Hoja de Datos Técnicos de LED - Paquete PLCC-2 - 1.6x0.8mm - Color Azul Hielo - 650mcd @ 10mA - 3.0V - Grado Automotriz - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para un LED SMD de alta luminosidad, color Azul Hielo, en paquete PLCC-2. Diseñado principalmente para exigentes aplicaciones de iluminación interior automotriz, este componente combina un rendimiento fiable con el cumplimiento de los estándares de la industria. El LED presenta un tamaño compacto de huella 1608 (1.6mm x 0.8mm), lo que lo hace idóneo para diseños con limitaciones de espacio donde se requiere una iluminación vibrante y uniforme.

Las ventajas principales de este LED incluyen su calificación según el riguroso estándar AEC-Q101 para componentes automotrices, lo que garantiza su fiabilidad bajo condiciones ambientales adversas. Cumple plenamente con las directivas RoHS, REACH y libre de halógenos, abordando las normativas modernas de seguridad y medio ambiente. Con una intensidad luminosa típica de 650 milicandelas (mcd) a una corriente de accionamiento estándar de 10mA, ofrece un brillo excelente para su tamaño.

2. Análisis Profundo de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave definen el rendimiento del LED en condiciones estándar (T_s=25°C). La corriente directa (I_F) tiene un rango operativo recomendado de 2mA a 20mA, siendo 10mA la condición de prueba típica. A esta corriente, el voltaje directo típico (V_F) es de 3.00V, con límites mínimo y máximo de 2.5V y 3.5V respectivamente, lo que indica la variación esperada en las características del semiconductor.

La salida fotométrica principal se define por la intensidad luminosa (I_V), con un valor típico de 650 mcd a 10mA. Los límites mínimo y máximo son 330 mcd y 970 mcd, los cuales están directamente vinculados a la estructura de clasificación (binning) detallada más adelante. El patrón de emisión de luz se caracteriza por un amplio ángulo de visión de 120 grados (φ), proporcionando una iluminación amplia y uniforme. El color se especifica mediante coordenadas de cromaticidad en el diagrama CIE 1931, con valores típicos de x=0.20 e y=0.25, definiendo el tono específico de Azul Hielo.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente y no son para operación continua. La corriente directa absoluta máxima es de 20mA, y la disipación de potencia (P_d) no debe exceder los 70mW. El dispositivo puede soportar una corriente de pico (I_FM) de 50mA durante pulsos muy cortos (t≤10μs, ciclo de trabajo 0.005).

La gestión térmica es crítica para la longevidad y estabilidad del rendimiento del LED. La temperatura de unión (T_J) nunca debe exceder los 125°C. El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica desde -40°C hasta +110°C, confirmando su idoneidad para entornos automotrices. Se proporcionan dos valores de resistencia térmica: la resistencia térmica real (R_{thJS real}) desde la unión hasta el punto de soldadura es de 160 K/W, mientras que el valor derivado por el método eléctrico (R_{thJS el}) es de 140 K/W. Estos valores son esenciales para calcular el aumento de temperatura durante la operación basándose en la disipación de potencia.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento (bins). Esta hoja de datos detalla una estructura integral de clasificación por intensidad luminosa.

3.1 Grupos de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en grupos etiquetados desde la Q hasta la B. Cada grupo se subdivide a su vez en tres subgrupos: X, Y y Z, que representan intensidad baja, media y alta dentro de ese grupo, respectivamente. Por ejemplo, el Grupo V cubre intensidades desde 710 mcd hasta 1120 mcd. El subgrupo VX es de 710-820 mcd, VY es de 820-970 mcd y VZ es de 970-1120 mcd. El valor típico de 650 mcd se encuentra dentro del bin UY (520-610 mcd) o en el extremo inferior del bin VX, lo que indica que el número de pieza probablemente corresponde a un código de bin específico. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar el nivel de brillo preciso requerido para su aplicación, asegurando la consistencia visual entre múltiples unidades.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Curva IV e Intensidad Luminosa Relativa

La gráfica de Corriente Directa vs. Voltaje Directo muestra la relación exponencial clásica de un diodo. La curva permite a los diseñadores determinar el voltaje de accionamiento necesario para una corriente deseada, lo cual es crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente. La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa demuestra que la salida de luz es aproximadamente lineal con la corriente en el rango inferior, pero puede mostrar signos de caída de eficiencia (aumento sub-lineal) a medida que la corriente se acerca al límite máximo, enfatizando la importancia de operar dentro del rango recomendado.

4.2 Dependencia de la Temperatura y Estabilidad de la Cromaticidad

La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión es crítica para el diseño térmico. Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. Por ejemplo, a 100°C, la intensidad relativa puede caer a alrededor del 80-90% de su valor a 25°C. Esto debe tenerse en cuenta en aplicaciones con altas temperaturas ambientales o con disipación de calor deficiente.

La gráfica de Desplazamiento de Coordenadas de Cromaticidad vs. Temperatura de Unión indica cómo cambia el color percibido con la temperatura. Un color estable en función de la temperatura es vital para aplicaciones donde la consistencia del color es importante. De manera similar, la gráfica de Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Unión muestra un coeficiente de temperatura negativo, donde V_Fdisminuye a medida que aumenta la temperatura, lo que puede utilizarse en algunos circuitos de detección de temperatura.

4.3 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

La gráfica de Características de Longitud de Onda traza la distribución espectral de potencia relativa. Para un LED Azul Hielo, esta curva tendrá un pico dominante en la región de longitud de onda azul-cian (típicamente alrededor de 470-490nm). La forma y anchura de este pico determinan la pureza del color. El Diagrama Típico de Características de Radiación muestra la distribución espacial de la intensidad de la luz (el patrón de radiación). El diagrama polar proporcionado con un ángulo de visión de 120° confirma un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, donde la intensidad es máxima a 0° (perpendicular al chip) y cae al 50% a ±60°.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El LED utiliza un paquete de montaje superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pines Plásticos) con una huella métrica 1608 (1.6mm de largo x 0.8mm de ancho). El dibujo mecánico (referenciado en el contenido) proporcionaría las dimensiones exactas de la altura del cuerpo, el espaciado de los pines y las tolerancias. El paquete PLCC-2 típicamente tiene dos pines en lados opuestos. La identificación correcta de la polaridad es esencial. La hoja de datos debe indicar el marcador del cátodo, que a menudo es un punto verde, una muesca, una esquina recortada o un pin más corto en el cuerpo del paquete. Conectar el LED en polarización inversa puede dañarlo, ya que no está diseñado para operación inversa (la especificación de V_Rno está definida).

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas recomendado (diseño de pads de soldadura) para el diseño del PCB, con el fin de garantizar la formación fiable de las juntas de soldadura durante el proceso de soldadura por reflujo. Este patrón es típicamente ligeramente más grande que los pines del componente para facilitar una buena humectación de la soldadura y la formación de filetes, al tiempo que se evita la formación de puentes de soldadura. Adherirse a esta recomendación es importante para la resistencia mecánica y la transferencia de calor desde el LED hacia el PCB, que actúa como disipador de calor.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para una temperatura máxima de soldadura de 260°C durante 30 segundos. Esto se refiere a la temperatura máxima medida en el cuerpo del paquete o en los pines durante un proceso de reflujo estándar. Un gráfico de perfil de reflujo típico mostraría las etapas de calentamiento, precalentamiento, estabilización, reflujo (con temperatura máxima) y enfriamiento. Es crucial seguir este perfil para evitar choques térmicos, que podrían agrietar la lente de epoxi o dañar el chip interno y las uniones por alambre. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) está clasificado como 2a, lo que significa que el componente puede almacenarse hasta 4 semanas a ≤30°C/60% HR antes de requerir un horneado previo al reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El número de pieza1608-IB0100M-AMsigue una estructura lógica:1608indica el tamaño del paquete,IBsignifica color Azul Hielo (Ice Blue),0100Mprobablemente se relaciona con el grupo de intensidad (bin) o un grado de rendimiento específico, yAMpuede denotar grado automotriz o una versión específica. La información de pedido detallaría las opciones de embalaje disponibles, como cantidades en carrete (por ejemplo, 4000 piezas por carrete), dimensiones del carrete y orientación dentro de la cinta. Se enfatiza el manejo adecuado de dispositivos sensibles a ESD (clasificados hasta 2kV HBM) durante todas las etapas de montaje.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Aplicación Principal: Iluminación Interior Automotriz

La aplicación explícitamente listada es Iluminación Interior Automotriz. Esto incluye retroiluminación del cuadro de instrumentos, iluminación de botones, luces de pasos, luces de paneles de puertas e iluminación ambiental. La calificación AEC-Q101, el amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +110°C) y la alta fiabilidad lo hacen especialmente adecuado para las exigentes demandas de la industria automotriz, donde los componentes deben soportar vibración, ciclos térmicos y largas vidas operativas.

8.2 Consideraciones de Diseño y Protección del Circuito

Al diseñar un circuito de accionamiento, utilice siempre una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para prevenir la fuga térmica, ya que el voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Asegúrese de que la disipación de potencia (V_F* I_F) no exceda los 70mW, considerando el V_Fmáximo y la I_Fmáxima. Para la gestión térmica, asegure un área de cobre adecuada en el PCB debajo y alrededor de los pads de soldadura del LED para que actúe como disipador de calor, manteniendo la temperatura de unión lo más baja posible para preservar el brillo y la longevidad. Considere la curva de reducción de corriente directa, que muestra que la corriente continua máxima permisible debe reducirse a medida que aumenta la temperatura del pad de soldadura.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs estándar de grado comercial, los diferenciadores clave de este componente son sucalificación AEC-Q101y su rango de temperatura extendido, los cuales son no negociables para aplicaciones automotrices. En comparación con otros LEDs automotrices, supaquete PLCC-2 con huella 1608ofrece una solución compacta pero robusta. Lasalida típica de 650mcd a 10mAproporciona alta eficiencia, permitiendo potencialmente corrientes de accionamiento más bajas para lograr el mismo brillo que la competencia, reduciendo así el consumo de energía y la carga térmica. La estructura integral de clasificación (binning) ofrece a los diseñadores un control más estricto sobre la consistencia del brillo en sus productos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito principal de la clasificación por intensidad luminosa (binning)?

R: El binning garantiza la consistencia de color y brillo en la producción en masa. Al seleccionar LEDs del mismo grupo (bin), los fabricantes pueden garantizar una apariencia uniforme en todas las unidades de un producto, lo cual es especialmente crítico en arreglos de múltiples LEDs para interiores automotrices.

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

R: No. El V_Ftípico es de 3.0V, pero puede ser tan bajo como 2.5V. Conectar 3.3V directamente podría forzar una corriente que exceda el límite absoluto máximo, destruyendo potencialmente el LED al instante. Utilice siempre un mecanismo limitador de corriente.

P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices exteriores como luces traseras?

R: Aunque es robusto, la aplicación principal listada es la iluminación interior. Las luces exteriores a menudo tienen requisitos diferentes para flujo luminoso, coordenadas de color y encapsulado para resistencia a la intemperie. Consulte siempre las notas de aplicación o al fabricante para determinar la idoneidad para uso exterior.

P: ¿Cómo afecta el ángulo de visión de 120° al diseño?

R: Un ángulo de visión amplio es ideal para la iluminación de áreas y aplicaciones donde el LED podría verse desde ángulos fuera del eje (por ejemplo, iconos del cuadro de instrumentos). Si se necesita un haz más enfocado, se requerirían ópticas secundarias (lentes).

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Luz Ambiental para el Área de los Pies en un Vehículo.Un diseñador necesita iluminar las áreas de los pies del conductor y del pasajero con un suave resplandor Azul Hielo. Planea usar dos LEDs por área. Basándose en la tabla de clasificación, selecciona LEDs del bin VY (820-970 mcd) para asegurar un brillo suficiente pero no excesivo. Diseña un circuito alimentado desde el sistema de 12V del vehículo. Usando el V_Ftípico de 3.0V y apuntando a una I_Fde 10mA para una larga vida útil, calculan una resistencia en serie: R = (12V - 3.0V) / 0.01A = 900 Ohmios. Se elige una resistencia estándar de 910 Ohmios. Diseñan el PCB con amplias áreas de cobre conectadas a los pads del LED para disipar calor, asegurando que la temperatura del pad de soldadura se mantenga por debajo de 70°C para permitir la capacidad completa de 20mA si se necesitan ajustes futuros. Siguen el perfil de reflujo recomendado durante el montaje para garantizar la fiabilidad.

12. Introducción al Principio de Operación

Este es un diodo emisor de luz (LED) semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales semiconductores compuestos (típicamente basados en InGaN para colores azul/cian). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa del semiconductor desde lados opuestos. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. La lente de epoxi del paquete PLCC encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al haz de salida de luz (logrando el ángulo de visión de 120°). La estructura interna incluye una copa reflectora para dirigir la luz hacia arriba y un alambre de unión para la conexión eléctrica.

13. Tendencias y Avances Tecnológicos

La tendencia en la iluminación LED automotriz se dirige hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que reduce la carga eléctrica y la generación de calor. Esto permite pantallas más brillantes o un menor consumo de energía. También existe un impulso hacia la miniaturización, con paquetes que se reducen aún más mientras mantienen o aumentan la salida de luz. La fiabilidad mejorada y las vidas útiles más largas bajo operación a alta temperatura continúan siendo áreas de investigación críticas. Además, la integración es una tendencia clave, con paquetes LED que incorporan circuitos integrados de accionamiento, sensores o múltiples chips de color (RGB) en módulos únicos para sistemas de iluminación inteligente. El movimiento hacia grupos de color estandarizados y tolerancias más estrictas asegura la consistencia para los fabricantes automotrices que utilizan piezas de múltiples proveedores.