Hoja de Datos del LED ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - Paquete 5.0x6.0mm - Voltaje 2.85-3.95V - Flujo Luminoso 350lm - Blanco 5000-6000K - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED blanco de montaje superficial (SMD) de alto rendimiento. El dispositivo está diseñado para ofrecer una salida luminosa elevada dentro de un paquete compacto, lo que lo hace idóneo para aplicaciones con limitaciones de espacio que requieren una iluminación brillante y eficiente. Sus ventajas principales incluyen una excelente eficiencia óptica, una robusta protección contra descargas electrostáticas (ESD) y el cumplimiento de las principales normativas medioambientales.

Los mercados objetivo principales para este LED abarcan flashes de cámara para dispositivos móviles, linternas para videocámaras digitales, diversos luminarios para interiores y exteriores, unidades de retroiluminación para pantallas TFT, iluminación decorativa e iluminación interior/exterior automotriz. El perfil de rendimiento del componente se alinea con aplicaciones que demandan fiabilidad, brillo y consistencia de color.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos de Operación

Los límites operativos del dispositivo están definidos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. Los límites clave incluyen una corriente directa continua (Modo Linterna) de 350 mA y una capacidad de corriente de pulso máximo de 1500 mA bajo condiciones específicas (duración máxima de 400 ms, ciclo de trabajo del 10%). La temperatura de unión no debe superar los 150°C, con un rango de temperatura ambiente de operación de -40°C a +85°C. El LED ofrece una robusta protección ESD de hasta 8000V (HBM, JEDEC 3b). Es fundamental tener en cuenta que estos son límites de estrés; la operación continua en o cerca de estos valores puede degradar el rendimiento y la longevidad. El componente no está diseñado para operación en polarización inversa.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a una temperatura de la almohadilla de soldadura (Ts) de 25°C, se definen las métricas clave de rendimiento del dispositivo. El flujo luminoso típico (Iv) es de 350 lúmenes a una corriente directa (IF) de 1000mA, con un valor mínimo especificado de 300 lm. El voltaje directo (VF) a esta corriente oscila entre un mínimo de 2.85V y un máximo de 3.95V. La temperatura de color correlacionada (CCT) para esta variante de LED blanco se sitúa entre 5000K y 6000K, ubicándola en el espectro de blanco frío. Todos los datos eléctricos y ópticos se prueban bajo una condición de pulso de 50ms para minimizar los efectos de autocalentamiento durante la medición.

2.3 Consideraciones Térmicas y de Fiabilidad

Una gestión térmica adecuada es primordial para el rendimiento y la vida útil del LED. La temperatura máxima permitida de soldadura es de 260°C para un máximo de dos ciclos de reflujo. El dispositivo está clasificado en Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 1, lo que indica una vida útil ilimitada en condiciones ≤30°C/85% HR. Todas las especificaciones de fiabilidad, incluidas las garantías contra una degradación excesiva de IV, se validan bajo condiciones de buena gestión térmica, específicamente utilizando una Placa de Circuito Impreso con Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0 x 1.0 cm².

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se categoriza en tres lotes: 2832 (2.85V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V) y 3539 (3.55V - 3.95V), todos medidos a IF=1000mA.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

La salida de flujo luminoso se clasifica en cuatro categorías: J8 (300-330 lm), J9 (330-360 lm), K1 (360-390 lm) y K2 (390-420 lm), medidas a IF=1000mA. El número de pieza típico hace referencia al lote J8.

3.3 Clasificación por Cromaticidad (Color)

El punto de color blanco se define dentro de una región específica del diagrama de cromaticidad CIE 1931, correspondiente a un rango de temperatura de color correlacionada de 5000K a 6000K. El lote designado como "5060" proporciona las coordenadas de color de referencia para este rango. La tolerancia de medición permitida para las coordenadas de color es de ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Patrones Espectrales y de Radiación

La curva de distribución espectral relativa muestra un pico en la región de longitud de onda azul, típico de un LED blanco convertido por fósforo, con una amplia emisión del fósforo en el espectro amarillo. La salida combinada da como resultado luz blanca. El patrón de radiación típico es lambertiano, caracterizado por un ángulo de visión (2θ1/2) de 120 grados, donde la intensidad es la mitad del valor máximo. Esto proporciona un campo de iluminación amplio y uniforme.

4.2 Correlaciones Eléctricas y Ópticas

La curva de voltaje directo frente a corriente directa demuestra la relación exponencial característica del diodo, con VF aumentando con la corriente. La curva de flujo luminoso relativo frente a corriente directa muestra que la salida de luz aumenta de forma sublineal con la corriente, un rasgo común debido a la caída de eficiencia a corrientes y temperaturas de unión más altas. La curva de temperatura de color correlacionada (CCT) frente a corriente directa indica que la CCT puede desplazarse ligeramente con la corriente de operación, lo cual es una consideración importante para aplicaciones críticas en color. Todos los datos de correlación se miden bajo una gestión térmica superior.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dibujo de Dimensiones del Paquete

El LED está alojado en un paquete de dispositivo de montaje superficial (SMD) con dimensiones nominales de 5.0mm de largo y 6.0mm de ancho. El dibujo mecánico detallado especifica todas las dimensiones críticas, incluidas las ubicaciones de las almohadillas, la altura total y las tolerancias (típicamente ±0.05mm a menos que se indique lo contrario). Esta información es esencial para el diseño de la huella en la PCB y el montaje.

5.2 Identificación de Polaridad

El componente y su cinta portadora están marcados para indicar la polaridad. La orientación correcta durante la colocación es crucial para el funcionamiento adecuado del circuito. La hoja de datos proporciona un diagrama claro que muestra la identificación del ánodo y el cátodo en el cuerpo del dispositivo y dentro del embalaje en carrete.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La temperatura máxima de soldadura se especifica en 260°C. El componente puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo. Debido a su clasificación MSL Nivel 1, no se requiere un horneado especial antes de su uso si se almacena dentro de las condiciones de humedad especificadas. Sin embargo, durante los procesos de montaje se deben seguir las directrices estándar IPC/JEDEC para el manejo de dispositivos sensibles a la humedad para evitar tensiones termomecánicas.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Embalaje

Los LEDs se suministran en embalaje resistente a la humedad. Se cargan en cintas portadoras con relieve, que luego se enrollan en carretes. La cantidad estándar cargada es de 2000 piezas por carrete, con una cantidad mínima de pedido de 1000 piezas. Se proporcionan las dimensiones detalladas de la cinta portadora y del carrete para facilitar la configuración de la máquina de colocación automática (pick-and-place).

7.2 Etiquetado del Producto

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Pieza del Fabricante (P/N), Número de Lote, Cantidad Empaquetada (QTY) y los códigos específicos de lote para Flujo Luminoso (CAT), Color (HUE) y Voltaje Directo (REF). También se indica el Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL-X).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para:

- Flash de Cámara en Dispositivos Móviles:Su alta capacidad de corriente de pulso y brillo lo hacen ideal para flashes de cámara en teléfonos inteligentes.

- Iluminación Portátil:Linternas para videocámaras digitales o dispositivos de mano.

- Iluminación General:Iluminación interior, luces de escalón, señales de salida y otros marcadores arquitectónicos.

- Retroiluminación:Para paneles TFT-LCD de tamaño pequeño a mediano.

- Iluminación Automotriz:Tanto aplicaciones interiores (luces de techo, luces de lectura) como exteriores (luces auxiliares, iluminación de firma), sujeto a calificación automotriz específica.

- Iluminación Decorativa:Iluminación de acento en electrónica de consumo o lugares de entretenimiento.

8.2 Consideraciones de Diseño

1. Gestión Térmica:Utilice un diseño térmico de PCB adecuado (por ejemplo, MCPCB con área de cobre suficiente o vías térmicas) para mantener una baja temperatura de unión. Esto preserva la salida luminosa, la estabilidad del color y la vida operativa.

2. Conducción de Corriente:Implemente un circuito de accionamiento de corriente constante apropiado para el punto de operación deseado (por ejemplo, 350mA para modo linterna, hasta 1A para salida alta). Considere la reducción de potencia (derating) para altas temperaturas ambiente.

3. Diseño Óptico:El patrón de haz lambertiano de 120 grados es adecuado para iluminación de área amplia. Pueden ser necesarias ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma o enfocar el haz.

4. Protección ESD:Aunque el dispositivo tiene protección ESD incorporada, aún se recomienda adherirse a buenas prácticas de manejo ESD durante el montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs de potencia media estándar, este dispositivo ofrece una salida de flujo luminoso significativamente mayor (350lm) a una corriente de accionamiento de 1A, lo que resulta en una eficacia luminosa superior (100 lm/W típ.). La combinación de alto brillo, una huella compacta de 5.0x6.0mm y un amplio ángulo de visión de 120 grados proporciona un equilibrio favorable para muchas aplicaciones. Su cumplimiento de los estándares libres de halógenos, RoHS y REACH garantiza que cumple con los estrictos requisitos medioambientales para los mercados globales. La estructura detallada de clasificación para flujo, voltaje y color permite a los diseñadores seleccionar piezas con tolerancias de parámetros ajustadas para un rendimiento del sistema consistente.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la Corriente Directa Continua y la Corriente de Pulso Máximo?

R: La Corriente Directa Continua (350mA) es la corriente máxima continua recomendada para una operación confiable a largo plazo (por ejemplo, en modo linterna). La Corriente de Pulso Máximo (1500mA) es una corriente mucho más alta que puede aplicarse durante duraciones muy cortas (≤400ms) con un ciclo de trabajo bajo (≤10%), lo cual es típico en aplicaciones de flash de cámara para lograr un destello de luz muy brillante y breve.

P: ¿Cómo interpreto el código de lote de flujo luminoso (por ejemplo, J8) en el número de pieza?

R: El código de lote (J8, K1, etc.) indica el rango mínimo y máximo garantizado de flujo luminoso para ese LED específico cuando se mide a 1000mA. Por ejemplo, un LED del lote J8 tendrá un flujo entre 300 y 330 lúmenes. Esto permite a los diseñadores predecir y controlar el nivel de brillo de su producto final.

P: ¿Por qué se enfatiza tan frecuentemente la gestión térmica?

R: El rendimiento del LED se degrada al aumentar la temperatura de unión. El calor excesivo reduce la salida de luz (depreciación de lúmenes), puede causar un desplazamiento en la temperatura de color y, lo más crítico, acelera los procesos químicos que conducen a un fallo permanente. Un disipador de calor efectivo es innegociable para lograr el rendimiento y la vida útil nominales.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Módulo de Flash de Cámara para Teléfono Inteligente

En este escenario, el LED sería accionado por un circuito integrado de control de flash dedicado. El diseño utilizaría la capacidad de corriente de pulso máximo (1500mA) para lograr el máximo brillo para una foto. La PCB necesitaría almohadillas térmicas dedicadas conectadas a planos de tierra internos u otras vías térmicas para disipar el calor del pulso breve y de alta potencia. El amplio ángulo de visión ayuda a iluminar una escena de manera uniforme, reduciendo sombras duras.

Ejemplo 2: Luz de Escalón Arquitectónica

Para una luz de escalón de perfil bajo, se podrían organizar múltiples LEDs en una matriz lineal y accionarlos a una corriente continua más baja (por ejemplo, 200-300mA) para eficiencia energética y larga vida. El ángulo de haz de 120 grados asegura que la luz se extienda a lo largo del peldaño del escalón. El diseño debe tener en cuenta las posibles altas temperaturas ambiente si se instala en exteriores o en luminarios cerrados.

12. Introducción al Principio de Operación

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El chip semiconductor central, hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), emite luz en la región de longitud de onda azul cuando se polariza directamente. Esta luz azul es parcialmente absorbida por un recubrimiento de fósforo (típicamente basado en Granate de Aluminio e Itrio o materiales similares) depositado sobre el chip. El fósforo reemite esta energía como un amplio espectro de luz amarilla. La combinación de la luz azul restante no absorbida y la luz amarilla emitida es percibida por el ojo humano como luz blanca. La proporción exacta de azul a amarillo determina la temperatura de color correlacionada (CCT), resultando en la salida de blanco frío de 5000-6000K de este dispositivo.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El desarrollo de este LED se alinea con varias tendencias en curso en la iluminación de estado sólido:Mayor Eficiencia:Lograr 100 lm/W representa una mejora continua en la extracción de más luz visible por vatio eléctrico, reduciendo el consumo de energía.Miniaturización con Alta Salida:Empaquetar un alto flujo luminoso en una huella relativamente pequeña de 5.0x6.0mm permite productos finales más delgados y compactos.Estandarización y Clasificación (Binning):Una clasificación detallada de múltiples parámetros permite un rendimiento predecible en la fabricación en volumen, lo cual es crítico para la electrónica de consumo y los productos de iluminación.Cumplimiento Medioambiental:La adhesión a los estándares RoHS, REACH y libres de halógenos es ahora un requisito básico para los componentes electrónicos en la mayoría de los mercados globales, reflejando el enfoque de la industria en la fabricación sostenible.