio (120° frente a típicos 110-120°) y un mayor flujo luminoso por encapsulado (hasta 170 lm a 100mA). La resistencia térmica (15°C/W) es competitiva. El uso de encapsulado de silicona proporciona una mejor estabilidad a altas temperaturas que la resina epoxi, aunque requiere un manejo cuidadoso para evitar la contaminación superficial. El sistema de contenedores permite un control estricto de la consistencia del color y el flujo, importante para accesorios de iluminación de alta calidad.
10. Preguntas Frecuentes
10.1 ¿Puedo alimentar este LED con una corriente superior a 120mA?
No, la clasificación máxima absoluta es 120 mA DC. Operar por encima de esto puede causar degradación rápida o falla. Siempre use resistencias limitadoras de corriente o controladores de corriente constante.
10.2 ¿Cuál es la vida útil típica?
Aunque no se especifica directamente en la hoja de datos, los LED de potencia media típicos con una gestión térmica adecuada pueden alcanzar vidas útiles L70 de >50,000 horas a la corriente nominal. Las pruebas de confiabilidad (1000 horas a alta temperatura/humedad) indican una buena robustez.
10.3 ¿Cómo debo soldar el LED para evitar daños?
Siga el perfil de reflujo recomendado (pico 260°C durante 10s, máximo dos pasadas). El LED tiene sensibilidad a la humedad nivel 3; si se expone al aire ambiente por más de 24 horas, hornee antes de soldar. No aplique fuerza mecánica mientras esté caliente.
10.4 ¿Puedo usar este LED en aplicaciones exteriores?
El rango de temperatura de operación es de -40°C a +105°C, por lo que se puede usar en accesorios exteriores siempre que el accesorio esté sellado correctamente contra la humedad y los contaminantes. Sin embargo, el encapsulado de silicona puede ser susceptible a la degradación por UV con el tiempo; considere usar recubrimientos resistentes a UV si se espera una exposición prolongada al exterior.
11. Casos Prácticos de Diseño
11.1 Retroadaptación de Bombilla LED
En una bombilla LED típica de 9W, se pueden usar 12-14 de estos LED en configuración serie-paralelo para lograr una salida total de 800-1000 lúmenes. El ángulo de visión amplio ayuda a lograr una dispersión amplia del haz. La gestión térmica mediante PCB de aluminio y carcasa asegura que la temperatura de unión se mantenga por debajo de 85°C.
11.2 Módulo de Iluminación Lineal
Para una tira lineal de 1 pie, 24 LED a 100mA cada uno pueden proporcionar ~3500 lúmenes. El encapsulado pequeño permite un empaquetado denso. El uso de circuitos integrados de corriente constante y un diseño cuidadoso del PCB asegura una distribución uniforme de la corriente.
12. Principio de Funcionamiento
Este LED es un LED blanco convertido por fósforo. Un chip LED InGaN azul emite luz azul a aproximadamente 450nm. Esta luz azul excita parcialmente un fósforo emisor de luz amarilla (típicamente YAG:Ce o similar) recubierto sobre el chip. La combinación de la emisión del chip azul y la amplia emisión del fósforo amarillo produce luz blanca. La temperatura de color está determinada por la composición y el espesor del fósforo. El encapsulado con silicona proporciona acoplamiento óptico y protección. La característica eléctrica sigue el comportamiento típico de una unión p-n: la tensión directa disminuye con el aumento de temperatura, mientras que el flujo luminoso disminuye debido al apagamiento térmico.
13. Tendencias de Desarrollo
Las tendencias actuales para los LED blancos de potencia media incluyen mayor eficacia (200+ lm/W), mejor reproducción cromática (CRI 90+) y consistencia de color más estricta (elipses de MacAdam de 3 o 1 paso). Este producto con CRI 80 y contenedores de 6 pasos está orientado a la iluminación general donde se equilibra el costo y el rendimiento. Las versiones futuras pueden incorporar fósforos de mayor CRI y una mejor gestión térmica para lograr una mayor confiabilidad. La tendencia también incluye la miniaturización e integración con controles inteligentes, aunque este encapsulado sigue siendo un formato estándar.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |