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Hoja de Datos del LED EMC3030 a Todo Color - Dimensiones 3.0x3.0mm - Voltaje 1.6-3.4V - Potencia 0.468-0.648W - Documento Técnico en Español

Especificaciones técnicas del LED a todo color EMC3030, incluyendo características electro-ópticas, estructura de clasificación, parámetros térmicos, dimensiones del encapsulado y pautas de soldadura por reflujo.
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1. Descripción General del Producto

La serie EMC3030 es un LED de montaje superficial a todo color de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones de iluminación exigentes. Este componente integra chips rojo, verde y azul (RGB) dentro de un encapsulado compacto de 3.0mm x 3.0mm, permitiendo crear un amplio espectro de colores mediante mezcla aditiva de color. Su enfoque principal de diseño es ofrecer una alta salida luminosa y eficacia, manteniendo una operación robusta bajo corrientes de accionamiento elevadas.

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Electro-Ópticas

The luminous flux output is measured at a standard test current (IF) of 150mA and an ambient temperature (Ta) of 25°C. The typical ranges are:

Se aplica una tolerancia de medición de ±7% a estos valores de flujo luminoso. La temperatura de color correlacionada (CCT) para las mezclas de luz blanca se deriva del diagrama de cromaticidad CIE 1931 basado en la salida combinada de los chips individuales.

The device features a wide viewing angle (2θ1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 Parámetros Eléctricos

The forward voltage (VF) varies by chip color at IF = 150mA:

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (VR) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (IR) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 Especificaciones Térmicas y Máximas Absolutas

Operar el LED más allá de estos límites puede causar daños permanentes.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified PD ratings to ensure reliability.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at IF = 150mA and Ta = 25°C.

3.1 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Esto define el color preciso de la luz emitida por cada chip.

La tolerancia para la medición de longitud de onda es de ±1nm.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

Los LEDs se agrupan en función de su salida de luz.

La tolerancia para la medición del flujo luminoso es de ±7%.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Esta clasificación asegura la compatibilidad eléctrica en el diseño del circuito. Los rangos de voltaje van desde AB2 (1.8-2.0V) hasta AF1 (3.2-3.4V), con una tolerancia de medición de ±0.1V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos que ilustran el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones. Comprenderlos es clave para un diseño óptimo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado de montaje superficial EMC3030. Las dimensiones generales son 3.0mm de largo y 3.0mm de ancho. El dibujo mecánico detallado especifica la ubicación exacta de los chips LED, las marcas de cátodo/ánodo y la estructura de la lente. La tolerancia general para las dimensiones es de ±0.2mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Diseño Recomendado de la Pista de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella) para el diseño de PCB. Adherirse a este diseño de pista recomendado es esencial para una soldadura confiable, una correcta transferencia térmica y para prevenir el efecto "tombstoning" durante el reflujo. Las dimensiones de la pista tienen una tolerancia de ±0.1mm.

5.3 Identificación de Polaridad

El encapsulado incluye marcas para identificar el terminal del cátodo (negativo) de cada chip de color. La conexión correcta de la polaridad es obligatoria para evitar dañar el LED.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). El perfil especificado es crítico:

Seguir estrictamente este perfil previene el choque térmico y daños al encapsulado del LED y a las conexiones internas de alambre.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

Los LEDs son sensibles a la descarga electrostática (ESD). Utilice procedimientos de manipulación seguros contra ESD (pulseras, tapetes conductores). Almacene en un entorno seco y antiestático dentro del rango de temperatura especificado (-40°C a +105°C). Evite la exposición a la humedad antes de soldar; si es necesario, siga las instrucciones de horneado del fabricante.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes para el montaje automatizado pick-and-place. El carrete puede contener un máximo de 5,000 piezas. Se proporciona el dibujo dimensional de la cinta, incluyendo el espaciado de los bolsillos y el diámetro del carrete. La tolerancia acumulada sobre 10 pasos es de ±0.25mm.

7.2 Sistema de Numeración de Piezas

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

Es necesario consultar la tabla completa de clasificación para decodificar un número de pieza específico y conocer sus características de rendimiento exactas.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque la hoja de datos no incluye comparaciones directas con competidores, las especificaciones del EMC3030 destacan su posicionamiento competitivo:

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (PD) must not be exceeded. Driving red at 180mA (VF~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (VF~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. Caso Práctico de Diseño

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

Implementación:

  1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
  2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
  3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
  4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
  5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El EMC3030 es un LED multichip. Cada chip es un diodo semiconductor hecho de diferentes sistemas de materiales:

Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Los tres colores primarios (Rojo, Verde, Azul) se combinan de forma aditiva dentro del único encapsulado. Al controlar independientemente la intensidad de cada chip, se puede producir un vasto espectro de colores, incluyendo varios tonos de luz blanca.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs a todo color como el EMC3030 está impulsado por varias tendencias en curso en la industria de la iluminación:

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.