Ficha técnica del LED blanco RF-A3E31-WYSH-B2 - Tamaño 3.0x3.0x0.55mm - Tensión 3.1V - Potencia 1.1W - Documento técnico en español

2. Resumen del producto

2.1 Descripción general

El RF-A3E31-WYSH-B2 es un LED blanco de alto rendimiento fabricado combinando un chip LED azul con conversión de fósforo. Está empaquetado en un compacto paquete EMC (Compuesto de Moldeo Epoxi) de montaje superficial de 3.0 mm × 3.0 mm × 0.55 mm, que ofrece una excelente resistencia térmica y fiabilidad. Este LED está diseñado para aplicaciones exigentes de iluminación automotriz, tanto interiores como exteriores, y cumple con las rigurosas pautas de calificación de pruebas de estrés AEC-Q102 para semiconductores discretos de grado automotriz.

2.2 Características principales

• Paquete EMC:El uso de material EMC proporciona una disipación de calor y resistencia mecánica superiores en comparación con los paquetes de plástico tradicionales.
• Ángulo de visión extremadamente amplio:Con un ángulo de mitad de intensidad de 120°, garantiza una distribución uniforme de la luz para diversos diseños de iluminación.
• Compatibilidad con SMT:Adecuado para todos los procesos estándar de ensamblaje SMT y soldadura por reflujo.
• Embalaje en cinta y carrete:Disponible en cinta portadora de 8 mm y carrete de 180 mm, 5000 piezas por carrete, para una colocación automatizada eficiente.
• Nivel de sensibilidad a la humedad:Nivel MSL 2, que requiere precauciones mínimas de manipulación para dispositivos sensibles a la humedad.
• Cumplimiento ambiental:Cumple con RoHS y REACH, libre de sustancias peligrosas.
• Calificación AEC-Q102:El plan de pruebas de calificación del producto se basa en las directrices de AEC-Q102, lo que garantiza la fiabilidad en entornos automotrices.

2.3 Aplicaciones

• Iluminación automotriz:Iluminación interior (tablero, luces de techo) e iluminación exterior (luces traseras, intermitentes, luces de circulación diurna).
• Iluminación general:Adecuado para cualquier aplicación que requiera alto brillo y un ángulo de visión amplio en un tamaño compacto.

3. Análisis detallado de parámetros técnicos

3.1 Características eléctricas y ópticas

Probado a una temperatura de soldadura de 25 °C y una corriente directa de 350 mA, el LED presenta las siguientes características nominales:

• Tensión directa (VF):Mínimo 2.8 V, típico 3.1 V, máximo 3.4 V. Esta distribución estrecha permite un diseño consistente en arreglos serie-paralelo.
• Flujo luminoso (Φ):Mínimo 83.7 lm, típico 102 lm, máximo 117 lm. Este rango corresponde a una alta eficacia para una corriente de excitación de 0.35 A, lo que lo hace adecuado tanto para iluminación de señal como ambiental.
• Ángulo de visión (2θ1/2):120° (ancho total a la mitad del máximo), lo que permite una iluminación de área amplia.
• Resistencia térmica (RTHJ-S):12 °C/W, lo que indica una transferencia de calor eficiente desde la unión al punto de soldadura, crucial para la gestión térmica en operación de alta corriente.
• Corriente inversa (IR):No está diseñado para operación inversa; no se debe aplicar tensión inversa.

3.2 Clasificaciones máximas absolutas

Los límites operativos seguros del LED están claramente definidos:

• Disipación de potencia (PD):Máximo 1700 mW.
• Corriente directa (IF):500 mA continua; 700 mA pulsada (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10 ms).
• Tensión inversa (VR):No está diseñado para operación inversa.
• ESD (HBM):Soporta 8000 V, con un rendimiento superior al 90%.
• Temperatura de operación (TOPR):-40 °C a +125 °C.
• Temperatura de almacenamiento:-40 °C a +125 °C.
• Temperatura de unión (TJ):Máximo 150 °C.

Nota: Todas las mediciones se realizan en condiciones estandarizadas. La corriente máxima debe determinarse después de medir la temperatura del paquete para garantizar que la temperatura de la unión no exceda el límite nominal.

3.3 Características térmicas

Con una resistencia térmica de 12 °C/W desde la unión al punto de soldadura, el LED ofrece un buen rendimiento térmico. Por ejemplo, a 350 mA con una VF típica de 3.1 V, la potencia es aproximadamente 1.085 W, lo que resulta en un aumento de temperatura unión-soldadura de aproximadamente 13 °C. Es esencial una adecuada disipación de calor para mantener la temperatura de la unión por debajo de 150 °C, especialmente a corrientes más altas o temperaturas ambiente elevadas.

4. Explicación del sistema de clasificación

4.1 Clasificaciones de tensión directa

El LED se clasifica en seis grupos de tensión a 350 mA: G1 (2.8-2.9 V), G2 (2.9-3.0 V), H1 (3.0-3.1 V), H2 (3.1-3.2 V), I1 (3.2-3.3 V), I2 (3.3-3.4 V). Esta clasificación ajustada garantiza un brillo y consumo de energía consistentes en la producción en masa.

4.2 Clasificaciones de flujo luminoso

Se definen tres grupos de flujo luminoso: RA (83.7-93.2 lm), RB (93.2-105 lm), SA (105-117 lm). La selección de grupos de flujo apropiados permite a los clientes cumplir requisitos específicos de brillo manteniendo la uniformidad de color.

4.3 Clasificaciones de cromaticidad

El LED se ofrece en el grupo cromático 5E, definido por cuatro coordenadas CIE: (0.5536,0.4221), (0.5764,0.4075), (0.5883,0.4111), (0.5705,0.4289). Esto corresponde a una región de luz blanca cálida (blanco ámbar), típicamente utilizada en iluminación de señalización automotriz como intermitentes y combinaciones traseras.

5. Análisis de curvas de rendimiento

5.1 Tensión directa vs. Corriente directa (Curva I-V)

La curva I-V muestra que a 100 mA la tensión directa es aproximadamente 2.7 V, a 350 mA es aproximadamente 3.1 V, y a 500 mA se acerca a 3.4 V. La curva es típica para LEDs azules basados en GaN, con una resistencia dinámica que aumenta ligeramente a corrientes más altas.

5.2 Corriente directa vs. Intensidad relativa

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta aproximadamente 300 mA, luego comienza a saturarse debido al calentamiento y la caída de eficiencia. A 500 mA, la intensidad relativa es aproximadamente el 160% de la intensidad a 350 mA, lo que indica una buena capacidad de manejo de corriente.

5.3 Dependencia de la temperatura

El rendimiento del LED varía con la temperatura del punto de soldadura (TS):

• Intensidad relativa vs. TS:A TS=125 °C, la intensidad relativa cae a aproximadamente el 65% del valor a 25 °C, lo que resalta la sensibilidad térmica.
• Reducción de corriente directa:Para mantener la temperatura de unión ≤150 °C, la corriente directa máxima se reduce de 500 mA a TS=25 °C a aproximadamente 200 mA a TS=125 °C.
• Tensión directa vs. TS:La VF disminuye con el aumento de temperatura (coeficiente negativo de aproximadamente -2 mV/°C), típico en LEDs.

5.4 Patrón de radiación

El diagrama de radiación muestra una distribución similar a la lambertiana con un semiángulo de 60° (120° FWHM). La intensidad es máxima a 0° y cae al 50% a ±60°, proporcionando una iluminación uniforme en un área amplia.

5.5 Desplazamiento de coordenadas cromáticas vs. Corriente directa

A medida que la corriente directa aumenta de 0 a 500 mA, la coordenada x CIE se desplaza aproximadamente +0.012 y la coordenada y +0.006. Este desplazamiento se debe al cambio en la distribución espectral de potencia a diferentes densidades de corriente. Los diseñadores deben tener en cuenta este cambio de color en aplicaciones que requieren tolerancia de color estricta.

5.6 Distribución espectral

El espectro es típico de un LED blanco: un pico azul alrededor de 450 nm y una emisión amplia de fósforo amarillo centrada alrededor de 560 nm. La intensidad relativa del pico azul es aproximadamente 0.2 en comparación con el pico de fósforo, lo que indica una apariencia blanca cálida. El espectro cubre desde 430 nm hasta 750 nm.

6. Información mecánica y de embalaje

6.1 Dimensiones del paquete

El paquete del LED mide 3.00 mm × 3.00 mm × 0.55 mm (largo × ancho × alto). La vista inferior muestra dos almohadillas de cátodo y dos de ánodo: la almohadilla más grande (2.60 mm × 1.50 mm) es el ánodo, y la más pequeña (2.40 mm × 0.65 mm) es el cátodo. Las dimensiones detalladas se proporcionan en los dibujos de la ficha técnica. Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.

6.2 Patrones de soldadura recomendados

El patrón de tierra de PCB recomendado incluye dos almohadillas rectangulares: una para el ánodo (1.55 mm × 0.65 mm) y otra para el cátodo (0.65 mm × 0.55 mm), con el espaciado adecuado para coincidir con la parte inferior del paquete. Un diseño adecuado de las almohadillas garantiza una buena formación de la unión de soldadura y transferencia térmica.

6.3 Identificación de polaridad

La polaridad está claramente marcada en el paquete: una muesca o punto en la vista superior indica el lado del cátodo. La vista inferior también muestra que la almohadilla más grande corresponde al ánodo. Una polaridad incorrecta puede dañar el LED, ya que no se permite la operación inversa.

7. Directrices de soldadura y ensamblaje

7.1 Parámetros de soldadura por reflujo

El LED es compatible con la soldadura por reflujo sin plomo. El perfil de reflujo recomendado incluye:

• Velocidad de rampa promedio:Máx. 3 °C/s (desde Tsmin hasta Tp).
• Precalentamiento:150 °C a 200 °C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por encima de 217 °C:60-120 segundos.
• Temperatura pico:260 °C, con un tiempo dentro de 5 °C del pico de máximo 10 segundos.
• Velocidad de enfriamiento:Máx. 6 °C/s.
• Tiempo desde 25 °C hasta el pico:Máx. 8 minutos.

La soldadura por reflujo no debe exceder dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre las operaciones de soldadura, los LEDs pueden dañarse por la humedad absorbida. Es posible soldar manualmente con un soldador a ≤300 °C durante ≤3 segundos, pero solo una vez.

7.2 Precauciones de manipulación

• Estrés mecánico:No aplique presión sobre la superficie de la lente de silicona, ya que es blanda y puede dañar los circuitos internos. Utilice herramientas adecuadas para manipular desde el costado.
• Alabeo:No monte componentes en PCBs alabeados; evite doblar el circuito después de la soldadura.
• Enfriamiento:Permita un enfriamiento gradual después del reflujo; un enfriamiento rápido o la vibración durante el enfriamiento pueden causar daños.
• Limpieza:Se recomienda alcohol isopropílico para la limpieza. No se recomienda la limpieza por ultrasonido, ya que puede dañar el LED.
• Almacenamiento de humedad:Bolsas sin abrir: ≤30 °C, ≤75% HR hasta por 1 año. Después de abrir: ≤30 °C, ≤60% HR, usar dentro de 24 horas. Si se excede, hornear a 60±5 °C durante ≥24 horas.
• Protección ESD:El LED es sensible a la descarga electrostática; se deben tomar las precauciones ESD adecuadas durante la manipulación.

8. Información de embalaje y pedido

8.1 Especificaciones de embalaje

El LED se suministra en embalaje de cinta y carrete: 5000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene dimensiones: A0=3.30±0.1 mm, B0=3.30±0.1 mm, K0=0.90±0.1 mm, con ancho de cinta estándar de 8 mm. El diámetro del carrete es de 180 mm, el diámetro del cubo de 60 mm y el orificio del eje de 13 mm. Los carretes se colocan en bolsas de barrera contra la humedad con desecante e indicador de humedad.

8.2 Información de la etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta que contiene: Número de pieza (modelo), Número de especificación, Número de lote, Código de clasificación (flujo, cromaticidad, tensión), Cantidad y Fecha. Esto facilita la trazabilidad y la gestión de inventario.

9. Recomendaciones de aplicación

9.1 Escenarios de aplicación típicos

Debido a su alto brillo, amplio ángulo de visión y calificación AEC-Q102, el RF-A3E31-WYSH-B2 es ideal para:

• Iluminación exterior automotriz:Luces traseras, intermitentes, luces de freno, luces de circulación diurna (DRL).
• Iluminación interior automotriz:Luces de techo, luces de mapa, tiras de iluminación ambiental.
• Iluminación industrial y comercial:Señalización, iluminación decorativa, iluminación de emergencia.

9.2 Consideraciones de diseño

• Gestión térmica:Asegure una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura del punto de soldadura por debajo de 125 °C para una vida útil óptima. Utilice vías térmicas y planos de cobre debajo de las almohadillas del LED.
• Regulación de corriente:Utilice controladores de corriente constante o resistencias en serie para limitar la corriente y evitar el descontrol térmico debido a la variación de VF. Evite la tensión inversa.
• Control de azufre y halógenos:El entorno de operación debe contener menos de 100 ppm de compuestos de azufre. El contenido de bromo y cloro individual en los materiales circundantes debe ser inferior a 900 ppm cada uno, con un total inferior a 1500 ppm, para prevenir la corrosión y decoloración de la lente de silicona.
• Compuestos orgánicos volátiles (COV):Evite adhesivos y materiales de encapsulado que desprendan vapores orgánicos, ya que pueden penetrar la silicona y causar amarillamiento y depreciación del lúmen.

10. Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo conducir este LED a 500 mA de forma continua?
R: La corriente directa continua máxima absoluta es 500 mA, pero solo cuando la temperatura del punto de soldadura sea lo suficientemente baja para mantener la temperatura de unión ≤150 °C. En la práctica, a temperaturas ambiente altas, es necesaria la reducción. Consulte la curva de reducción (Fig. 1-10) como guía.

P: ¿Cuál es la temperatura de color típica de este LED?
R: Según el grupo cromático 5E (coordenadas CIE alrededor de 0.57,0.41), la temperatura de color correlacionada es aproximadamente 2700-3000 K, que es blanco cálido/ámbar. Esto es típico para iluminación de señalización automotriz.

P: ¿Cómo se comporta el LED bajo polarización inversa?
R: Este LED no está diseñado para operación inversa. Aplicar tensión inversa puede causar daños permanentes. Asegúrese siempre de que el diseño del circuito evite la tensión inversa.

P: ¿Cuál es la condición de almacenamiento recomendada después de abrir la bolsa de barrera contra la humedad?
R: El LED debe almacenarse a ≤30 °C y ≤60% HR, y usarse dentro de 24 horas. Si no se usa, hornee a 60±5 °C durante ≥24 horas antes del reflujo.

P: ¿Puedo usar limpieza por ultrasonido después de la soldadura?
R: No se recomienda la limpieza por ultrasonido, ya que puede causar daños mecánicos al LED, especialmente a los cables de unión y la lente de silicona. Use alcohol isopropílico y métodos de limpieza suaves.

11. Ejemplos prácticos de aplicación

11.1 Módulo de intermitente automotriz

En un módulo de intermitente típico, se conectan de 6 a 8 LEDs de este tipo en serie con una resistencia limitadora de corriente y se alimentan con un sistema eléctrico automotriz de 12 V. Suponiendo una VF típica de 3.1 V y 350 mA, seis LEDs en serie requieren 18.6 V, más la caída de la resistencia. Se recomienda un controlador de corriente constante elevador-reductor para mayor eficiencia. El amplio ángulo de haz de 120° garantiza visibilidad desde todos los ángulos.

11.2 Tira de iluminación ambiental interior

Para iluminación ambiental, los LEDs se pueden colocar en un PCB flexible con un espaciado de 10-15 mm. Alimentados a 100-200 mA, producen una luz blanca cálida suave. Se pueden utilizar difusores de silicona para eliminar los puntos calientes. Debido al nivel MSL 2, el ensamblaje debe realizarse dentro de las 24 horas posteriores a la apertura de la bolsa, y el PCB debe mantenerse libre de contaminantes.

12. Principio de funcionamiento

Este LED blanco funciona según el principio del LED convertido por fósforo (pc-LED). Un chip LED azul InGaN/GaN emite luz azul a aproximadamente 450 nm. Esta luz azul excita un fósforo de emisión amarilla (típicamente YAG:Ce o similar) recubierto sobre el chip. La combinación de luz azul y amarilla produce luz blanca. El punto de color exacto (cromaticidad) está determinado por el grosor y la composición de la capa de fósforo. El dispositivo se alimenta con una corriente constante; la corriente controla directamente el brillo y también afecta ligeramente la temperatura de color debido al diferente comportamiento térmico del fósforo y el chip.

13. Tendencias de la industria y dirección de desarrollo

La industria de la iluminación automotriz está haciendo una transición rápida de las bombillas halógenas y de xenón tradicionales a soluciones basadas en LED. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor eficacia:Mejoras continuas en la eficiencia del fósforo y la tecnología de chips empujan la eficacia por encima de 150 lm/W para LEDs blancos.
• Miniaturización:Paquetes más pequeños como 3.0x3.0 mm permiten diseños de iluminación más delgados y flexibles.
• Ajuste de color:Los LEDs multicolor y de blanco ajustable están ganando popularidad para faros adaptativos y luces ambientales de ambiente.
• Fiabilidad:Estándares como AEC-Q102 garantizan la fiabilidad de grado automotriz, con pruebas rigurosas de ciclos térmicos, humedad y vibración.
• Iluminación inteligente:La integración con sensores y módulos de comunicación (Li-Fi, V2X) es la próxima frontera.

El LED RF-A3E31-WYSH-B2, con su calificación AEC-Q102 y alto rendimiento, está bien posicionado para satisfacer estas demandas cambiantes en el sector automotriz.