Hoja de Datos Técnicos del LED ELXI-NB5060J6J8293910-F3H - Paquete 5.0x6.0mm - Voltaje Directo 3.3V - Flujo Luminoso 260lm - Blanco 5500K - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El ELXI-NB5060J6J8293910-F3H es un LED blanco de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren una salida luminosa elevada y fiabilidad en un factor de forma compacto. Utilizando tecnología de chip InGaN, este dispositivo ofrece una excelente eficiencia y un rendimiento de color consistente. Sus principales objetivos de diseño incluyen flashes de cámara para dispositivos móviles, iluminación portátil y diversas aplicaciones de iluminación interior y decorativa donde el espacio y la eficiencia energética son críticos.

1.1 Ventajas Principales

El dispositivo ofrece varias ventajas clave que lo hacen adecuado para aplicaciones exigentes. Presenta una huella de paquete muy compacta, esencial para diseños con limitaciones de espacio como los teléfonos móviles. Con un flujo luminoso típico de 260 lúmenes a una corriente de accionamiento de 1000mA, proporciona un alto brillo. El LED incorpora una robusta protección ESD de hasta 8KV (HBM), mejorando su fiabilidad durante el manejo y el montaje. Cumple plenamente con las normativas RoHS, REACH y libre de halógenos, lo que lo hace apto para mercados globales con estrictos estándares medioambientales. El producto también se agrupa por parámetros clave como el flujo luminoso total y las coordenadas de color, garantizando la consistencia en la producción por lotes para aplicaciones que requieren una salida de luz uniforme.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis detallado y objetivo de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos, explicando su importancia para los ingenieros de diseño.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No son condiciones de funcionamiento recomendadas.

• Corriente Directa Continua (I_F): 350 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar al LED de forma continua. Superar este valor conlleva el riesgo de sobrecalentamiento y fallo catastrófico.
• Corriente de Pico Pulsada (I_Pulso): 1000 mA durante 400ms ENCENDIDO, 3600ms APAGADO (ciclo de trabajo del 10%). Esta especificación es crucial para aplicaciones de flash, indicando que el LED puede manejar pulsos cortos de alta corriente típicos de los flashes de cámara.
• Temperatura de Unión (T_J): 115°C. La temperatura máxima permitida de la unión semiconductor en sí misma. El funcionamiento prolongado en o cerca de este límite acelerará la depreciación del lumen y reducirá la vida útil.
• Temperatura de Funcionamiento y Almacenamiento: -40°C a +85°C. Este amplio rango garantiza un rendimiento fiable en diversas condiciones ambientales, desde el almacenamiento en frío hasta entornos de funcionamiento calientes.
• Disipación de Potencia (Modo Pulsado): 3.95 W. Esta es la potencia máxima que el paquete puede disipar durante el funcionamiento pulsado, un factor crítico para la gestión térmica en aplicaciones de flash.
• Temperatura de Soldadura: 245°C. Especifica la tolerancia de temperatura máxima durante los procesos de soldadura por reflujo.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 120 grados (±5°). Esto indica un patrón de emisión amplio, de estilo Lambertiano, adecuado para iluminación general y aplicaciones de flash que requieren una cobertura amplia.

Nota Crítica de Diseño:La hoja de datos advierte explícitamente contra el funcionamiento en los valores máximos absolutos durante períodos prolongados (superiores a 1 hora), ya que causará daños permanentes y problemas de fiabilidad. Se debe evitar la aplicación simultánea de múltiples valores máximos absolutos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en condiciones típicas (T_{almohadilla de soldadura}= 25°C) y representan el rendimiento esperado.

• Flujo Luminoso (Φ_v): 240 lm (Mín), 260 lm (Típ) a I_F=1000mA. Esta es la salida total de luz visible. La medición tiene una tolerancia de ±10%. El valor 'Típico' de 260lm es el rendimiento promedio esperado.
• Voltaje Directo (V_F): 2.95V (Mín), 3.3V (Típ), 3.95V (Máx) a I_F=1000mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando se acciona a la corriente especificada. Un V_Fmás bajo generalmente indica una mayor eficiencia eléctrica. La tolerancia de medición de ±0.1V es importante para un diseño preciso del driver.
• Temperatura de Color Correlacionada (CCT): 5000K (Mín), 5500K (Típ), 6000K (Máx). Esto define el punto blanco de la luz. 5500K es un blanco frío, similar a la luz solar del mediodía. El rango indica la variación natural en el proceso de fabricación.

Todos los datos electro-ópticos se prueban utilizando un pulso de 50ms para minimizar los efectos de autocalentamiento y proporcionar una línea base de medición estable.

3. Explicación del Sistema de Binning

El LED se clasifica (binning) después de la producción para garantizar la consistencia eléctrica y óptica. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con los requisitos específicos de la aplicación.

3.1 Binning de Voltaje Directo

Los LEDs se agrupan en función de su voltaje directo a 1000mA.

- Código de Bin 2935: V_Fentre 2.95V y 3.55V.

- Código de Bin 3539: V_Fentre 3.55V y 3.95V.

Seleccionar un bin de V_Fmás estrecho puede conducir a un brillo y comportamiento térmico más uniformes cuando se utilizan múltiples LEDs en paralelo o se accionan con una fuente de voltaje constante.

3.2 Binning de Flujo Luminoso

Los LEDs se agrupan en función de su salida de luz a 1000mA.

- Código de Bin J6: Flujo Luminoso entre 240 lm y 250 lm.

- Código de Bin J7: Flujo Luminoso entre 250 lm y 300 lm.

- Código de Bin J8: Flujo Luminoso entre 300 lm y 330 lm.

El número de pieza específico (ELXI-NB5060J6J8293910-F3H) indica que pertenece al bin de brillo J6 (240-250lm). Esto permite niveles de brillo predecibles y consistentes en la producción.

3.3 Binning de Color (Blanco)

El color se define dentro de una región específica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. El código de bin '5060' corresponde a un rango de temperatura de color blanco de aproximadamente 5000K a 6000K, centrado alrededor del punto típico de 5500K. La hoja de datos proporciona coordenadas CIE (x, y) de referencia que definen las esquinas de esta región de color aceptable. La tolerancia de medición para las coordenadas de color es de ±0.01, lo cual es una tolerancia estándar para garantizar la consistencia visual.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información sobre cómo se comporta el LED bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

4.1 Distribución Espectral Relativa

El gráfico espectral muestra un pico en la región de longitud de onda azul (alrededor de 450-460nm) proveniente del chip InGaN, combinado con una amplia emisión de fósforo amarillo. La salida combinada crea luz blanca. La forma específica y los picos determinan el Índice de Reproducción Cromática (CRI), aunque no se indica explícitamente en esta hoja de datos.

4.2 Patrón de Radiación

El patrón de radiación polar confirma la distribución Lambertiana con un ángulo de visión de 120 grados. La intensidad relativa es casi uniforme en los ejes X e Y, lo que indica una emisión de luz simétrica desde el paquete, ideal para una iluminación uniforme.

4.3 Voltaje Directo vs. Corriente (Curva I-V)

La curva muestra la relación no lineal entre el voltaje directo (V_F) y la corriente directa (I_F). V_Faumenta con la corriente. Para un funcionamiento estable, los LEDs deben accionarse con una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante, para evitar la fuga térmica. El gráfico permite a los diseñadores estimar la disipación de potencia (V_F* I_F) a diferentes corrientes de accionamiento.

4.4 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente

Este gráfico muestra que la salida de luz aumenta de forma sub-lineal con la corriente. Aunque accionar a corrientes más altas produce más luz, también genera más calor y reduce la eficiencia (lúmenes por vatio). El punto de operación (por ejemplo, 1000mA) representa un equilibrio entre la salida y la carga térmica/eficiencia.

4.5 CCT vs. Corriente

La Temperatura de Color Correlacionada muestra un ligero cambio con la corriente de accionamiento, típicamente aumentando (volviéndose más fría/azul) a corrientes más altas. Esta es una consideración importante para aplicaciones donde un color consistente es crítico en diferentes configuraciones de brillo.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete de montaje superficial compacto que mide aproximadamente 5.0mm de largo y 6.0mm de ancho (como se indica en el número de pieza NB5060). Se proporcionan dibujos dimensionales detallados con tolerancias de ±0.1mm para el diseño de la huella en la PCB. El paquete incluye una almohadilla térmica que está conectada eléctricamente al ánodo. Esta almohadilla es crucial para un disipador de calor efectivo, ya que proporciona una ruta de baja resistencia térmica desde la unión del LED hasta la placa de circuito impreso (PCB).

Nota Crítica de Manejo:La hoja de datos advierte explícitamente contra el manejo del dispositivo por la lente, ya que una fuerza incorrecta puede causar fallos mecánicos. Deben utilizarse herramientas de vacío adecuadas durante el montaje.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Soldadura por Reflujo

El dispositivo está clasificado para una temperatura máxima de soldadura de 245°C y puede soportar un máximo de 2 ciclos de reflujo. Esto es típico para muchos LEDs SMD. Los diseñadores deben asegurarse de que su perfil de reflujo no exceda esta temperatura para evitar dañar los materiales internos, el fósforo o la lente.

6.2 Protección contra Sobrecorriente

Una regla de diseño crítica establecida en la hoja de datos:"El cliente debe aplicar resistencias para protección; de lo contrario, un ligero cambio de voltaje causará una gran corriente..."Esto subraya la necesidad esencial de un circuito limitador de corriente (por ejemplo, un driver de corriente constante o una resistencia en serie cuando se usa una fuente de voltaje) para evitar que el LED consuma corriente excesiva, lo que conduciría a un fallo inmediato.

6.3 Gestión Térmica

Todas las pruebas de fiabilidad y las curvas de rendimiento típicas se basan en el uso del LED con una buena gestión térmica, específicamente montado en una PCB de núcleo metálico (MCPCB) de 1.0cm x 1.0cm. Para un rendimiento y longevidad óptimos, especialmente a altas corrientes de accionamiento como 1000mA, un disipador de calor efectivo es imprescindible. La almohadilla térmica debe soldarse correctamente a una almohadilla de la PCB con suficientes vías térmicas o conectarse a un disipador de calor.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Sensibilidad a la Humedad y Embalaje

Los LEDs se empaquetan en materiales resistentes a la humedad. La etiqueta en el embalaje incluye información clave: Número de Pieza del Cliente (CPN), Número de Pieza del Fabricante (P/N), Número de Lote, Cantidad (QTY) y los Códigos de Binning específicos para Flujo Luminoso (CAT), Color (HUE) y Voltaje Directo (REF). También se indica el Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL-X), que define los requisitos de almacenamiento y manejo antes de la soldadura para prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

7.2 Especificaciones de Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora y carrete para montaje automatizado. Se proporcionan las dimensiones de la cinta portadora. Cada carrete contiene 2000 piezas, con una cantidad mínima de pedido de 1000 piezas. También se especifican las dimensiones del carrete para garantizar la compatibilidad con equipos pick-and-place estándar.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Flash/Estroboscopio de Cámara de Teléfono Móvil: La alta capacidad de corriente de pulso (1000mA), el tamaño compacto y la alta salida luminosa hacen que este LED sea ideal para esta aplicación. El diseño debe centrarse en la gestión térmica durante los destellos y en el circuito driver para pulsos de corriente precisos.
• Linterna para Video Digital (DV) y Linternas Generales: Proporciona una iluminación blanca fría y brillante. Se recomienda un driver de corriente constante con múltiples configuraciones de brillo.
• Iluminación Interior e Iluminación Decorativa: Adecuado para iluminación de acento, luces de escalera, señales de salida y otros luminarios donde se necesita una fuente compacta y brillante.
• Retroiluminación de TFT: Puede usarse en matrices para retroiluminar pantallas pequeñas y medianas, aunque se requiere difusión para una iluminación uniforme.
• Iluminación Interior/Exterior Automotriz: Puede ser adecuado para ciertas aplicaciones de iluminación automotriz no críticas, pero los diseñadores deben verificar el cumplimiento de estándares automotrices específicos (por ejemplo, AEC-Q102) que no se reclaman explícitamente en esta hoja de datos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Selección del Driver: Utilice siempre un driver de corriente constante. Para aplicaciones alimentadas por batería, considere un driver con alta eficiencia para maximizar la duración de la batería.
• Diseño de la PCB: Diseñe una almohadilla de PCB que coincida exactamente con las dimensiones de la almohadilla térmica. Utilice múltiples vías térmicas bajo la almohadilla para transferir calor a otras capas de la PCB o a un disipador de calor. Asegure un ancho de traza adecuado para la corriente de accionamiento (350mA continua, 1000mA pulsada).
• Diseño Óptico: El haz amplio de 120 grados puede requerir ópticas secundarias (reflectores, lentes) para lograr los patrones de haz deseados para linternas o focos.
• Precauciones ESDAunque el LED tiene protección ESD de 8KV, aún deben seguirse los procedimientos estándar de manejo ESD durante el montaje.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED a 1000mA de forma continua?

R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua es 350mA. La especificación de 1000mA es específicamente para funcionamiento pulsado (400ms ENCENDIDO, ciclo de trabajo del 10%). El funcionamiento continuo a 1000mA excedería los límites de disipación de potencia y temperatura de unión, causando un fallo rápido.

P: ¿Cuál es la diferencia entre los valores "Típico" y "Código de Bin" para el flujo luminoso?

R: El valor "Típico" (260lm) es un promedio estadístico de la producción. El "Código de Bin" (J6: 240-250lm) especifica el rango mínimo y máximo garantizado para los LEDs específicos que está comprando. Las piezas en el bin J6 tendrán valores de flujo dentro del rango de 240-250lm.

P: La almohadilla térmica está conectada al ánodo. ¿Esto afecta el diseño de la PCB?

R: Sí, significativamente. Significa que la almohadilla térmica en su PCB estará al voltaje del ánodo. Debe asegurarse de que esta almohadilla no haga cortocircuito con ninguna otra red (como tierra o el cátodo). También debe diseñar su estrategia de disipación de calor en consecuencia, ya que el disipador de calor estará eléctricamente vivo.

P: ¿Cómo interpreto el gráfico de binning de color?

R: El gráfico define una región cuadrilátera en el espacio de color CIE. Los LEDs se prueban, y sus coordenadas de color medidas (x,y) deben caer dentro de esta región para ser aceptados en el bin "5060". Esto garantiza que todos los LEDs tengan una apariencia de color blanco similar, entre 5000K y 6000K.

10. Introducción Tecnológica y Tendencias

10.1 Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) que emite luz azul cuando se polariza eléctricamente. Esta luz azul incide sobre una capa de material de fósforo amarillo (o amarillo y rojo) depositado sobre o cerca del chip. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la re-emite como un espectro más amplio de longitudes de onda más largas (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo es percibida por el ojo humano como blanca. La proporción de luz azul a luz convertida por fósforo determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT).

10.2 Tendencias de la Industria

El desarrollo de LEDs como este sigue varias tendencias clave de la industria:Mayor Eficiencia (lm/W): Las mejoras continuas en el diseño de chips y la tecnología de fósforos producen más salida de luz para la misma entrada eléctrica.Mayor Densidad de Potencia: Empaquetar más luz en paquetes más pequeños, como se ve en este dispositivo de 5.0x6.0mm que produce 260lm. Esto pone mayor énfasis en la gestión térmica.Mejor Consistencia y Calidad del Color: Un binning más estricto y sistemas de fósforo avanzados conducen a una mejor uniformidad de color y valores más altos del Índice de Reproducción Cromática (CRI), aunque aquí no se especifica el CRI.Integración y Funciones Inteligentes: Si bien este es un componente discreto, el mercado en general está viendo un crecimiento en LEDs con drivers, controladores y sensores integrados.Fiabilidad y Robustez: Los materiales y estructuras de empaquetado mejorados, junto con mayores clasificaciones de protección ESD (8KV aquí), mejoran la longevidad y la idoneidad para entornos hostiles.