Hoja de Datos del LED Azul Serie T3B - 3.0x1.4x0.8mm - 3.0V - 102mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T3B es un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) azul de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones modernas de iluminación. Esta serie utiliza una huella compacta de encapsulado 3014, ofreciendo un equilibrio entre salida luminosa, eficiencia y fiabilidad. Está diseñada para aplicaciones que requieren una emisión de luz azul consistente, como retroiluminación, luces indicadoras, iluminación decorativa y como componente en sistemas de luz RGB o blanca.

La ventaja principal de esta serie radica en su sistema estandarizado de clasificación para parámetros clave como el flujo luminoso, la longitud de onda y el voltaje directo, lo que garantiza un rendimiento predecible y consistencia de color en la producción en volumen. Su amplio ángulo de visión de 110 grados la hace adecuada para aplicaciones que requieren una iluminación amplia.

2. Parámetros y Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos (T_s=25°C)

Los siguientes valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza la operación bajo estas condiciones.

• Corriente Directa (I_F):60 mA (Continua)
• Corriente de Pulso Directa (I_FP):80 mA (Ancho de Pulso ≤10ms, Ciclo de Trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (P_D):102 mW
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Unión (T_j):125°C
• Temperatura de Soldadura (T_sld):230°C o 260°C durante 10 segundos (Reflujo)

2.2 Características Electro-Ópticas (T_s=25°C, I_F=40mA)

Estos parámetros definen el rendimiento típico bajo condiciones estándar de prueba.

• Voltaje Directo (V_F):3.0 V (Típico), 3.4 V (Máximo)
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Longitud de Onda Pico (λ_d):455 nm (Típico)
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (Máximo) a V_R=5V
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110° (Típico)

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros medidos.

3.1 Clasificación de Flujo Luminoso (a 40mA)

Los lotes se definen por una salida luminosa mínima y máxima.

• Código A3:1.0 lm (Mín) a 1.5 lm (Máx)
• Código A4:1.5 lm (Mín) a 2.0 lm (Máx)
• Código A5:2.0 lm (Mín) a 2.5 lm (Máx)

Nota: La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±7%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda

Esto define el rango de longitud de onda dominante de la luz azul emitida.

• Código B1:445 nm a 450 nm
• Código B2:450 nm a 455 nm
• Código B3:455 nm a 460 nm
• Código B4:460 nm a 465 nm

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

La clasificación por voltaje ayuda a diseñar circuitos de excitación eficientes.

• Código 1:2.8 V a 3.0 V
• Código 2:3.0 V a 3.2 V
• Código 3:3.2 V a 3.4 V

Nota: La tolerancia de medición del voltaje directo es de ±0.08V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación entre la corriente que fluye a través del LED y el voltaje a través de él. Es no lineal, característica de un diodo. El voltaje directo típico (V_F) se especifica a una corriente de prueba de 40mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación proporcione un voltaje adecuado para alcanzar la corriente de operación deseada, gestionando al mismo tiempo la disipación de potencia.

4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

Esta curva ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente. Aunque la salida aumenta con la corriente, la eficiencia típicamente disminuye a corrientes más altas debido a mayores efectos térmicos. Operar en o por debajo de la corriente continua recomendada (60mA) garantiza una eficacia y longevidad óptimas.

4.3 Temperatura de Unión vs. Potencia Espectral Relativa

El rendimiento del LED depende de la temperatura. A medida que la temperatura de unión (T_j) aumenta, el flujo luminoso generalmente disminuye, y la longitud de onda pico puede desplazarse ligeramente (típicamente hacia longitudes de onda más largas para LED azules). Una gestión térmica efectiva en la aplicación es crucial para mantener un rendimiento óptico estable y la vida útil.

4.4 Distribución de Potencia Espectral

La curva espectral representa la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para un LED azul, este es un pico relativamente estrecho centrado alrededor de la longitud de onda dominante (ej. 455nm). El ancho a media altura (FWHM) de este pico determina la pureza del color.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado: 3014 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm)

El LED está alojado en un encapsulado SMD estándar 3014. Las dimensiones clave incluyen una longitud del cuerpo de 3.0mm, un ancho de 1.4mm y una altura de 0.8mm. Las tolerancias se especifican como ±0.10mm para dimensiones .X y ±0.05mm para dimensiones .XX.

5.2 Diseño de Pads y Plantilla de Estarcido

La huella recomendada para el diseño de PCB incluye dos pads de ánodo y dos de cátodo para garantizar una fijación mecánica estable y una buena formación de la junta de soldadura. Se proporciona un patrón correspondiente de plantilla de pasta de soldar para controlar el volumen de pasta depositada durante el montaje, lo cual es crítico para lograr juntas de soldadura fiables sin puentes o soldadura insuficiente.

5.3 Identificación de Polaridad

El componente típicamente tiene una marca o una muesca en el encapsulado para indicar el lado del cátodo. La huella en el PCB también debe estar claramente marcada para evitar una instalación inversa durante el montaje.

6. Pautas de Soldadura, Montaje y Manejo

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Secado

El encapsulado 3014 es sensible a la humedad (clasificado MSL según IPC/JEDEC J-STD-020C). Si se abre la bolsa barrera de humedad original y los componentes están expuestos a la humedad ambiental más allá de los límites especificados (indicados por la tarjeta indicadora de humedad dentro de la bolsa), deben secarse antes de la soldadura por reflujo para evitar grietas por "popcorn" u otros daños inducidos por la humedad.

• Condición de Secado:60°C durante 24 horas.
• Post-Secado:Los componentes deben soldarse dentro de 1 hora o almacenarse en un ambiente seco (<20% HR).
• Noseque a temperaturas superiores a 60°C.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Bolsa Sin Abrir:Almacenar a 5°C a 30°C, humedad inferior al 85%.
• Después de Abrir:Almacenar a 5°C a 30°C, humedad inferior al 60%. Para mejores prácticas, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un gabinete de nitrógeno.
• Vida Útil en Planta:Usar dentro de las 12 horas posteriores a abrir la bolsa en condiciones de planta de fábrica.

6.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED azules son sensibles a las descargas electrostáticas. La ESD puede causar fallos inmediatos (catastróficos) o daños latentes que conducen a una vida útil reducida y degradación del rendimiento.

Medidas de Prevención:

• Utilizar estaciones de trabajo y suelos antiestáticos conectados a tierra.
• Los operadores deben usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra, batas antiestáticas y guantes.
• Usar ionizadores para neutralizar las cargas estáticas en el área de trabajo.
• Usar materiales de embalaje y manejo seguros contra ESD.
• Asegurarse de que todas las herramientas (ej. soldadores) estén correctamente conectadas a tierra.

6.4 Diseño del Circuito de Aplicación

Un diseño de circuito adecuado es esencial para una operación fiable.

• Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia limitadora de corriente en serie o, preferiblemente, un driver de corriente constante. Una fuente de corriente constante proporciona una salida de luz estable independientemente de las variaciones menores en el voltaje directo.
• Configuración del Circuito:Al conectar múltiples LED, se recomienda una configuración en serie con un único elemento limitador de corriente por cadena, en lugar de conexiones puramente en paralelo, para garantizar una distribución uniforme de la corriente.
• Secuencia de Encendido:Al conectar el módulo LED a una fuente de alimentación, primero conectar la salida del driver al LED, luego conectar la entrada del driver a la fuente de alimentación para evitar transitorios de voltaje.

6.5 Manejo del Componente

Evitar el manejo directo de la lente del LED con los dedos, ya que los aceites de la piel pueden contaminar la superficie de silicona, reduciendo potencialmente la salida de luz o causando decoloración. Usar herramientas de vacío o pinzas. Evitar aplicar presión mecánica excesiva a la cúpula de silicona, ya que esto puede dañar los alambres de unión (wire bonds) o el chip interno, provocando un fallo.

7. Regla de Numeración de Modelos

El código del producto sigue un formato estructurado:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

Este código incluye información sobre:

• Forma del Encapsulado:ej. '3B' para 3014.
• Lente/Óptica:ej. '00' para sin lente.
• Configuración del Chip:ej. 'S' para chip único de baja potencia.
• Color:ej. 'B' para Azul.
• Código Interno
• Código de Temperatura de Color Correlacionada (CCT):Para LED blancos.
• Código de Clasificación de Flujo Luminoso:ej. 'A3', 'A4', etc.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Para pantallas LCD, teclados o señalización.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento, iluminación ambiental.
• Luces Indicadoras:Indicadores de estado en electrónica de consumo o equipos industriales.
• Sistemas RGB:Como el elemento azul en aplicaciones de mezcla de colores.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la potencia es relativamente baja (102mW máx.), un disipador de calor efectivo sigue siendo importante para mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente en luminarias cerradas o a altas temperaturas ambientales. Asegurarse de que el PCB tenga un alivio térmico adecuado y, si es necesario, usar un PCB de núcleo metálico (MCPCB) para una mejor disipación del calor.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 110 grados proporciona una iluminación difusa. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, se pueden colocar ópticas secundarias (lentes o reflectores) sobre el LED. El material de la lente de silicona debe ser compatible con los componentes ópticos secundarios.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de flujo luminoso A3, A4 y A5?

Estos lotes representan diferentes niveles mínimos y máximos de salida de luz a la corriente de prueba estándar de 40mA. A5 es el lote más brillante, seguido de A4 y luego A3. Seleccionar un lote específico permite un control más estricto del brillo en su aplicación.

9.2 ¿Por qué es necesario el secado antes de soldar?

El encapsulado de plástico puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado o delaminar las interfaces internas, provocando un fallo. El secado elimina esta humedad absorbida.

9.3 ¿Puedo alimentar este LED con su corriente de pulso máxima (80mA) de forma continua?

No. La especificación de 80mA es solo para operación pulsada (≤10ms de ancho de pulso, ≤10% de ciclo de trabajo). La operación continua a esta corriente excedería la especificación máxima de disipación de potencia y probablemente causaría una degradación rápida o un fallo debido al sobrecalentamiento.

9.4 ¿Cómo interpreto el código de clasificación de longitud de onda (ej. B2)?

El código B2 indica que la longitud de onda dominante del LED está entre 450nm y 455nm. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con un tono específico de azul para aplicaciones críticas en cuanto al color.

10. Comparación Técnica y Tendencias

10.1 Comparación con Encapsulados Similares

El encapsulado 3014 ofrece una huella más pequeña que el antiguo encapsulado 3528, mientras que a menudo proporciona una salida de luz y un rendimiento térmico comparables o superiores. En comparación con el encapsulado 2835, el 3014 puede tener un patrón de radiación espacial y una resistencia térmica ligeramente diferentes, lo que hace que la elección dependa de la aplicación.

10.2 Tendencias de la Industria

La tendencia general en los LED SMD es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color mediante clasificaciones más estrictas y una fiabilidad mejorada. Las tecnologías de encapsulado continúan evolucionando para gestionar mejor el calor del chip semiconductor, que es el factor principal que limita la vida útil y el rendimiento del LED. Los principios de manejo de sensibilidad a la humedad (MSL) y protección ESD siguen siendo de crítica importancia en todos los encapsulados LED modernos.