Hoja de Datos del LED ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y - Paquete 2.5x3.0mm - Voltaje 2.95-3.95V - Flujo Luminoso 220lm @1A - Blanco Cálido 2500-3000K - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto El ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y es un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren una alta salida luminosa y una excelente eficiencia en un factor de forma compacto. Este dispositivo utiliza tecnología de chip InGaN para producir una luz blanca cálida con un rango de temperatura de color correlacionada (CCT) de 2500K a 3000K. Sus principales objetivos de diseño son ofrecer un alto flujo luminoso manteniendo una huella pequeña, lo que lo hace adecuado para diseños con limitaciones de espacio. Las ventajas principales de este LED incluyen un flujo luminoso típico de 220 lúmenes con una corriente de accionamiento de 1000mA, lo que resulta en una alta eficiencia óptica de aproximadamente 63.77 lúmenes por vatio. Los mercados objetivo son diversos, abarcando electrónica de consumo, iluminación general y aplicaciones de iluminación especializada donde la fiabilidad y el rendimiento son críticos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos El dispositivo está especificado para operar dentro de límites estrictos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. Los límites absolutos máximos definen las fronteras más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente. La corriente directa continua (modo antorcha) está clasificada en 350mA. Para operación pulsada, se permite una corriente de pulso máxima de 1000mA bajo un ciclo de trabajo específico (400ms encendido, 3600ms apagado, durante 30000 ciclos). La temperatura máxima de unión es de 145°C, con un rango de temperatura de operación de -40°C a +85°C. El dispositivo puede soportar una temperatura de soldadura de 260°C para un máximo de dos ciclos de reflujo. Es importante señalar que estos LED no están diseñados para operación en polarización inversa. La resistencia térmica desde la unión hasta la almohadilla de soldadura se especifica como 8.5°C/W, un parámetro clave para el diseño de gestión térmica.

2.2 Características Electro-Ópticas Los parámetros de rendimiento clave se miden bajo condiciones controladas con una temperatura de la almohadilla de soldadura (Ts) de 25°C. La característica principal es el flujo luminoso (Iv), que tiene un valor típico de 220 lúmenes con un IF de 1000mA, con un mínimo de 200 lm y un máximo de 300 lm según la estructura de clasificación. El voltaje directo (VF) a esta corriente varía desde 2.95V (Mín.) hasta 3.95V (Máx.), con un valor típico de 3.45V. La temperatura de color correlacionada se centra alrededor de 2750K, con un rango de 2500K a 3000K. Todos los datos eléctricos y ópticos se prueban utilizando una condición de pulso de 50ms para minimizar los efectos de autocalentamiento durante la medición, asegurando que los datos representen el rendimiento del LED antes de un aumento térmico significativo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning) El producto se agrupa según tres parámetros clave: flujo luminoso, voltaje directo y cromaticidad (coordenadas de color). Esta clasificación garantiza la consistencia en el diseño de aplicaciones.

3.1 Clasificación del Flujo Luminoso El flujo luminoso se clasifica bajo el código 'J6'. Esta clasificación especifica un rango de flujo luminoso desde un mínimo de 200 lm hasta un máximo de 300 lm cuando se alimenta a 1000mA, siendo el valor típico de 220 lm.

3.2 Clasificación del Voltaje Directo El voltaje directo se clasifica bajo el código '2939'. Esta clasificación define un rango de VF desde 2.95V hasta 3.95V a 1000mA, con un valor típico de 3.45V.

3.3 Clasificación de la Cromaticidad El color se clasifica bajo el código '2530'. Esto se refiere a una región específica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 que corresponde a un blanco cálido con una CCT entre 2500K y 3000K. La estructura de la clasificación está definida por límites específicos de coordenadas (x, y) para garantizar la consistencia del color. La tolerancia de medición para las coordenadas de color es de ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa La relación entre el voltaje directo (VF) y la corriente directa (IF) es no lineal, típica del comportamiento de un diodo. La curva muestra que VF aumenta con IF. Los diseñadores utilizan esta curva para estimar la caída de voltaje en el LED a diferentes corrientes de operación, lo cual es crucial para el diseño del circuito de accionamiento y los cálculos de disipación de potencia.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa Esta curva ilustra la salida de luz en relación con la corriente de accionamiento. Inicialmente, el flujo luminoso aumenta casi linealmente con la corriente, pero puede mostrar signos de caída de eficiencia (reducción en la eficiencia) a corrientes más altas, a menudo debido al aumento de la temperatura de unión y otros efectos de la física de semiconductores. Esta curva ayuda a determinar el punto de operación óptimo para equilibrar brillo y eficiencia.

4.3 CCT vs. Corriente Directa La temperatura de color correlacionada puede cambiar con la corriente de accionamiento. Esta curva muestra la variación de la CCT en el rango de corriente de operación. Para este LED de blanco cálido, la CCT se mantiene relativamente estable en todo el rango de corriente, permaneciendo entre aproximadamente 2500K y 3000K, lo cual es importante para aplicaciones donde se requiere una apariencia de color consistente.

4.4 Distribución Espectral Relativa El gráfico de distribución espectral de potencia (SPD) muestra la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda. Para un LED blanco, esto típicamente muestra un pico azul amplio del chip InGaN y una emisión amarilla/roja más amplia del fósforo. La longitud de onda de pico (λp) y la forma del espectro determinan las propiedades de reproducción cromática de la luz.

4.5 Patrón de Radiación Típico El patrón de radiación polar indica la distribución espacial de la luz. Este dispositivo presenta un patrón de emisión Lambertiano, donde la intensidad luminosa es proporcional al coseno del ángulo de visión. El ángulo de visión (2θ1/2), donde la intensidad cae a la mitad del valor máximo, se especifica como 120 grados (tolerancia ±5°). Este amplio ángulo de visión es adecuado para aplicaciones de iluminación general.

5. Información Mecánica y del Paquete El LED está alojado en un paquete compacto de dispositivo de montaje superficial (SMD). Las dimensiones del paquete son 2.5mm de largo y 3.0mm de ancho, como lo indica el '2530' en el número de pieza. El dibujo detallado con dimensiones proporciona las medidas exactas del cuerpo del LED, las almohadillas de soldadura (ánodo y cátodo) y cualquier característica mecánica. La polaridad está claramente marcada en el paquete, típicamente con un indicador de cátodo. El diseño de la almohadilla de soldadura es crucial tanto para la conexión eléctrica como, más importante aún, para la disipación de calor. Una huella adecuada en la PCB asegura una buena fiabilidad de la unión soldada y una transferencia térmica óptima desde la unión del LED hasta la placa de circuito impreso.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Soldadura por Reflujo El dispositivo está clasificado para una temperatura máxima de soldadura de 260°C y puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo. Es fundamental seguir el perfil de reflujo recomendado para evitar choques térmicos, que pueden causar grietas en el paquete o delaminación interna. Se deben controlar la temperatura máxima y el tiempo por encima del líquido.

6.2 Almacenamiento y Manipulación Los LED son sensibles a la humedad (se especifica el nivel MSL). La bolsa resistente a la humedad no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Si la bolsa se abre o se excede la vida útil especificada, se requiere un preacondicionamiento de horneado (por ejemplo, 60±5°C durante 24 horas) para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del paquete) durante el reflujo.

6.3 Gestión Térmica Una gestión térmica efectiva es primordial para mantener el rendimiento y la longevidad. El LED debe montarse en una PCB de núcleo metálico (MCPCB) adecuada u otro sustrato con buena conductividad térmica. La resistencia térmica de 8.5°C/W es desde la unión hasta la almohadilla de soldadura; la resistencia térmica total del sistema al ambiente debe gestionarse para mantener la temperatura de unión muy por debajo del límite máximo de 145°C, especialmente durante la operación continua. Se debe evitar operar a la temperatura máxima durante períodos prolongados (superiores a 1 hora).

6.4 Protección Eléctrica Aunque el dispositivo puede tener cierta protección contra ESD, no está diseñado para polarización inversa. Una resistencia en serie externa o un controlador de corriente constante son esenciales para limitar la corriente y proteger contra transitorios de voltaje. Sin limitación de corriente, un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente.

7. Información de Embalaje y Pedido Los LED se suministran en embalaje resistente a la humedad. Normalmente se entregan en cintas portadoras en relieve, que luego se enrollan en carretes. Un carrete estándar contiene 3000 piezas, con una cantidad mínima de pedido de 1000 piezas. El etiquetado del producto en el carrete incluye información crítica: el número de pieza (P/N), el número de lote (LOT NO), la cantidad de embalaje (QTY) y los códigos de clasificación específicos para flujo luminoso (CAT), color (HUE) y voltaje directo (REF). También se indica el nivel MSL (MSL-X). Se proporcionan las dimensiones de la cinta portadora y del carrete para facilitar la configuración de la máquina de colocación automática.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos Flash de Cámara en Dispositivos Móviles: La alta capacidad de corriente pulsada (1000mA) y la alta salida luminosa lo hacen adecuado para aplicaciones de flash/estroboscopio en cámaras de smartphones y cámaras digitales. Linterna e Iluminación Portátil: Utilizado en videocámaras digitales, linternas de mano y otros dispositivos de iluminación portátiles. Iluminación General y Decorativa: Ideal para iluminación interior, iluminación de acento, luces de escalón, señales de salida y otras aplicaciones arquitectónicas o decorativas que se benefician de la luz blanca cálida. Retroiluminación de TFT: Puede usarse como fuente de retroiluminación de alta luminosidad para pantallas pequeñas y medianas. Iluminación Automotriz: Adecuado tanto para aplicaciones automotrices interiores (iluminación ambiental, luces de lectura) como exteriores (iluminación auxiliar), sujeto al cumplimiento de los estándares automotrices relevantes.

8.2 Consideraciones de Diseño Selección del Controlador: Utilice un controlador de corriente constante apropiado para la corriente de operación deseada (hasta 350mA CC o 1000mA pulsada). Asegúrese de que el voltaje de cumplimiento del controlador exceda el VF máximo del LED. Diseño de la PCB: Diseñe la PCB con un área de cobre adecuada o vías térmicas bajo las almohadillas del LED para actuar como disipador de calor. Esto es crítico para disipar los varios vatios de calor generados (Potencia ≈ VF * IF). Diseño Óptico: El amplio ángulo de visión Lambertiano de 120 grados puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) para lograr los patrones de haz deseados para aplicaciones específicas como flash o iluminación focalizada. Consistencia del Color: Para aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa, utilice LED del mismo lote de producción o especifique requisitos de clasificación estrictos.

9. Comparación y Diferenciación Técnica En comparación con los LED de potencia media estándar, este dispositivo ofrece un flujo luminoso significativamente mayor para su tamaño de paquete (2.5x3.0mm). Su eficiencia típica de ~64 lm/W a 1A es competitiva. Los diferenciadores clave son su combinación de alta salida de flujo, temperatura de color blanco cálido en un paquete SMD compacto y una especificación robusta para operación pulsada. Ocupa un nicho entre los LED más pequeños de menor potencia y los LED COB (Chip-on-Board) más grandes y de mayor potencia. La estructura de clasificación definida para flujo, voltaje y color proporciona a los diseñadores un rendimiento predecible, reduciendo la necesidad de una calibración extensiva del sistema.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos) P: ¿Cuál es la diferencia entre la corriente directa continua (350mA) y la corriente de pulso máxima (1000mA)? R: La corriente directa continua (350mA) es la corriente máxima que se puede aplicar continuamente sin riesgo de daño. La corriente de pulso máxima (1000mA) es una corriente mucho más alta que solo se puede aplicar durante períodos muy cortos (400ms en este caso) con un tiempo de apagado largo (3600ms) para permitir que la unión se enfríe. Esto es típico para aplicaciones de flash de cámara. P: ¿Cómo interpreto la clasificación de flujo luminoso 'J6' (200-300 lm)? R: Esto significa que cualquier LED etiquetado con la clasificación J6 tendrá un flujo luminoso medido entre 200 y 300 lúmenes cuando se pruebe a 1000mA. El valor típico es 220 lm. Para el diseño, usar el valor mínimo (200 lm) es conservador para garantizar una salida de luz mínima. P: ¿Por qué se enfatiza tanto la gestión térmica? R: El rendimiento del LED se degrada con el aumento de la temperatura de unión. La salida luminosa disminuye, el voltaje directo cambia y el color puede variar. Más críticamente, operar a altas temperaturas reduce drásticamente la vida útil del LED. La resistencia térmica de 8.5°C/W es la ruta desde la unión del semiconductor hasta su almohadilla de soldadura; usted debe diseñar el resto de la ruta (PCB, disipador) para mantener la unión fría. P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 3.3V o 5V? R: No. Los LED son dispositivos controlados por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente no controlada, probablemente excediendo los límites máximos y destruyendo el LED instantáneamente. Debe usar un mecanismo limitador de corriente, como un controlador de corriente constante o una resistencia en serie calculada en función del voltaje de alimentación y el VF del LED.

11. Ejemplos Prácticos de Casos de Uso Caso 1: Módulo de Flash para Cámara de Smartphone: Un diseñador está creando un flash de doble LED para un smartphone. Utiliza dos de estos LED accionados en paralelo por un CI controlador de flash dedicado. El controlador proporciona la corriente pulsada de 1000mA durante una duración controlada por el software de la cámara. El tamaño compacto les permite colocar el módulo junto a la lente de la cámara. Diseñan una pequeña pieza de metal en la PCB flexible bajo los LED para gestionar el calor generado durante una secuencia de flash. Caso 2: Iluminación de Escalones Arquitectónica: Para iluminar los peldaños de una escalera en un edificio comercial, un ingeniero diseña un perfil de aluminio de bajo perfil con un canal. Múltiples LED se espacian a lo largo del canal, accionados por un controlador de LED de corriente constante a 300mA (por debajo del máximo CC) para operación continua. La luz blanca cálida (2750K) proporciona buena visibilidad y ambiente. El perfil de aluminio actúa tanto como carcasa como disipador de calor, asegurando una fiabilidad a largo plazo.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento Este LED es una fuente de luz de estado sólido basada en la física de semiconductores. Utiliza un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) que emite luz azul cuando los electrones y los huecos se recombinan a través del bandgap del chip al aplicar un voltaje directo (electroluminiscencia). Esta luz azul se convierte parcialmente en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de material de fósforo depositada sobre o cerca del chip. La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo da como resultado la percepción de luz blanca. Las proporciones específicas de la composición del fósforo determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (CRI) de la luz blanca emitida.

13. Tendencias Tecnológicas La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una calidad de color mejorada (CRI más alto y consistencia de color más precisa) y una mayor densidad de potencia (más luz de paquetes más pequeños). También existe un fuerte impulso para mejorar la fiabilidad y prolongar la vida útil bajo temperaturas de operación más altas. En el empaquetado, los avances apuntan a mejorar la eficiencia de extracción de luz y la gestión térmica dentro del propio paquete. Para los LED blancos, la tecnología de fósforos continúa evolucionando para proporcionar un rendimiento más estable con la temperatura y el tiempo, y para permitir un rango más amplio de temperaturas de color y cualidades espectrales. El dispositivo descrito en esta hoja de datos representa un punto maduro en estas tendencias en curso, ofreciendo un equilibrio entre rendimiento, tamaño y costo para sus aplicaciones objetivo.

.1 Reflow Soldering

The device is rated for a maximum soldering temperature of 260°C and can withstand a maximum of two reflow cycles. It is critical to follow the recommended reflow profile to avoid thermal shock, which can cause package cracking or internal delamination. The peak temperature and time above liquidus must be controlled.

.2 Storage and Handling

The LEDs are moisture-sensitive (MSL Level specified). The moisture-proof bag should not be opened until the components are ready for use. If the bag is opened or the specified floor life is exceeded, a baking pre-conditioning (e.g., 60±5°C for 24 hours) is required to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" (package cracking) during reflow.

.3 Thermal Management

Effective thermal management is paramount for maintaining performance and longevity. The LED should be mounted on a suitable metal-core PCB (MCPCB) or other substrate with good thermal conductivity. The thermal resistance of 8.5°C/W is from the junction to the solder pad; the total system thermal resistance to ambient must be managed to keep the junction temperature well below the maximum rating of 145°C, especially during continuous operation. Operating at maximum temperature for extended periods (exceeding 1 hour) should be avoided.

.4 Electrical Protection

Although the device may have some ESD protection, it is not designed for reverse bias. An external series resistor or constant-current driver is essential to limit current and protect against voltage transients. Without current limiting, a small increase in voltage can cause a large, potentially destructive, increase in current.

. Packaging and Ordering Information

The LEDs are supplied in moisture-resistant packing. They are typically delivered on embossed carrier tapes, which are then wound onto reels. A standard reel contains 3000 pieces, with a minimum order quantity of 1000 pieces. The product labeling on the reel includes critical information: the part number (P/N), lot number (LOT NO), packing quantity (QTY), and the specific bin codes for luminous flux (CAT), color (HUE), and forward voltage (REF). The MSL level is also indicated (MSL-X). The carrier tape and reel dimensions are provided to facilitate automated pick-and-place machine setup.

. Application Suggestions

.1 Typical Application Scenarios

• Mobile Device Camera Flash:The high pulsed current capability (1000mA) and high luminous output make it suitable for camera flash/strobe applications in smartphones and digital cameras.
• Torch and Portable Lighting:Used in digital video cameras, handheld torches, and other portable lighting devices.
• General and Decorative Lighting:Ideal for indoor lighting, accent lighting, step lights, exit signs, and other architectural or decorative applications benefiting from warm white light.
• TFT Backlighting:Can be used as a high-brightness backlight source for small to medium displays.
• Automotive Lighting:Suitable for both interior (ambient lighting, reading lights) and exterior (auxiliary lighting) automotive applications, subject to meeting relevant automotive standards.

.2 Design Considerations

• Driver Selection:Use a constant-current driver appropriate for the desired operating current (up to 350mA DC or 1000mA pulsed). Ensure the driver's compliance voltage exceeds the LED's maximum VF.
• PCB Layout:Design the PCB with adequate copper area or thermal vias under the LED pads to act as a heat sink. This is critical for dissipating the several watts of heat generated (Power ≈ VF * IF).
• Optical Design:The Lambertian 120-degree viewing angle may require secondary optics (lenses, reflectors) to achieve desired beam patterns for specific applications like flash or spotlighting.
• Color Consistency:For applications requiring tight color matching, use LEDs from the same production lot or specify tight binning requirements.

. Technical Comparison and Differentiation

Compared to standard mid-power LEDs, this device offers significantly higher luminous flux for its package size (2.5x3.0mm). Its typical efficiency of ~64 lm/W at 1A is competitive. The key differentiators are its combination of high flux output, warm white color temperature in a compact SMD package, and robust specification for pulsed operation. It fills a niche between smaller, lower-power LEDs and larger, higher-power COB (Chip-on-Board) LEDs. The defined binning structure for flux, voltage, and color provides designers with predictable performance, reducing the need for extensive system calibration.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: What is the difference between DC forward current (350mA) and peak pulse current (1000mA)?

A: The DC forward current (350mA) is the maximum current that can be applied continuously without risking damage. The peak pulse current (1000mA) is a much higher current that can only be applied for very short durations (400ms in this case) with a long off time (3600ms) to allow the junction to cool. This is typical for camera flash applications.

Q: How do I interpret the luminous flux bin 'J6' (200-300 lm)?

A: This means any LED labeled with bin J6 will have a measured luminous flux between 200 and 300 lumens when tested at 1000mA. The typical value is 220 lm. For design, using the minimum value (200 lm) is conservative for ensuring minimum light output.

Q: Why is thermal management so emphasized?

A> LED performance degrades with increasing junction temperature. Luminous output decreases, forward voltage shifts, and color can change. More critically, operating at high temperatures drastically reduces the LED's lifetime. The 8.5°C/W thermal resistance is the path from the semiconductor junction to your solder pad; you must design the rest of the path (PCB, heatsink) to keep the junction cool.

Q: Can I drive this LED directly from a 3.3V or 5V supply?

A: No. LEDs are current-driven devices. Connecting it directly to a voltage source will cause an uncontrolled current to flow, likely exceeding the maximum ratings and destroying the LED instantly. You must use a current-limiting mechanism, such as a constant-current driver or a series resistor calculated based on the supply voltage and the LED's VF.

. Practical Use Case Examples

Case 1: Smartphone Camera Flash Module:A designer is creating a dual-LED flash for a smartphone. They use two of these LEDs driven in parallel by a dedicated flash driver IC. The driver provides the 1000mA pulsed current for a duration controlled by the camera software. The compact size allows them to fit the module next to the camera lens. They design a small metal slug on the flex PCB under the LEDs to manage the heat generated during a flash sequence.

Case 2: Architectural Step Lighting:For illuminating stair treads in a commercial building, an engineer designs a low-profile aluminum extrusion with a channel. Multiple LEDs are spaced along the channel, driven by a constant-current LED driver at 300mA (below the DC max) for continuous operation. The warm white light (2750K) provides good visibility and ambiance. The aluminum extrusion acts as both a housing and a heatsink, ensuring long-term reliability.

. Operating Principle Introduction

This LED is a solid-state light source based on semiconductor physics. It uses an Indium Gallium Nitride (InGaN) chip that emits blue light when electrons and holes recombine across the chip's bandgap upon application of a forward voltage (electroluminescence). This blue light is then partially converted to longer wavelengths (yellow, red) by a layer of phosphor material deposited on or near the chip. The mixture of the remaining blue light and the phosphor-converted light results in the perception of white light. The specific ratios of the phosphor composition determine the correlated color temperature (CCT) and color rendering index (CRI) of the emitted white light.

. Technology Trends

The general trend in LED technology is towards higher efficacy (more lumens per watt), improved color quality (higher CRI and more precise color consistency), and increased power density (more light from smaller packages). There is also a strong drive for improved reliability and longer lifetimes under higher operating temperatures. In packaging, advancements aim to improve light extraction efficiency and thermal management within the package itself. For white LEDs, phosphor technology continues to evolve to provide more stable performance over temperature and time, and to enable a wider range of color temperatures and spectral qualities. The device described in this datasheet represents a mature point in these ongoing trends, offering a balance of performance, size, and cost for its target applications.