Hoja de Datos del LED Verde 1608-UG0100M-AM - Paquete PLCC-2 - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - Ángulo de Visión 120° - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 1608-UG0100M-AM es un diodo emisor de luz (LED) verde de alta luminosidad, diseñado para aplicaciones de montaje superficial (SMD). Utiliza un paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), un factor de forma común y fiable para LEDs SMD. El enfoque principal de aplicación de este componente es la iluminación interior automotriz, lo que indica que su diseño cumple con requisitos estrictos de fiabilidad y rendimiento en entornos exigentes. Su huella compacta 1608 (1.6mm x 0.8mm) lo hace adecuado para diseños con espacio limitado donde se requiere una iluminación verde brillante y uniforme.

Las ventajas principales del LED incluyen una alta intensidad luminosa típica de 700 milicandelas (mcd) a una corriente de accionamiento estándar de 10mA, combinada con un amplio ángulo de visión de 120 grados. Esto garantiza una buena visibilidad desde varios ángulos, crucial para retroiluminación de cuadros de instrumentos, iluminación de interruptores o luces ambientales. Además, el componente está calificado según el estándar AEC-Q101, un referente crítico para semiconductores discretos en aplicaciones automotrices, asegurando que puede soportar temperaturas extremas, vibraciones y las exigencias de longevidad de la industria automotriz. El cumplimiento de RoHS, REACH y las directivas libres de halógenos lo hace respetuoso con el medio ambiente y apto para mercados globales.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave definen el rendimiento del LED en condiciones estándar (típicamente a una temperatura de unión de 25°C y una corriente directa de 10mA). LaIntensidad Luminosa (Iv)se especifica con un valor típico de 700 mcd, un mínimo de 520 mcd y un máximo de 820 mcd. Se aplica una tolerancia de medición del 8%. Este parámetro es el brillo percibido de la salida de luz por el ojo humano.

LaTensión Directa (Vf)mide típicamente 2.65V, con un rango de 2.25V a 3.25V a 10mA. Se especifica una tolerancia de medición ajustada de ±0.05V. Esta caída de tensión en el LED es crucial para calcular la disipación de potencia y diseñar el circuito limitador de corriente. LaLongitud de Onda Dominante (λd), que define el color percibido, está centrada en 525nm (verde) con un rango de 520nm a 530nm y una tolerancia de ±1nm.

ElÁngulo de Visiónes de 120 grados, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (Ancho a Mitad del Máximo - FWHM). Se permite una tolerancia de ±5 grados.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. LaCorriente Directa Máxima Absoluta (IF)es de 30mA DC. Se permite unaCorriente de Sobretensión (IFM)más alta de 50mA para pulsos muy cortos (≤10μs) con un ciclo de trabajo bajo (0.005). El dispositivo no está diseñado para operación con tensión inversa.

La gestión térmica es crítica para la longevidad del LED. La máximaTemperatura de Unión (Tj)es de 125°C. El componente puede operar en temperaturas ambiente de -40°C a +110°C. Se proporcionan dos valores para laResistencia Térmica (Rth JS): 210 K/W (real, medida) y 190 K/W (eléctrica, calculada). Este parámetro indica la eficacia con la que el calor viaja desde la unión del semiconductor hasta el punto de soldadura; un valor más bajo es mejor. LaDisipación de Potencia (Pd)máxima es de 97.5 mW, calculada usando la tensión y corriente directa máximas.

El dispositivo ofrece protección ESD de hasta 2 kV (Modelo de Cuerpo Humano) y puede soportar una temperatura máxima de soldadura por reflujo de 260°C durante 30 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en rangos de rendimiento (bins). Esta hoja de datos define bins para tres parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se agrupa por letra (Q, R, S, T, U, V, A, B) y número (1, 2, 3), donde cada bin cubre un rango específico de mcd. Para el 1608-UG0100M-AM, se resaltan los bins de salida posibles, correspondientes a la especificación típica de 700mcd. Esto cae dentro de los bins U2 (520-610 mcd) y U3 (610-710 mcd) o V1 (710-820 mcd), dependiendo del lote de fabricación específico.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La consistencia del color se gestiona mediante bins de longitud de onda dominante. Los bins se definen por un código de 4 dígitos que representa la longitud de onda mínima y máxima en nanómetros. Para este LED verde, los bins relevantes están en el rango de 520-535nm, siendo el bin específico para la parte típica de 525nm probablemente "2025" (520-525nm) o "2530" (525-530nm).

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica usando un código de 4 dígitos que representa la tensión mínima y máxima en décimas de voltio (ej., "2225" significa 2.2V a 2.5V). Para la Vf típica de 2.65V, los bins correspondientes serían "2527" (2.50-2.75V) o "2730" (2.75-3.00V). Conocer el bin de Vf ayuda a diseñar circuitos de accionamiento precisos, especialmente para aplicaciones que requieren brillo uniforme en múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen una visión profunda del comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Curva IV e Intensidad Luminosa Relativa

El gráfico deCorriente Directa vs. Tensión Directamuestra la relación exponencial típica de los diodos. A 10mA, la tensión es de aproximadamente 2.65V. La curva permite a los diseñadores estimar Vf a otras corrientes de accionamiento. El gráfico deIntensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta de forma supralineal con la corriente hasta cierto punto. Aunque accionar a corrientes más altas aumenta el brillo, también incrementa el calor y puede acelerar la depreciación del lumen.

4.2 Dependencia de la Temperatura

El gráfico deIntensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Uniónes crítico. Muestra que a medida que aumenta la temperatura de unión, la salida de luz disminuye. Esto se conoce como extinción térmica. Para un rendimiento fiable, un disipador de calor efectivo y una gestión adecuada de la corriente de accionamiento son esenciales para mantener baja la temperatura de unión. El gráfico deTensión Directa Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra un coeficiente de temperatura negativo; Vf disminuye al aumentar la temperatura. Esta propiedad a veces puede usarse para detección de temperatura.

El gráfico deLongitud de Onda Dominante vs. Temperatura de Uniónindica un ligero cambio de color (típicamente unos pocos nanómetros) con el cambio de temperatura, lo cual es importante para aplicaciones críticas en color.

4.3 Desclasificación y Operación en Pulsos

LaCurva de Desclasificación de Corriente Directadicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura. A medida que aumenta la temperatura de la almohadilla, la corriente permitida disminuye linealmente hasta alcanzar 30mA a 110°C. El gráfico indica explícitamente no usar corrientes por debajo de 3mA. ElGráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permitidamuestra que para anchos de pulso muy cortos (microsegundos a milisegundos), el LED puede manejar corrientes significativamente más altas que el máximo de 30mA DC, siempre que el ciclo de trabajo sea lo suficientemente bajo para evitar el sobrecalentamiento.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico deDistribución Espectral Relativatraza la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda. Para un LED verde, esto muestra un pico en la región verde (~525nm) con muy poca emisión en otras bandas de color. La estrechez de este pico contribuye a la pureza del color. ElDiagrama Característico Típico de Radiación(gráfico polar) representa visualmente el ángulo de visión de 120 grados, mostrando cómo se distribuye la intensidad espacialmente.

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Dimensiones Mecánicas y Polaridad

El componente utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2 con una huella 1608 (1.6mm x 0.8mm). El dibujo mecánico (referenciado en el PDF) proporciona las dimensiones exactas del cuerpo del paquete, las posiciones de las pistas y la lente. La polaridad correcta es esencial. El paquete PLCC-2 típicamente tiene un cátodo marcado (a menudo una muesca, un punto o una marca verde en la lente o una esquina biselada en el paquete). El diseño recomendado de la almohadilla de soldadura asegura la formación adecuada de la junta de soldadura y el alivio térmico durante el reflujo.

5.2 Directrices de Soldadura y Montaje

El LED está clasificado para soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante 30 segundos, lo que se alinea con los estándares IPC comunes para soldadura sin plomo. Se debe seguir un perfil de reflujo detallado para evitar choques térmicos. Las precauciones incluyen evitar estrés mecánico en la lente, prevenir la contaminación de la superficie óptica y asegurar el uso de pasta de soldar y diseño de plantilla apropiados. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) es 2, lo que significa que el componente puede almacenarse a ≤30°C/60% HR hasta un año antes de requerir secado previo al reflujo.

5.3 Información de Empaquetado y Pedido

El componente se suministra en cinta y carrete para montaje automatizado. La información de empaquetado especifica las dimensiones del carrete, el ancho de la cinta, el espaciado de los bolsillos y la orientación. El número de parte 1608-UG0100M-AM sigue una convención de codificación probable: "1608" para tamaño, "U" para color (probablemente Ultragreen), "G" para verde, "0100" puede relacionarse con intensidad o versión, "M" puede indicar empaquetado, y "AM" probablemente denota grado automotriz. La información de pedido especificaría los códigos de bin requeridos para intensidad luminosa, longitud de onda y tensión directa para garantizar que se entreguen las características de rendimiento exactas.

6. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Aplicación Principal: Iluminación Interior Automotriz

Este LED está explícitamente diseñado para iluminación interior automotriz. Esto incluye aplicaciones como retroiluminación de cuadros de instrumentos, botones de consola central, iluminación ambiental de pasos de rueda, iluminación de tiradores de puertas e indicadores de cambio de marcha. La calificación AEC-Q101, el amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +110°C) y la alta fiabilidad lo hacen adecuado para estos entornos exigentes donde el fallo no es una opción.

6.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

Accionamiento por Corriente:Los LEDs son dispositivos accionados por corriente. Es obligatorio una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora en serie con una fuente de tensión para prevenir la fuga térmica. El diseño debe basarse en la Vf típica y la If deseada, considerando las variaciones de clasificación (binning).

Diseño Térmico:El diseño del PCB debe incorporar un alivio térmico adecuado. Las almohadillas de soldadura, especialmente la almohadilla térmica si está presente, deben conectarse a una zona de cobre para disipar el calor. La corriente directa debe desclasificarse según la temperatura ambiente de operación esperada y la resistencia térmica del PCB.

Protección ESD:Aunque el LED tiene protección ESD de 2kV HBM, puede ser necesaria protección externa adicional (ej., diodos TVS o resistencias) en entornos propensos a eventos ESD más altos, como los arneses de cableado automotriz.

6.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es adecuado para visualización directa o cuando se usa con guías de luz y difusores. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, se necesitarían ópticas secundarias (lentes). El color verde es efectivo para indicadores de estado y a menudo se usa en combinación con otros colores para pantallas multicolor.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Comparado con LEDs verdes comerciales estándar, el diferenciador clave del 1608-UG0100M-AM es sucalificación automotriz (AEC-Q101). Esto implica pruebas rigurosas de vida operativa a alta temperatura (HTOL), ciclado térmico, resistencia a la humedad y otros esfuerzos que los componentes genéricos no sufren. Su intensidad luminosa típica de 700mcd es competitiva para su tamaño de paquete. El paquete PLCC-2 ofrece mejor rigidez de las pistas y potencialmente mejor rendimiento térmico en comparación con paquetes más pequeños como el 0402, haciéndolo más robusto para la vibración automotriz. La estructura de clasificación especificada proporciona a los diseñadores parámetros de rendimiento predecibles, lo cual es esencial para mantener la consistencia en sistemas de iluminación automotriz donde la coincidencia de color y brillo entre múltiples unidades es crítica.

8. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Cuál es la corriente de accionamiento mínima para este LED?

R: La hoja de datos indica explícitamente "No usar corriente por debajo de 3mA." La corriente directa (IF) tiene una especificación mínima de 3mA. Operar por debajo de esto puede resultar en una salida de luz inestable o nula.

P: ¿Puedo accionar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

R: No. Con una Vf típica de 2.65V, conectarlo directamente a 3.3V intentaría impulsar una corriente no controlada a través del LED, probablemente excediendo el límite absoluto máximo de 30mA y causando un fallo inmediato. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un accionador de corriente constante.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin de intensidad luminosa "U2"?

R: El código de bin "U2" se refiere a un rango específico de intensidad luminosa definido en la tabla de clasificación. Para el grupo "U", el bin "2" corresponde a un mínimo de 520 mcd y un máximo de 610 mcd cuando se mide en condiciones estándar (IF=10mA, Tj=25°C).

P: ¿Es este LED adecuado para iluminación exterior automotriz?

R: La hoja de datos especifica "Iluminación Interior Automotriz" como la aplicación. La iluminación exterior (ej., luces traseras, intermitentes) típicamente requiere paquetes diferentes, mayor potencia, colores diferentes y a menudo pruebas de calificación distintas para resistencia a la entrada de humedad y UV. Este componente no está especificado para uso exterior.

P: ¿Cuál es la diferencia entre los valores de resistencia térmica "Real" y "Eléctrica"?

R: La resistencia térmica "Real" (210 K/W) se mide directamente usando métodos físicos (ej., sensores de temperatura). La resistencia térmica "Eléctrica" (190 K/W) se calcula indirectamente midiendo el cambio en la tensión directa con la temperatura (usando el coeficiente de temperatura de Vf). El método eléctrico es a menudo más rápido pero puede tener suposiciones diferentes. Para un diseño térmico conservador, se debe usar el valor más alto (real).

9. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Retroiluminación de Interruptores del Tablero.Un diseñador necesita iluminar 10 interruptores indicadores verdes. Planea accionar cada LED a 10mA desde un riel de 5V en el coche. Usando la Vf típica de 2.65V, el valor de la resistencia en serie requerida es R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 Ohmios. Se elegiría una resistencia estándar de 240 Ohmios. La potencia disipada en cada resistencia es (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W, por lo que una pequeña resistencia de 1/10W es suficiente. El diseño del PCB colocaría los LEDs y resistencias cerca, con vías térmicas bajo las almohadillas de soldadura del LED conectadas a un plano de tierra interno para dispersar el calor.

Ejemplo 2: Modulación por Ancho de Pulso (PWM) para Atenuación.Para iluminación ambiental que requiere control de brillo, el LED puede ser accionado con una señal PWM. La corriente directa durante el pulso "encendido" puede establecerse en 15-20mA para lograr un brillo máximo más alto, mientras que la corriente promedio (y por lo tanto el brillo y el calor) se controla mediante el ciclo de trabajo. Se debe consultar el gráfico de capacidad de manejo de pulsos para asegurar que el ancho de pulso y la corriente máxima elegidos estén dentro de los límites seguros para el ciclo de trabajo seleccionado.

10. Principio de Operación y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía de los materiales semiconductores utilizados (ej., Nitruro de Galio e Indio para el verde). El paquete PLCC aloja el chip semiconductor, proporciona conexiones eléctricas a través de pistas e incluye una lente de plástico moldeada que da forma a la salida de luz y protege el chip.

10.2 Tendencias de la Industria

La tendencia en LEDs para iluminación interior automotriz es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que reduce el consumo de energía y la carga térmica. También hay un movimiento hacia tamaños de paquete más pequeños (ej., 1006/0402) para una iluminación más discreta y una integración más ajustada. Las características avanzadas incluyen circuitos integrados de accionamiento integrados dentro del paquete LED para un control simplificado. Además, la demanda de una reproducción de color precisa y consistente en amplios rangos de temperatura está aumentando, impulsando mejoras en la tecnología de fósforo (para LEDs blancos) y la consistencia del crecimiento de obleas epitaxiales (para LEDs monocromáticos como este verde). El impulso hacia una iluminación ambiental más sofisticada con zonas multicolor dinámicas también influye en el desarrollo de LEDs con una clasificación más estricta y una mejor estabilidad de rendimiento.