Tabla de contenido
- 1. Descripción y características clave
- 1.1 Descripción general
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Dimensiones del paquete y patrones de soldadura
- 2.1 Dimensiones mecánicas
- 3. Características eléctricas y ópticas
- 3.1 Definiciones de parámetros
- 3.2 Clasificaciones máximas absolutas
- 4. Curvas típicas de características ópticas
- 4.1 Tensión directa vs corriente directa
- 4.2 Corriente directa vs intensidad relativa
- 4.3 Temperatura del pin vs intensidad relativa
- 4.4 Temperatura del pin vs corriente directa
- 4.5 Corriente directa vs longitud de onda dominante
- 4.6 Intensidad relativa vs longitud de onda
- 4.7 Patrón de radiación
- 5. Información de empaquetado
- 5.1 Especificación de empaquetado
- 5.2 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
- 5.3 Información de la etiqueta
- 5.4 Empaque resistente a la humedad
- 5.5 Elementos y condiciones de las pruebas de confiabilidad
- 5.6 Criterios de fallo
- 6. Instrucciones de soldadura por reflujo SMT
- 6.1 Parámetros del perfil de reflujo
- 6.2 Soldadura manual y reparación
- 7. Precauciones de manejo y almacenamiento
- 7.1 Consideraciones ambientales
- 7.2 Manipulación mecánica
- 7.3 Condiciones de almacenamiento
- 7.4 ESD y diseño de circuitos
- 7.5 Limpieza
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción y características clave
1.1 Descripción general
Este producto LED es un LED SMD verde-amarillo fabricado con un chip verde-amarillo. Las dimensiones del paquete son 3.2 mm x 1.6 mm x 0.7 mm. Está diseñado para montaje en superficie y es compatible con procesos SMT estándar.
1.2 Características
- Ángulo de visión extremadamente amplio de 140 grados.
- Adecuado para todos los procesos de montaje y soldadura SMT.
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (MSL 3).
- Cumple con RoHS.
1.3 Aplicaciones
- Indicadores ópticos.
- Interruptores, símbolos y pantallas.
- Iluminación general y señalización.
2. Dimensiones del paquete y patrones de soldadura
2.1 Dimensiones mecánicas
El paquete LED mide 3.20 mm x 1.60 mm x 0.70 mm (largo x ancho x alto). La vista superior muestra un contorno rectangular. En la vista inferior se observa una almohadilla de ánodo grande (almohadilla 2) y una almohadilla de cátodo más pequeña (almohadilla 1). La vista lateral muestra la altura total. La polaridad está marcada en la superficie superior. Se proporciona un diseño recomendado de la almohadilla de soldadura con dimensiones específicas: una almohadilla central de 1.50 mm x 1.60 mm para la almohadilla grande, y dos almohadillas laterales de 0.30 mm x 1.60 mm para los otros terminales. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.
Las Fig. 1-1 a 1-5 ilustran las vistas superior, inferior, lateral, la marca de polaridad y el patrón de soldadura recomendado.
3. Características eléctricas y ópticas
3.1 Definiciones de parámetros
En condición de prueba IF=20 mA y Ts=25°C, el LED presenta las siguientes características:
- Ancho de banda espectral a media altura (Δλ):15 nm típico.
- Tensión directa (VF):Clasificada en tres grupos: B0 (1.8-2.0 V), C0 (2.0-2.2 V), D0 (2.2-2.4 V). Los valores típicos varían dentro de estos rangos.
- Longitud de onda dominante (λD):Clasificada en cinco grupos que cubren desde 562.5 nm hasta 575 nm: A20 (562.5-565 nm), B10 (565-567.5 nm), B20 (567.5-570 nm), C10 (570-572.5 nm), C20 (572.5-575 nm).
- Intensidad luminosa (IV):Clasificada en seis grupos desde 12 mcd hasta 100 mcd: B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F10 (65-80 mcd), F20 (80-100 mcd).
- Ángulo de visión (2θ1/2):140 grados típico.
- Corriente inversa (IR):10 μA máximo a VR=5 V.
- Resistencia térmica (RTHJ-S):450 °C/W máximo.
3.2 Clasificaciones máximas absolutas
| Parámetro | Símbolo | Clasificación | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de potencia | Pd | 72 | mW |
| Corriente directa | IF | 30 | mA |
| Corriente directa pico (pulso) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura de operación | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de almacenamiento | Tstg | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de unión | Tj | 95 | °C |
Tolerancia de medición: VF ±0.1 V, λD ±2 nm, IV ±10%.
4. Curvas típicas de características ópticas
La hoja de datos proporciona varias curvas características medidas a Ta=25°C a menos que se especifique lo contrario:
4.1 Tensión directa vs corriente directa
La Figura 1-6 muestra la tensión directa en función de la corriente directa. A 20 mA, la tensión directa es aproximadamente 1.8-2.4 V según el grupo. La curva presenta la forma exponencial típica de un diodo.
4.2 Corriente directa vs intensidad relativa
La Figura 1-7 muestra que la intensidad relativa aumenta con la corriente directa. A 20 mA, la intensidad relativa es aproximadamente 1.0 (normalizada). A 30 mA (máximo), la intensidad es mayor, pero se debe tener precaución debido a los límites térmicos.
4.3 Temperatura del pin vs intensidad relativa
La Figura 1-8 indica que a medida que la temperatura ambiente aumenta, la intensidad relativa disminuye. A 100°C, la intensidad cae aproximadamente a 0.8 del valor a 25°C.
4.4 Temperatura del pin vs corriente directa
La Figura 1-9 muestra la curva de reducción: la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que la temperatura del pin aumenta. A 100°C, la corriente máxima es de aproximadamente 10 mA.
4.5 Corriente directa vs longitud de onda dominante
La Figura 1-10 demuestra un ligero desplazamiento hacia el azul con el aumento de corriente: a 20 mA la longitud de onda es de alrededor de 570 nm, disminuyendo a aproximadamente 568 nm a 30 mA.
4.6 Intensidad relativa vs longitud de onda
La Figura 1-11 muestra la distribución espectral. La emisión máxima se sitúa alrededor de 570 nm con un ancho de banda de 15 nm. El espectro es estrecho y típico de los LED verde-amarillo.
4.7 Patrón de radiación
La Figura 1-12 ilustra las características de radiación. El LED tiene un amplio ángulo de visión de 140°, lo que resulta beneficioso para aplicaciones de indicadores que requieren una amplia cobertura.
5. Información de empaquetado
5.1 Especificación de empaquetado
Los LED se empaquetan en formato de cinta y carrete con 4000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene un ancho de 8 mm y un paso de 4 mm. La orientación de la polaridad está claramente marcada en la cinta.
5.2 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
Las dimensiones de las cavidades de la cinta portadora están diseñadas para sujetar de forma segura el paquete de 3.2x1.6x0.7 mm. El carrete tiene un diámetro exterior de 178±1 mm, un diámetro del núcleo de 60±1 mm y un ancho de cinta de 8.0±0.1 mm.
5.3 Información de la etiqueta
Cada carrete se etiqueta con el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de clasificación (incluyendo flujo, cromaticidad, tensión directa, código de longitud de onda), cantidad y código de fecha.
5.4 Empaque resistente a la humedad
Los carretes se sellan en una bolsa barrera contra la humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se etiqueta con advertencia de ESD y aviso del nivel de sensibilidad a la humedad.
5.5 Elementos y condiciones de las pruebas de confiabilidad
Los LED han sido sometidos a pruebas de confiabilidad según los estándares JEDEC:
- Soldadura por reflujo (260°C máx., 10 s, 2 ciclos)
- Ciclo térmico (-40°C a 100°C, 100 ciclos)
- Choque térmico (-40°C a 100°C, 300 ciclos)
- Almacenamiento a alta temperatura (100°C, 1000 h)
- Almacenamiento a baja temperatura (-40°C, 1000 h)
- Prueba de vida (25°C, IF=20 mA, 1000 h)
Criterio de aceptación: no se permiten fallos en 22 piezas para cada prueba.
5.6 Criterios de fallo
Después de las pruebas de confiabilidad, los siguientes cambios se consideran fallos:
- VF aumenta más de 1.1 veces el límite superior de especificación.
- IR aumenta más de 2 veces el límite superior de especificación.
- El flujo luminoso cae por debajo de 0.7 veces el límite inferior de especificación.
6. Instrucciones de soldadura por reflujo SMT
6.1 Parámetros del perfil de reflujo
El perfil de soldadura por reflujo recomendado se proporciona para garantizar una soldadura adecuada sin dañar el LED. Parámetros clave:
- Velocidad de rampa promedio (Tsmax a Tp): máx. 3°C/s
- Precalentamiento: 150°C a 200°C durante 60-120 s
- Tiempo por encima de 217°C: 60-150 s
- Temperatura pico: 260°C, máx. 10 s
- Velocidad de enfriamiento: máx. 6°C/s
- Tiempo total desde 25°C hasta el pico: máx. 8 minutos
El reflujo no debe realizarse más de dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre dos pasos de soldadura, los LED pueden absorber humedad y dañarse.
6.2 Soldadura manual y reparación
Soldadura manual: temperatura del hierro por debajo de 300°C, tiempo menor de 3 segundos, solo una vez. Se debe evitar la reparación; si es necesaria, usar un soldador de doble punta.
7. Precauciones de manejo y almacenamiento
7.1 Consideraciones ambientales
El entorno de operación debe tener una concentración de compuestos de azufre inferior a 100 PPM. Contenido de halógenos: Br<900 PPM, Cl<900 PPM, Br+Cl total<1500 PPM. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) pueden penetrar el encapsulante de silicona y causar decoloración; evite adhesivos que desprendan vapor orgánico.
7.2 Manipulación mecánica
Utilice pinzas a lo largo de las superficies laterales; no toque ni presione directamente la lente de silicona. Evite tensiones mecánicas después de la soldadura. No deforme el PCB.
7.3 Condiciones de almacenamiento
| Condición | Temperatura | Humedad | Tiempo |
|---|---|---|---|
| Antes de abrir la bolsa | ≤30°C | ≤75% | Dentro de 1 año desde la fecha |
| Después de abrir la bolsa | ≤30°C | ≤60% | 168 horas (7 días) |
| Horneado | 60±5°C | - | ≥24 horas |
Si la tarjeta indicadora de humedad muestra humedad excesiva o se excede el tiempo de almacenamiento, es necesario hornear.
7.4 ESD y diseño de circuitos
Los LED son sensibles a la descarga electrostática (ESD) y al sobreesfuerzo eléctrico (EOS). Se deben implementar medidas de protección ESD adecuadas. En el diseño del circuito, incluya siempre una resistencia limitadora de corriente para evitar que la corriente supere la clasificación máxima absoluta. Se debe evitar la tensión inversa, ya que puede causar migración y daños.
7.5 Limpieza
Si es necesaria la limpieza, use alcohol isopropílico. No use disolventes que puedan atacar la resina del paquete. No se recomienda la limpieza por ultrasonido, ya que puede dañar el LED.
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. |