Hoja de Datos de LED Verde PLCC-3 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.75-3.65V - Potencia 110mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED verde de alto rendimiento encapsulado en un paquete de montaje superficial PLCC-3. El dispositivo está diseñado para aplicaciones que requieren indicadores fiables y soluciones eficientes de retroiluminación. Sus ventajas principales provienen de la combinación de una alta salida luminosa, un amplio ángulo de visión facilitado por un diseño integrado de inter-reflector y una construcción robusta adecuada para procesos de montaje automatizado.

Los mercados objetivo principales incluyen electrónica de consumo, equipos de automatización de oficina y paneles de control industrial donde se requiere señalización visual clara y retroiluminación eficiente en espacio para pantallas LCD, interruptores y símbolos. El bajo requerimiento de corriente también lo hace ideal para dispositivos portátiles alimentados por batería.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo están definidos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. El voltaje inverso máximo es de 5V, más allá del cual la unión semiconductor puede dañarse. La corriente directa continua nominal es de 30mA, con una capacidad de corriente directa pico de 100mA para operación pulsada (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima es de 110mW a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 150V (Modelo de Cuerpo Humano). El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y las condiciones de almacenamiento van de -40°C a +90°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a una corriente de prueba estándar de 30mA. La intensidad luminosa (I_v) tiene un rango típico de 715mcd a 1800mcd, categorizado en bins. El ángulo de visión (2θ_1/2) es un amplio 120 grados, proporcionando una gran visibilidad. La longitud de onda dominante (λ_d) define el color verde y varía de 520nm a 535nm. El voltaje directo (V_F) típicamente cae entre 2.75V y 3.65V a la corriente de prueba. Las tolerancias se especifican como ±10% para la intensidad luminosa, ±1nm para la longitud de onda dominante y ±0.1V para el voltaje directo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color verde se categoriza en tres bins: Código de Bin X (520-525nm), Y (525-530nm) y Z (530-535nm). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un tono específico de verde para su aplicación.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

El brillo se clasifica en cuatro bins: V1 (715-900mcd), V2 (900-1120mcd), W1 (1120-1420mcd) y W2 (1420-1800mcd). Esto permite la selección basada en el nivel de brillo requerido.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje de operación se agrupa en tres bins: E5 (2.75-3.05V), 6 (3.05-3.35V) y 7 (3.35-3.65V). Esto es crucial para diseñar circuitos de accionamiento de corriente estables, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en serie.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas se referencian en la hoja de datos, sus implicaciones son críticas. La curva típica de corriente directa vs. voltaje directo (I-V) muestra la relación exponencial, destacando la necesidad de resistencias limitadoras de corriente. La curva de intensidad luminosa vs. corriente directa demuestra cómo la salida aumenta con la corriente, hasta el límite máximo nominal. La curva de distribución espectral confirma las longitudes de onda pico y dominante, definiendo la pureza del color verde. Comprender estas curvas es esencial para optimizar las condiciones de accionamiento y predecir el rendimiento en diferentes escenarios operativos.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete PLCC-3 tiene dimensiones nominales de 3.2mm de longitud, 2.8mm de ancho y 1.9mm de altura. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.1mm. El paquete presenta un cuerpo blanco y una lente transparente incolora.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo está típicamente marcado. Se proporciona una huella de soldadura recomendada para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y disipación de calor durante los procesos de reflujo. Adherirse a este diseño es vital para el rendimiento de fabricación y la fiabilidad.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El dispositivo es adecuado tanto para procesos de soldadura por reflujo como por ola. Para soldadura por reflujo, la temperatura máxima pico no debe exceder los 260°C durante una duración de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe limitarse a 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal. Estos límites previenen daños térmicos al paquete plástico y al chip interno y las uniones de alambre.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LEDs se suministran en cinta portadora de 8mm, enrollada en carretes. Cada carrete contiene 2000 piezas. El embalaje incluye medidas resistentes a la humedad: el carrete se coloca dentro de una bolsa de aluminio antihumedad junto con un desecante, y se incluye una tarjeta indicadora de humedad. La etiqueta del producto explica los códigos de clasificación para intensidad luminosa (CAT), longitud de onda dominante (HUE) y voltaje directo (REF).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para indicadores de estado y retroiluminación en equipos de audio/video, electrodomésticos y máquinas de oficina. Su amplio ángulo de visión y su eficiente acoplamiento de luz lo hacen particularmente adecuado para su uso con guías de luz para dirigir la luz a ubicaciones específicas del panel. También se utiliza para retroiluminación plana de pantallas LCD, interruptores de membrana y símbolos iluminados.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

La Limitación de Corriente es Obligatoria:Siempre se debe utilizar una resistencia externa en serie para limitar la corriente directa. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento destructivo en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación, el voltaje directo del LED (considerando el bin y los efectos de temperatura) y la corriente de operación deseada (sin exceder los 30mA continuos).

Gestión Térmica:Aunque el paquete puede disipar 110mW, operar a altas temperaturas ambientales o a corriente máxima aumentará la temperatura de la unión, lo que puede reducir la salida de luz y la vida útil. Un área de cobre de PCB adecuada alrededor de los pads puede ayudar con la disipación de calor.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con paquetes de LED más simples, el diferenciador clave de este dispositivo PLCC-3 es el inter-reflector integrado. Esta característica captura y redirige la luz emitida lateralmente hacia arriba, mejorando significativamente el ángulo de visión y la eficiencia total de salida de luz desde la superficie superior. Esto lo hace superior a los LEDs de chip básicos para aplicaciones que requieren visibilidad de gran angular o cuando se acoplan con guías de luz. El paquete también es más robusto y más fácil de manejar para las máquinas de pick-and-place automatizadas que los paquetes de dos terminales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 5V?

R: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, con una fuente de 5V, un V_Fdel LED de 3.0V (típico) y una I_Fdeseada de 20mA, el valor de la resistencia sería R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. La potencia nominal de la resistencia debe ser al menos I²R = (0.02)²* 100 = 0.04W, por lo que una resistencia de 1/8W o 1/4W es adecuada.

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λ_P) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de bin en la etiqueta?

R: Los códigos de la etiqueta (por ejemplo, de la Guía de Selección del Dispositivo) indican el bin de rendimiento específico para ese lote de LEDs. "CAT" se refiere al bin de intensidad luminosa (ej., W2), "HUE" al bin de longitud de onda dominante (ej., Y) y "REF" al bin de voltaje directo (ej., 6). Esto permite una selección y emparejamiento precisos en la producción.

11. Caso de Estudio de Diseño y Uso

Escenario: Retroiluminación de un Panel de Interruptores de Membrana.Un diseñador necesita iluminar uniformemente cuatro símbolos en un panel de control usando un solo LED debido a limitaciones de espacio. Selecciona este LED verde PLCC-3 por su alto brillo y amplio ángulo de visión. Se diseña una guía de luz de acrílico personalizada con cuatro ramas para canalizar la luz desde el LED montado centralmente hacia cada símbolo. El amplio ángulo de visión de 120 grados del LED garantiza un acoplamiento eficiente de la luz en la entrada de la guía de luz. El LED se acciona a 25mA a través de una resistencia limitadora de corriente desde una línea de 3.3V de un microcontrolador. El bin de intensidad luminosa elegido (W1) proporciona brillo suficiente incluso después de las pérdidas en la guía de luz. El color consistente del bin de longitud de onda (Y) asegura que los cuatro símbolos tengan el mismo tono de verde.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de la unión, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones, produciendo luz. La composición específica de los materiales semiconductores determina la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, verde. El paquete plástico sirve para proteger el chip, proporcionar una lente primaria para dar forma a la salida de luz e incorporar superficies reflectantes para mejorar la eficiencia.

13. Tendencias de la Industria

El mercado de LEDs SMD como el PLCC-3 continúa evolucionando. Las tendencias generales incluyen la búsqueda de una eficacia luminosa aún mayor (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), lo que mejora la eficiencia energética. También hay un enfoque en mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. Además, los avances en tecnología de encapsulado apuntan a hacer los dispositivos aún más pequeños manteniendo o mejorando el rendimiento óptico y la fiabilidad, atendiendo a la miniaturización de los dispositivos electrónicos. Los principios de amplio ángulo de visión y extracción eficiente de luz, como se ve en el diseño de inter-reflector de este dispositivo, siguen siendo centrales en estos desarrollos.