Hoja Técnica de Componente LED - Dimensiones 2.8x3.5x1.2mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.2W - Color Blanco - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas y las guías de aplicación para un componente LED (Diodo Emisor de Luz) de alto rendimiento para montaje superficial. El componente está diseñado para aplicaciones de iluminación general e indicación en diversos dispositivos y sistemas electrónicos. Su función principal es convertir energía eléctrica en luz visible con alta eficiencia y fiabilidad.

Las ventajas principales de este LED incluyen su factor de forma compacto, que permite diseños de PCB (Placa de Circuito Impreso) de alta densidad, una excelente eficacia luminosa para ahorro energético y una construcción robusta adecuada para procesos de ensamblaje automatizado. El mercado objetivo abarca electrónica de consumo, iluminación interior automotriz, paneles de control industrial y dispositivos para hogares inteligentes donde se requieren fuentes de luz fiables, duraderas y eficientes.

La fase del ciclo de vida indicada en el contenido proporcionado es "Revisión 2", lo que significa que esta es la segunda revisión oficial de la documentación técnica del producto. La fecha de lanzamiento está documentada como 5 de diciembre de 2014. El "Período de Caducidad" se indica como "Para Siempre", lo que típicamente significa que esta revisión del documento no tiene una fecha de obsolescencia planificada y permanece vigente hasta que sea reemplazada por una revisión más nueva. Esto es común en hojas de datos de componentes fundamentales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Una interpretación objetiva y detallada de los parámetros técnicos clave es esencial para una integración de diseño adecuada. Aunque los valores numéricos específicos del PDF original son limitados, las siguientes secciones describen las categorías críticas de parámetros y su importancia.

2.1 Características Fotométricas y de Color

Las propiedades fotométricas definen la salida de luz y su calidad. Los parámetros clave incluyen:

• Flujo Luminoso:Medido en lúmenes (lm), indica la potencia total percibida de la luz emitida. Es probable que el componente presente una clasificación estándar o de alto brillo para garantizar una salida de luz consistente entre lotes de producción.
• Longitud de Onda Dominante / Temperatura de Color Correlacionada (CCT):Para LEDs de color, la longitud de onda dominante (en nanómetros) especifica el color. Para LEDs blancos, la CCT (en Kelvin, p.ej., 3000K, 4000K, 6500K) define si la luz parece cálida, neutra o fría. El documento especificaría la oferta estándar y las clasificaciones disponibles.
• Índice de Reproducción Cromática (CRI):Para LEDs blancos, el CRI (Ra) indica con qué precisión la fuente de luz revela los colores verdaderos de los objetos en comparación con una referencia natural. Un CRI más alto (más cercano a 100) es preferible para aplicaciones que requieren una percepción precisa del color.

2.2 Parámetros Eléctricos

Los parámetros eléctricos son cruciales para el diseño del circuito y la selección de la fuente de alimentación.

• Voltaje Directo (Vf):La caída de voltaje a través del LED cuando opera a su corriente especificada. Este valor, típicamente alrededor de 3.2V para LEDs blancos comunes, varía ligeramente con la corriente y la temperatura. La hoja de datos proporciona un valor típico y un límite máximo.
• Corriente Directa (If):La corriente de operación continua recomendada, a menudo 20mA, 60mA o 150mA dependiendo de la potencia nominal. Exceder la clasificación absoluta máxima puede causar daños permanentes.
• Voltaje Inverso (Vr):El voltaje máximo que el LED puede soportar en la dirección de polarización inversa sin sufrir ruptura, generalmente alrededor de 5V. A menudo se necesita protección en circuitos de CA o multiplexados.
• Disipación de Potencia:Calculada como Vf * If, determina la carga térmica. El título del ejemplo sugiere una potencia nominal de 0.2W.

2.3 Características Térmicas

El rendimiento y la vida útil del LED están fuertemente influenciados por la temperatura.

• Temperatura de Unión (Tj):La temperatura en el propio chip semiconductor. La Tj absoluta máxima (p.ej., 125°C) no debe excederse para garantizar la fiabilidad.
• Resistencia Térmica (Rth_j-a):Expresada en °C/W, mide la eficacia con la que el calor viaja desde la unión del LED al aire ambiente. Un valor más bajo indica una mejor disipación de calor, lo cual es crítico para mantener la salida de luz y la longevidad.
• Rango de Temperatura de Operación:El rango de temperatura ambiente (p.ej., -40°C a +85°C) dentro del cual se garantiza que el LED opere dentro de sus especificaciones.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Debido a variaciones en la fabricación, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento para garantizar consistencia para el usuario final.

• Clasificación por Longitud de Onda/Temperatura de Color:Los LEDs se agrupan según su longitud de onda dominante precisa o CCT. Esto garantiza una apariencia de color uniforme cuando se usan múltiples LEDs en un arreglo.
• Clasificación por Flujo Luminoso:Los LEDs se clasifican de acuerdo con su salida de luz medida. Esto permite a los diseñadores seleccionar grupos que cumplan con requisitos específicos de brillo.
• Clasificación por Voltaje Directo:Clasificar por Vf ayuda a diseñar circuitos de excitación eficientes, especialmente para cadenas conectadas en serie, para garantizar una distribución uniforme de la corriente.

Los códigos de clasificación específicos y sus rangos de valores correspondientes se detallarían en una tabla completa de la hoja de datos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del rendimiento bajo condiciones variables.

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Este gráfico muestra la relación entre el voltaje directo y la corriente. Es no lineal, exhibiendo un umbral de voltaje de encendido. La curva se desplaza con la temperatura.
• Características de Temperatura:Los gráficos típicamente muestran cómo el flujo luminoso y el voltaje directo cambian en función de la temperatura de unión. El flujo generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura.
• Distribución Espectral de Potencia (SPD):Una gráfica de la intensidad de luz relativa versus la longitud de onda. Para LEDs blancos, esto muestra el pico del LED azul de bombeo y el espectro más amplio convertido por el fósforo.

5. Información Mecánica y del Empaquetado

El dibujo mecánico es crítico para el diseño de la huella en la PCB. El título sugiere un tamaño de paquete 2835 (2.8mm x 3.5mm).

• Dimensiones de Contorno:Un dibujo detallado que muestra el largo, ancho, altura (probablemente 1.2mm) y tolerancias.
• Disposición de Pads (Huella):El patrón recomendado de pads de cobre en la PCB, incluyendo tamaño, forma y espaciado (paso) de los pads. Esto garantiza una soldadura y conexión térmica adecuadas.
• Identificación de Polaridad:Marcado claro en el cuerpo del componente (p.ej., una muesca, un punto o una esquina recortada) y marcado correspondiente en la huella para indicar el ánodo (+) y el cátodo (-). Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

Un manejo adecuado garantiza la fiabilidad y previene daños.

• Perfil de Soldadura por Reflujo:Un gráfico tiempo-temperatura que especifica las fases de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento. Los parámetros clave incluyen la temperatura máxima (típicamente 260°C máx. durante unos segundos) y el tiempo por encima del líquido. Este perfil es compatible con pastas de soldadura sin plomo estándar (SnAgCu).
• Precauciones:Evitar estrés mecánico en la lente. Usar precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD) durante el manejo. Asegurar que la temperatura de la punta del soldador esté controlada si es necesaria la soldadura manual.
• Condiciones de Almacenamiento:Los LEDs deben almacenarse en un ambiente seco y oscuro a los niveles recomendados de temperatura y humedad (p.ej., <40°C, <60% HR) para prevenir la absorción de humedad y la degradación del material.

7. Información de Empaquetado y Pedido

• Especificación de Empaquetado:Los componentes típicamente se suministran en cinta embutida y carrete, compatibles con máquinas de colocación automática. Se especifican el tamaño del carrete, ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos y cantidad por carrete.
• Información de Etiquetado:La etiqueta del carrete incluye el número de parte, cantidad, número de lote, código de fecha e información de clasificación.
• Regla de Numeración de Modelo:El número de parte completo codifica atributos clave como tamaño, color, clasificación de flujo, clasificación de voltaje y tipo de empaquetado. Por ejemplo, un código podría estructurarse como [Serie][Tamaño][Color][Clasificación-Flujo][Clasificación-Voltaje][Paquete].

8. Recomendaciones de Aplicación

Escenarios de Aplicación Típicos:Este LED es adecuado para retroiluminación de LCDs, indicadores de estado, iluminación decorativa, iluminación de paneles e iluminación de tareas de propósito general en dispositivos compactos.

Consideraciones de Diseño:

1. Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia en serie o un driver de corriente constante para controlar la corriente directa. No conectar directamente a una fuente de voltaje.
2. Gestión Térmica:Diseñar la PCB con un alivio térmico adecuado. Usar vías térmicas bajo el pad térmico (si está presente) para conducir el calor a las capas internas o inferiores de cobre. Para arreglos de alta potencia o alta densidad, considerar disipadores de calor adicionales.
3. Diseño Óptico:Considerar el ángulo de visión (típicamente 120-140 grados). Pueden necesitarse ópticas secundarias como lentes o difusores para dar forma al haz de luz.
4. Protección contra ESD:Incorporar diodos de protección ESD en líneas sensibles si el LED está en una ubicación expuesta.

9. Comparación Técnica

Comparado con LEDs tradicionales de agujero pasante, este dispositivo de montaje superficial ofrece ventajas significativas:

• Tamaño y Densidad:Permite productos finales mucho más pequeños y delgados.
• Costo de Ensamblaje:Compatible con el ensamblaje de PCB totalmente automatizado, reduciendo costos de mano de obra.
• Rendimiento:A menudo proporciona una mayor eficacia luminosa y una mejor ruta térmica hacia la PCB.
• Fiabilidad:Las uniones de soldadura son generalmente más robustas contra vibraciones y golpes mecánicos.

Comparado con otros paquetes de LED SMD (p.ej., 3528, 5050), el paquete 2835 a menudo ofrece un mejor equilibrio entre tamaño, salida de luz y rendimiento térmico para aplicaciones de propósito general.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre flujo luminoso e intensidad luminosa?

R: El flujo luminoso (lúmenes) mide la salida total de luz percibida en todas las direcciones. La intensidad luminosa (candelas) mide la potencia de luz por ángulo sólido en una dirección específica. Para un LED de ángulo amplio, el flujo es la métrica más relevante para la luz total.

P2: ¿Puedo excitar este LED con un voltaje mayor que su voltaje directo?

R: No. Un LED debe ser excitado por una corriente controlada. Aplicar una fuente de voltaje mayor que Vf sin limitación de corriente causará un flujo de corriente excesivo, sobrecalentamiento y fallo inmediato.

P3: ¿Por qué disminuye el brillo del LED con el tiempo?

R: Todos los LEDs experimentan depreciación del lumen. La tasa está determinada principalmente por la temperatura de unión de operación. Operar el LED muy por debajo de sus clasificaciones máximas de Tj y corriente extiende significativamente su vida útil.

P4: ¿Cómo interpreto la "Revisión 2" y el período de caducidad "Para Siempre"?

R: "Revisión 2" significa que esta es la segunda versión oficial de este documento. "Para Siempre" en el período de caducidad indica que esta revisión no tiene una fecha de expiración establecida y es válida hasta que el fabricante emita una nueva revisión que la reemplace. Siempre verifique la revisión más reciente antes de finalizar un diseño.

11. Caso Práctico de Uso

Escenario: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado

Un ingeniero está diseñando un panel de control que requiere múltiples indicadores de estado de colores (rojo, verde, azul, blanco). Usar esta serie de LEDs garantiza consistencia mecánica (la misma huella para todos los colores) y un ensamblaje simplificado. Al seleccionar las clasificaciones de flujo apropiadas para cada color, se puede equilibrar el brillo visual a pesar de la diferente sensibilidad del ojo a las longitudes de onda. El tamaño compacto 2835 permite colocar los indicadores muy juntos. Un diseño simple usaría un pin GPIO de un microcontrolador conectado en serie con una resistencia limitadora de corriente a cada LED, proporcionando control independiente de encendido/apagado.

12. Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones del semiconductor tipo n se recombinan con los huecos del semiconductor tipo p en la región activa. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por el intervalo de banda de energía de los materiales semiconductores utilizados (p.ej., InGaN para azul/verde, AlInGaP para rojo/ámbar). Los LEDs blancos típicamente se crean recubriendo un chip LED azul con un fósforo amarillo; parte de la luz azul se convierte en amarilla, y la mezcla de luz azul y amarilla se percibe como blanca. Diferentes mezclas de fósforos crean diferentes temperaturas de color blanco.

13. Tendencias Tecnológicas

La industria del LED continúa evolucionando con varias tendencias claras:

1. Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna y las técnicas de extracción de luz conducen a más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo energético.
2. Mejor Calidad de Color:El desarrollo de nuevos fósforos y diseños de chips multicolor (p.ej., RGB, violeta+fósforo) permite valores de CRI más altos y una reproducción cromática más consistente.
3. Miniaturización:Los paquetes continúan reduciéndose (p.ej., micro-LEDs) mientras mantienen o aumentan la salida de luz, permitiendo nuevas aplicaciones en dispositivos ultracompactos y pantallas de alta resolución.
4. Integración Inteligente:Los LEDs se combinan cada vez más con drivers, sensores e interfaces de comunicación (LEDs habilitados para IoT) para sistemas de iluminación inteligente.
5. Fiabilidad y Vida Útil:Los avances en materiales y empaquetado están llevando las vidas útiles nominales más allá de las 50,000 horas mientras mantienen un mayor mantenimiento del lumen (L70, L90).

Estas tendencias son impulsadas por la demanda de ahorro energético, nuevos factores de forma en electrónica y la expansión de la iluminación hacia aplicaciones inteligentes y centradas en el ser humano.