Tabla de contenido
- 1. Resumen del Producto
- 1.1 Descripción General
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicación
- 2. Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Eléctricas y Ópticas
- 2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
- 3. Sistema de Clasificación (Binning)
- 3.1 Bins de Tensión Directa
- 3.2 Bins de Longitud de Onda
- 3.3 Bins de Intensidad Luminosa
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Fig. 1-6)
- 4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-7)
- 4.3 Dependencia de la Temperatura (Fig. 1-8 y 1-9)
- 4.4 Distribución Espectral (Fig. 1-11)
- 4.5 Patrón de Radiación (Fig. 1-12)
- 5. Información Mecánica y del Paquete
- 5.1 Dimensiones del Paquete
- 5.2 Cinta Portadora y Carrete
- 6. Guía de Soldadura y Ensamblaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual con Hierro de Soldar
- 6.3 Precauciones
- 7. Información de Empaque y Pedido
- 7.1 Especificación de Empaque
- 7.2 Empaque Resistente a la Humedad
- 7.3 Caja de Cartón
- 8. Sugerencias de Aplicación
- 9. Comparación Técnica
- 10. Preguntas Frecuentes
- 10.1 ¿Cuál es la corriente de accionamiento recomendada?
- 10.2 ¿Cómo manejar la sensibilidad ESD?
- 10.3 ¿Se puede limpiar el LED después de soldar?
- 11. Ejemplos de Casos Prácticos
- 12. Introducción al Principio
- 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. Resumen del Producto
1.1 Descripción General
Este LED de montaje superficial se fabrica utilizando un chip verde y se empaqueta en un factor de forma compacto de 2.0 mm x 1.25 mm x 0.7 mm. Emite luz verde con longitudes de onda dominantes que van desde 510 nm hasta 525 nm. El paquete cuenta con un ángulo de visión amplio de 140 grados, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una distribución amplia de la luz.
1.2 Características
- Ángulo de visión extremadamente amplio (140° típico)
- Adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (MSL 3)
- Cumple con RoHS
1.3 Aplicación
Las aplicaciones típicas incluyen indicadores ópticos, interruptores y símbolos, pantallas y usos de iluminación general.
2. Parámetros Técnicos
2.1 Características Eléctricas y Ópticas
El LED se prueba a IF=20mA y Ts=25°C. Los parámetros clave incluyen:
- Tensión Directa (VF): Varía de 2.8V a 3.5V según el bin (bins G1 a J2)
- Longitud de Onda Dominante (λD): 510nm a 525nm (bins C10 a E20)
- Intensidad Luminosa (IV): 260 mcd a 1000 mcd (bins 1AU a LB0)
- Ancho de Banda Espectral a Media Altura: 15nm típico
- Ángulo de Visión: 140° típico
- Corriente Inversa: Máx 10μA a VR=5V
- Resistencia Térmica: Máx 450°C/W
2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
Las clasificaciones máximas no deben excederse bajo ninguna condición de funcionamiento:
- Disipación de Potencia: 105 mW
- Corriente Directa: 30 mA
- Corriente Directa Pico (Pulso): 60 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
- ESD (HBM): 1000 V
- Temperatura de Funcionamiento: -40°C a +85°C
- Temperatura de Almacenamiento: -40°C a +85°C
- Temperatura de Unión: 95°C
3. Sistema de Clasificación (Binning)
El LED se clasifica en varios bins según la tensión directa, la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa para garantizar un rendimiento consistente.
3.1 Bins de Tensión Directa
A IF=20mA, la tensión directa se clasifica en bins desde G1 (2.8-2.9V) hasta J2 (3.3-3.4V). Cada bin tiene una ventana de 0.1V.
3.2 Bins de Longitud de Onda
Los bins de longitud de onda dominante cubren el espectro verde: C10 (510-512.5nm), C20 (512.5-515nm), D10 (515-517.5nm), D20 (517.5-520nm), E10 (520-522.5nm), E20 (522.5-525nm).
3.3 Bins de Intensidad Luminosa
Los bins de intensidad van desde 1AU (260-330 mcd) hasta LB0 (900-1000 mcd). Cada bin tiene un rango mínimo/máximo definido.
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
La especificación incluye varias curvas típicas de características ópticas para ayudar en el diseño.
4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Fig. 1-6)
La curva IV muestra una relación exponencial típica. A 20mA de corriente directa, la tensión directa está dentro del rango del bin. La curva ayuda a determinar la tensión de accionamiento requerida para una corriente dada.
4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-7)
La salida óptica relativa aumenta con la corriente directa pero no linealmente. A corrientes bajas, la eficiencia es mayor; a corrientes más altas, los efectos térmicos reducen la tasa de aumento.
4.3 Dependencia de la Temperatura (Fig. 1-8 y 1-9)
La intensidad relativa disminuye al aumentar la temperatura ambiente. La corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura del pin. A una temperatura del pin de 100°C, la corriente directa recomendada es significativamente menor que a 25°C.
4.4 Distribución Espectral (Fig. 1-11)
La curva de intensidad relativa vs. longitud de onda muestra un pico estrecho alrededor de 520nm, típico de los LED verdes. El ancho de banda espectral a media altura es de aproximadamente 15nm, lo que indica una buena pureza de color.
4.5 Patrón de Radiación (Fig. 1-12)
El diagrama de radiación muestra un ángulo de haz amplio de aproximadamente 140°, con una distribución uniforme de intensidad en todo el ángulo de visión.
5. Información Mecánica y del Paquete
5.1 Dimensiones del Paquete
El paquete del LED mide 2.0 mm x 1.25 mm x 0.7 mm (largo x ancho x alto). La vista superior muestra un contorno rectangular con dos pads. La vista inferior indica las dimensiones de los pads: 1.00 mm x 1.20 mm para el pad 1 y similar para el pad 2. La polaridad se marca con un punto o una muesca. El patrón de soldadura recomendado proporciona un pad de 3.20 mm x 1.20 mm con una separación de 0.80 mm.
5.2 Cinta Portadora y Carrete
Los LED se suministran en cinta portadora con un paso de 4.0 mm y un ancho de 8.0 mm. La cinta incluye marcas de polaridad y una cinta de cubierta superior. El carrete tiene un diámetro de 178 mm (estándar de 7 pulgadas) con un diámetro de cubo de 60 mm y un ancho de cinta de 8.0 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas.
6. Guía de Soldadura y Ensamblaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
El perfil de reflujo recomendado tiene una velocidad de rampa de máximo 3°C/s, precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, seguido de una rampa hasta la temperatura pico de 260°C durante máximo 10 segundos. La velocidad de enfriamiento debe ser máxima de 6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos.
6.2 Soldadura Manual con Hierro de Soldar
Si se requiere soldadura manual, la temperatura del hierro debe ser inferior a 300°C y el tiempo de contacto inferior a 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual.
6.3 Precauciones
La encapsulación del LED es de silicona blanda; evite presión sobre la superficie de la lente durante la recogida y colocación. No monte en PCB deformado ni aplique tensión mecánica después de la soldadura. No se recomienda un enfriamiento rápido después del reflujo.
7. Información de Empaque y Pedido
7.1 Especificación de Empaque
Empaque estándar: 4000 piezas por carrete. Las dimensiones de la cinta portadora y el carrete se detallan en la especificación. Se adjunta una etiqueta al carrete que contiene el Número de Parte, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Bin, Flujo Luminoso, Bin de Cromaticidad, Tensión Directa, Longitud de Onda, Cantidad y Fecha.
7.2 Empaque Resistente a la Humedad
El carrete se coloca en una bolsa barrera contra la humedad junto con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se sella al vacío y se etiqueta con advertencia ESD. Almacenamiento máximo antes de abrir: 1 año a ≤30°C y ≤75% HR. Después de abrir, los componentes deben usarse dentro de 168 horas (≤30°C, ≤60% HR) o hornearse a 60±5°C durante >24 horas si se excede.
7.3 Caja de Cartón
Las bolsas selladas se empaquetan en cajas de cartón para su envío. Cada caja está etiquetada con instrucciones de manejo.
8. Sugerencias de Aplicación
Este LED verde es ideal para indicadores ópticos, retroiluminación de interruptores y paneles de visualización debido a su amplio ángulo de visión y alto brillo. Los diseñadores deben asegurar una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo de 95°C. Se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie para evitar sobrecorriente. Para operación de pulso, el ciclo de trabajo y la corriente pico deben respetar las clasificaciones máximas absolutas.
9. Comparación Técnica
En comparación con los LED verdes estándar, este componente ofrece un ángulo de visión extremadamente amplio de 140°, lo que es ventajoso para aplicaciones que requieren una distribución uniforme de la luz. La huella compacta de 2.0x1.25 mm permite un montaje de alta densidad. Las múltiples opciones de bin proporcionan flexibilidad para la coincidencia de color y brillo en matrices.
10. Preguntas Frecuentes
10.1 ¿Cuál es la corriente de accionamiento recomendada?
La corriente de prueba típica es de 20mA, pero la corriente directa continua máxima es de 30mA. Para obtener la mejor eficiencia y fiabilidad, se recomienda 20mA. Si se necesita mayor brillo, se puede usar una excitación de pulso a 60mA con un ciclo de trabajo del 10%.
10.2 ¿Cómo manejar la sensibilidad ESD?
El LED está clasificado para ESD de 1000V (HBM). Se deben seguir las precauciones estándar de ESD (estaciones de trabajo con conexión a tierra, pulseras antiestáticas, empaque conductor) durante la manipulación y el ensamblaje.
10.3 ¿Se puede limpiar el LED después de soldar?
Sí, pero solo se deben usar solventes aprobados como alcohol isopropílico. No se recomienda la limpieza ultrasónica, ya que puede dañar el LED. El encapsulante de silicona es blando y puede atraer polvo; la limpieza debe realizarse con cuidado.
11. Ejemplos de Casos Prácticos
- Indicadores interiores automotrices: El ángulo amplio asegura visibilidad desde múltiples asientos.
- Electrónica de consumo: Se utiliza para indicadores de encendido en dispositivos portátiles.
- Paneles de control industrial: El alto brillo permite la legibilidad en condiciones de alta luz ambiental.
12. Introducción al Principio
El LED emite luz verde mediante electroluminiscencia en un semiconductor a base de galio (probablemente GaN o InGaN). Cuando está polarizado en directa, los electrones y los huecos se recombinan en la capa activa, liberando fotones con energía correspondiente a la longitud de onda verde (510-525nm). La longitud de onda está determinada por la brecha de banda del material.
13. Tendencias de Desarrollo
Los LED verdes continúan mejorando en eficacia y estabilidad de color. Las tendencias incluyen paquetes más pequeños (por ejemplo, 0603, 0402), mayor brillo para legibilidad en exteriores y mejor gestión térmica. Este paquete de 2.0x1.25 mm ya es compacto y adecuado para diseños miniaturizados.
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. |