LED RGB SMD 1.6x1.7x1.6mm - Voltaje R:1.7-2.4V G:2.5-3.3V B:2.5-3.3V - Potencia 48-49.5mW - Ficha Técnica Completa en Español

1. Resumen del Producto

Este dispositivo LED de color completo es un LED RGB SMD de ánodo común diseñado para aplicaciones de alto contraste con superficie totalmente negra. El producto mide 1.6 mm x 1.7 mm x 1.6 mm, lo que lo hace adecuado para pitches de píxeles densos en pantallas de video a todo color en exteriores e interiores. Su ángulo de visión extremadamente amplio de 110° garantiza una distribución uniforme de la luz en pantallas grandes. El LED presenta alta intensidad luminosa, baja disipación de potencia, buena fiabilidad y larga vida útil. Tiene clasificación de resistencia al agua IPX6 y cumple con el Nivel de Sensibilidad a la Humedad 5a (MSL5a), requiriendo manejo cuidadoso antes de la soldadura. El componente cumple con RoHS y es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo. La superficie mate reduce el deslumbramiento y mejora el contraste visual bajo luz solar directa.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

A una temperatura de prueba de 25°C (Ts=25°C), los parámetros eléctricos y ópticos se especifican para cada chip de color (R, G, B). La corriente inversa (IR) a VR=5V está limitada a 6 μA máximo para todos los canales, asegurando baja fuga. Los rangos de voltaje directo (VF) son: Rojo: 1.7V mínimo a 2.4V máximo; Verde: 2.5V mínimo a 3.3V máximo; Azul: 2.5V mínimo a 3.3V máximo. Los bins de longitud de onda dominante (λD) son: Rojo 617–628 nm (5nm por bin), Verde 520–545 nm (3nm por bin), Azul 460–475 nm (3nm por bin). El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) para Rojo es 24 nm, Verde 38 nm, Azul 30 nm. La intensidad luminosa (IV) a corrientes de prueba (Rojo 10mA, Verde 10mA, Azul 5mA) muestra valores mínimo, promedio y máximo: Rojo: min 120 mcd, prom 195 mcd, máx 310 mcd; Verde: min 290 mcd, prom 470 mcd, máx 750 mcd; Azul: min 20 mcd, prom 35 mcd, máx 55 mcd. La relación de binning para cada color es 1:1.3. El ángulo de visión (2θ1/2) es de 110° simétrico.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

Las clasificaciones máximas absolutas a Ts=25°C definen los límites operativos seguros. Corriente directa (IF) máxima: Rojo 20 mA, Verde 15 mA, Azul 15 mA. Voltaje inverso (VR) máximo: 5 V por canal. Rango de temperatura de operación: -30°C a +85°C. Rango de temperatura de almacenamiento: -40°C a +100°C. Disipación de potencia (PD) máxima: Rojo 48 mW, Verde 49.5 mW, Azul 49.5 mW. Temperatura de unión (TJ) máxima: 100°C para todos los chips. Protección contra descargas electrostáticas (ESD) (HBM) clasificada en 1000V, requiriendo medidas antiestáticas estándar durante el manejo.

2.3 Explicación del Sistema de Binning

El LED se clasifica por longitud de onda dominante e intensidad luminosa en bins. Los bins de longitud de onda para Rojo son de 5 nm por bin, para Verde y Azul de 3 nm por bin. Los bins de intensidad siguen una relación 1:1.3, lo que significa que cada rango de intensidad cubre un intervalo donde el límite superior es 1.3 veces el límite inferior. Este sistema de binning garantiza una consistencia de color y brillo uniforme entre múltiples LEDs en una pantalla. Los códigos de bin específicos se imprimen en la etiqueta del producto. Los clientes deben seleccionar los bins adecuados para su aplicación para lograr un rendimiento visual uniforme.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

Las curvas I-V típicas muestran una relación no lineal característica de los LEDs. A bajo voltaje directo, la corriente es mínima; por encima del voltaje umbral (aproximadamente 1.8V para Rojo, 2.6V para Verde/Azul), la corriente aumenta rápidamente. Las curvas se proporcionan para los chips Rojo, Verde y Azul, demostrando que el voltaje directo varía con el color. Los diseñadores deben tener en cuenta estas diferencias al conducir LEDs en configuraciones en serie o en paralelo.

3.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

La intensidad relativa aumenta con la corriente directa pero muestra saturación a corrientes más altas. Para el chip Rojo, la intensidad relativa a 60 mA es aproximadamente un 500% en comparación con 10 mA. El Verde y el Azul muestran tendencias similares pero con diferentes pendientes. Esta no linealidad debe considerarse al diseñar esquemas de atenuación PWM o de accionamiento de corriente constante.

3.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A medida que la temperatura ambiente aumenta, la intensidad luminosa disminuye. A 85°C, la intensidad relativa cae a aproximadamente 60–70% del valor a 25°C, dependiendo del color. El Rojo muestra la menor degradación, mientras que el Verde y el Azul se degradan más. La gestión térmica es crítica para mantener la estabilidad del brillo en el rango de temperatura.

3.4 Distribución Espectral

Las curvas de distribución espectral muestran la intensidad de emisión relativa frente a la longitud de onda. El Rojo tiene un pico alrededor de 620–625 nm, el Verde alrededor de 530 nm, el Azul alrededor de 465 nm. Los anchos espectrales (ancho de banda de media potencia) son consistentes con los valores de Δλ indicados. Esta pureza espectral garantiza una buena gama de colores para aplicaciones de visualización.

3.5 Ángulo de Radiación

Las curvas de directividad (ejes X-X e Y-Y) muestran la intensidad relativa en función del ángulo. El ángulo de visión de 110° (medio ángulo) corresponde al ángulo donde la intensidad cae al 50% del valor en el eje. El patrón de radiación es casi lambertiano, proporcionando una distribución de luz amplia y uniforme adecuada para pantallas exteriores.

4. Información Mecánica y de Empaque

4.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

Dimensiones del paquete: vista superior muestra un cuerpo de 1.6 mm x 1.7 mm con una altura de 1.15 mm. La vista lateral indica una altura total de 1.6 mm. La vista inferior incluye cuatro almohadillas etiquetadas como 1+ (ánodo común), 2R- (cátodo Rojo), 3G- (cátodo Verde), 4B- (cátodo Azul). La marca de polaridad (PIN-MARK) está claramente indicada. Se proporcionan patrones de soldadura (huella PCB recomendada) con dimensiones: almohadillas de 0.7 mm x 0.5 mm con espaciado específico. Recomendación de llenado con pegamento: altura de llenado debe ser ≥ 0.65 mm. Todas las tolerancias son ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario.

4.2 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete

Los LEDs están empaquetados en cinta portadora compatible con equipos estándar de pick-and-place. Dimensiones del carrete: A=400±2 mm, B=100.0±0.4 mm, C=14.3±0.3 mm, D=2.6±0.2 mm, E=12.4±0.3 mm, F=8.6+0.2/-0.3 mm, T=1.9±0.2 mm. Cada carrete contiene 15,500 piezas. El diseño del bolsillo de la cinta garantiza una orientación y protección adecuadas durante el transporte.

4.3 Etiqueta y Bolsa Barrera contra la Humedad

Cada carrete está etiquetado con número de pieza, número de lote, bin de intensidad luminosa, bin de voltaje directo, bin de longitud de onda, corriente directa, cantidad y fecha. El empaque incluye desecante y una tarjeta indicadora de humedad (HIC) dentro de una bolsa de aluminio antiestática a prueba de humedad. La bolsa se sella al vacío para mantener baja humedad (<10% HR) durante el almacenamiento. Condiciones de almacenamiento: temperatura ≤30°C, humedad ≤60% HR antes de abrir; después de abrir, usar dentro de 12 horas y almacenar a ≤30°C / ≤10% HR con horneado requerido antes del próximo uso.

5. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo recomendado se basa en soldadura sin plomo con una temperatura pico (TP) de 245°C (máximo 10 segundos). Precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. Velocidad de rampa ascendente ≤4°C/s hasta TP, y velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. El tiempo por encima de 217°C (TL) no debe exceder los 60 segundos. Tiempo total desde 25°C hasta pico ≤8 minutos. Solo se permite un ciclo de reflujo. Se recomienda el uso de atmósfera de nitrógeno para prevenir la oxidación y la degradación óptica.

5.2 Soldadura Manual y Reparación

Si es necesario soldar a mano, use un soldador a<300°C durante menos de 3 segundos, y realice solo una vez. Para reparación, se debe usar un soldador de doble cabeza y se debe verificar previamente el efecto sobre las características del LED. Se desaconseja la reparación después del reflujo.

5.3 Limpieza

No use agua, benceno ni disolventes. El disolvente de limpieza recomendado es alcohol isopropílico (IPA). Evite disolventes que contengan cloro (Cl) o azufre (S). Asegúrese de que la limpieza no dañe la superficie ni el paquete del LED.

6. Información de Empaque y Pedido

Empaque estándar: 15,500 piezas por carrete. Cada carrete se coloca en una bolsa barrera contra la humedad con desecante y HIC. La bolsa se sella y luego se empaqueta en una caja de cartón (dimensiones especificadas disponibles en la ficha técnica). El formato de la etiqueta incluye todos los códigos de seguimiento necesarios. Para realizar pedidos, el número de pieza completo incluye los códigos de bin. Los clientes deben especificar los bins de longitud de onda e intensidad requeridos para su aplicación. El producto está clasificado como MSL5a, por lo que el control estricto de la humedad es obligatorio.

7. Guía de Aplicación

7.1 Aplicaciones Típicas

Pantallas de video a todo color para exteriores (paso fino), iluminación decorativa interior y exterior, equipos de entretenimiento y señalización general. La superficie negra de alto contraste mejora el contraste percibido en entornos exteriores. La resistencia al agua IPX6 permite su uso en lugares expuestos a lluvia o chorros de agua.

7.2 Consideraciones de Diseño

Cada chip LED debe ser alimentado por una fuente de corriente constante, y la corriente directa nunca debe exceder las clasificaciones máximas absolutas. En accionamiento matricial, asegúrese de que el voltaje inverso no exceda los 5V. Gestión térmica: mantenga la temperatura de la superficie del LED por debajo de 55°C y la temperatura de la unión de soldadura por debajo de 75°C para una fiabilidad a largo plazo. Utilice una disipación de calor adecuada y un diseño de PCB con área de cobre suficiente. Evite la conexión en serie de LEDs de diferentes colores debido a los diferentes voltajes directos; use controladores de corriente constante independientes por color. Para pantallas grandes, considere el binning y el envejecimiento para garantizar la uniformidad. En entornos húmedos o corrosivos (costeros, aguas termales), puede ser necesario un revestimiento conformado adicional.

8. Comparación Técnica con Soluciones Competidoras

En comparación con los LEDs RGB SMD estándar sin superficie negra, este producto ofrece una mayor relación de contraste bajo luz solar debido al paquete totalmente negro. La clasificación IPX6 es superior a la típica IPX4 o a los LEDs no resistentes al agua. El ángulo de visión amplio (110°) cumple con los estándares de la industria para pantallas exteriores. Sin embargo, la sensibilidad MSL5a es más exigente que la MSL3 común, requiriendo un control estricto de la humedad. La granularidad del binning (5nm para Rojo, 3nm para Verde/Azul, relación de intensidad 1:1.3) es comparable a la de los LEDs de visualización de alta calidad.

9. Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es la vida útil de almacenamiento recomendada antes de abrir?
R: Hasta 6 meses a ≤30°C y ≤60% HR.

P: ¿Puedo usar este LED en un esquema de accionamiento matricial con multiplexación?
R: Sí, pero asegúrese de que el voltaje inverso no exceda los 5V y use una limitación de corriente adecuada.

P: ¿Cuál es el mantenimiento de lúmenes a lo largo de la vida útil?
R: La vida útil típica L70 depende de la corriente de accionamiento y las condiciones térmicas; consulte los datos de fiabilidad (1000 horas a 85°C/85%HR no mostraron fallos).

P: ¿Es este producto adecuado para uso en exteriores?
R: Sí, con clasificación IPX6 y amplio rango de temperatura, está diseñado para pantallas exteriores.

P: ¿Puedo soldar por reflujo este LED dos veces?
R: No, solo se permite un ciclo de reflujo.

10. Ejemplos de Aplicación Práctica

Caso 1: Pantalla LED exterior de paso fino (P4-P8)
Un fabricante diseñó un módulo de 320x160 mm utilizando 64x32 píxeles (RGB por píxel). Usando este LED, lograron un brillo de 5000 nits con un ciclo de trabajo del 20%. La superficie negra proporcionó un alto contraste incluso bajo luz solar directa. El binning adecuado aseguró la uniformidad del color en toda la pantalla.

Caso 2: Iluminación lineal decorativa para fachadas de edificios
Una empresa de iluminación arquitectónica utilizó el LED en PCB flexibles para crear tiras RGB. Con protección IPX6, las tiras se instalaron en exteriores de edificios sin necesidad de encapsulado adicional. El ángulo de visión amplio (110°) garantizó una iluminación uniforme a lo largo de la fachada.

11. Explicación del Principio de Funcionamiento

Este LED contiene tres matrices semiconductoras independientes (Rojo, Verde, Azul) dentro de un solo paquete con un ánodo común. Cada matriz es una unión p-n que emite luz cuando se polariza directamente. La longitud de onda emitida está determinada por el material semiconductor: Rojo usa AlInGaP, Verde y Azul usan InGaN. La encapsulación de epoxi negro absorbe la luz ambiental para mejorar el contraste entre encendido y apagado. Los conductores están plateados para facilitar la soldadura y el paquete está diseñado para montaje en superficie. La configuración de ánodo común simplifica el circuito de accionamiento al usar una fuente de alimentación positiva y tres canales negativos para el control RGB.

12. Tendencias Tecnológicas y Perspectivas Futuras

Los LEDs SMD de color completo continúan reduciendo su tamaño mientras aumentan el brillo y el contraste. Este paquete de 1.6x1.7mm representa un producto típico de la generación actual para pantallas exteriores de paso fino. Las tendencias futuras incluyen una mayor miniaturización (por ejemplo, 1.0x1.0mm), mayor eficacia y una mejor gestión térmica. Está surgiendo la adopción de arquitecturas de cátodo común (para reducir el voltaje directo). Sin embargo, el ánodo común sigue siendo popular para pantallas multiplexadas. Las clasificaciones de resistencia al agua IPX6 y superiores (IPX8) se están convirtiendo en estándar para aplicaciones exteriores. El desarrollo de la tecnología microLED eventualmente podría desafiar a los LEDs SMD para pasos ultrafinos, pero los SMD siguen siendo dominantes para la mayoría de las pantallas de formato mediano a grande debido al costo y la fiabilidad.