Hoja de Datos del Componente LED - Revisión 1 - Análisis de Fase del Ciclo de Vida - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento técnico proporciona una visión integral de la gestión del ciclo de vida y las revisiones de un componente estándar de Diodo Emisor de Luz (LED). El enfoque principal es la documentación estructurada del historial de revisiones del componente, garantizando la trazabilidad y la integridad de los datos a lo largo de todo su ciclo de vida. Aunque no se detallan parámetros eléctricos o fotométricos específicos en el material fuente proporcionado, el documento establece un marco crítico para comprender cómo los cambios y actualizaciones técnicas se registran y comunican formalmente. Esto es esencial para ingenieros, especialistas en compras y equipos de garantía de calidad que dependen de una documentación precisa y controlada por versiones para los procesos de diseño, fabricación y mantenimiento. La ventaja principal de este enfoque estructurado es la mitigación del riesgo asociado al uso de especificaciones de componentes incorrectas o desactualizadas en ensamblajes electrónicos.

2. Ciclo de Vida y Gestión de Revisiones

Los datos proporcionados se centran en un único estado del ciclo de vida claramente definido para el componente.

2.1 Definición de la Fase del Ciclo de Vida

LaFase del Ciclo de Vidase declara explícitamente comoRevisión: 1. Esto indica que la documentación del componente ha sufrido su primera revisión o actualización formal desde su lanzamiento inicial. En ingeniería de componentes, un cambio de revisión suele significar modificaciones que no alteran la forma, el ajuste o la función de la pieza de una manera que afecte a la intercambiabilidad. Ejemplos incluyen correcciones de errores tipográficos en la hoja de datos, aclaraciones de condiciones de prueba, actualizaciones de las directrices de almacenamiento recomendadas o cambios menores en el embalaje. Identificar el nivel de revisión es crucial para garantizar que todas las partes de la cadena de suministro consulten exactamente el mismo conjunto de especificaciones.

2.2 Validez e Información de Lanzamiento

El documento especifica unPeríodo de Validez: Permanente. Esto denota que la revisión en sí, una vez publicada, no tiene una fecha de caducidad predeterminada para su validez como documento de referencia. La información contenida en la Revisión 1 sigue siendo la fuente autoritativa a menos que sea sustituida por una revisión posterior (por ejemplo, Revisión 2). LaFecha de Lanzamientose registra con precisión como2012-08-13 13:57:59.0. Esta marca de tiempo proporciona un punto de origen exacto para esta revisión, permitiendo un seguimiento preciso y trazabilidad de auditoría. El uso de una marca de tiempo hasta el segundo subraya la importancia del control de versiones en la documentación técnica.

3. Parámetros y Especificaciones Técnicas

Aunque el extracto principal no enumera parámetros de rendimiento específicos, una hoja de datos de LED completa derivada de este marco de revisión normalmente incluiría las siguientes secciones. Los valores a continuación son ejemplos ilustrativos basados en componentes estándar de la industria.

3.1 Valores Máximos Absolutos

Estos parámetros definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el LED. No están destinados para el funcionamiento normal.

• Corriente Directa (I_F):30 mA (continua).
• Voltaje Inverso (V_R):5 V.
• Temperatura de Unión (T_j):+125 °C.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 °C a +100 °C.

3.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a T_a=25°C salvo que se especifique lo contrario, estas son las métricas clave de rendimiento.

• Voltaje Directo (V_F):3.2 V (típico) a I_F= 20 mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Intensidad Luminosa (I_v):5600 mcd (mínimo) a 7000 mcd (típico) a I_F= 20 mA. Esto define la salida de luz.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados. Esto especifica el ancho angular en el que la intensidad es la mitad del valor máximo.
• Longitud de Onda / Longitud de Onda Dominante (λ_d):465 nm (para un LED azul) o 625 nm (para un LED rojo), sujeto a clasificación (binning).

3.3 Características Térmicas

• Resistencia Térmica, Unión a Ambiente (R_θJA):300 K/W (típico para un LED SMD pequeño). Este parámetro es crítico para calcular el aumento de temperatura durante el funcionamiento.

4. Sistema de Clasificación y Binning

Los LED se clasifican (binning) típicamente después de la fabricación para garantizar la consistencia. Una hoja de datos definirá los rangos permitidos para cada clasificación.

• Clasificación por Intensidad Luminosa:Los LED se clasifican en grupos según la salida de luz medida (por ejemplo, Clasificación A: 5600-6000 mcd, Clasificación B: 6000-6400 mcd, Clasificación C: 6400-7000 mcd).
• Clasificación por Voltaje Directo:Clasificados por caída de voltaje (por ejemplo, Clasificación V1: 3.0-3.2V, Clasificación V2: 3.2-3.4V).
• Clasificación por Longitud de Onda/Cromaticidad:Para LED de color, se clasifican por longitud de onda dominante o dentro de coordenadas de cromaticidad específicas en el diagrama CIE para garantizar la consistencia del color.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos son esenciales para el diseño.

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación exponencial entre la corriente directa y el voltaje directo, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una región lineal antes de la saturación.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, un factor crítico para la gestión térmica.
• Gráfico de Distribución Espectral:Grafica la potencia radiante frente a la longitud de onda, mostrando la longitud de onda pico y el ancho espectral.

6. Información Mecánica y del Encapsulado

Las especificaciones físicas garantizan un diseño y montaje adecuado del PCB.

• Dimensiones del Encapsulado:Dibujo mecánico detallado con dimensiones críticas (largo, ancho, alto, espaciado de terminales). Para un LED SMD común como el encapsulado 2835, las dimensiones típicas son 2.8mm (L) x 3.5mm (W) x 1.2mm (H).
• Diseño de Pads (Huella):Diseño recomendado del patrón de pistas en el PCB para una soldadura fiable.
• Identificación de Polaridad:Marcado claro (por ejemplo, una muesca, un punto verde o una marca de cátodo en el encapsulado) para indicar el terminal del cátodo (-).

7. Directrices de Soldadura y Montaje

Instrucciones para prevenir daños durante la fabricación.

• Perfil de Soldadura por Reflujo:Curva tiempo-temperatura recomendada (precalentamiento, estabilización, pico de reflujo, enfriamiento) conforme a los estándares JEDEC o IPC. La temperatura máxima normalmente no debe exceder los 260°C durante un tiempo especificado (por ejemplo, 10 segundos).
• Soldadura Manual:Si está permitida, límites en la temperatura del soldador (máx. 350°C) y tiempo de contacto (máx. 3 segundos).
• Limpieza:Compatibilidad con disolventes de limpieza comunes.
• Condiciones de Almacenamiento:Se recomienda almacenar en un entorno seco e inerte (por ejemplo, <40°C/<90% HR) para preservar la soldabilidad.

8. Información de Embalaje y Pedido

• Formato de Embalaje:Especificaciones de cinta y carrete (por ejemplo, conforme a EIA-481), incluyendo diámetro del carrete, ancho de la cinta y paso de los bolsillos.
• Cantidad por Carrete:Cantidades estándar (por ejemplo, 2000 o 4000 piezas por carrete).
• Regla de Numeración de Modelo:Explicación de cómo el número de parte codifica atributos como color, clasificación de intensidad, clasificación de voltaje y opción de embalaje (por ejemplo, LED-2835-B-BIN2-V1-TR).

9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

Orientación para una implementación exitosa.

• Limitación de Corriente:Un LED debe ser alimentado por una fuente de corriente o con una resistencia en serie para limitar la corriente directa. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Incluso a baja potencia, el diseño del PCB debe proporcionar un área de cobre adecuada (alivio térmico) para disipar el calor, especialmente para LED de alta luminosidad, para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Sensibilidad a ESD (Descarga Electroestática):La mayoría de los LED son sensibles a ESD. Pueden ser necesarios procedimientos de manipulación adecuados (estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas) y protección del circuito (por ejemplo, diodos TVS).
• Aplicaciones Típicas:Iluminación de fondo para pantallas, indicadores de estado, iluminación decorativa, iluminación interior automotriz e iluminación general en escenarios de baja potencia.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque esta estructura genérica de hoja de datos es común, los productos específicos se diferencian en base a:

• Eficiencia (Eficacia Luminosa):Una mayor eficacia (lúmenes por vatio) es una ventaja clave para aplicaciones sensibles al consumo de energía.
• Índice de Reproducción Cromática (IRC):Crítico para LED blancos en aplicaciones de iluminación donde se necesita una percepción precisa del color.
• Longevidad y Mantenimiento del Flujo Luminoso (L70/L90):Especificaciones que predicen el tiempo hasta que la salida de luz se degrade al 70% o 90% del valor inicial bajo condiciones establecidas.
• Miniaturización:Tamaños de encapsulado más pequeños (por ejemplo, 0402, 0201) permiten diseños de PCB más densos.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué significa "Revisión: 1" para mi diseño?

R: Confirma que estás utilizando la primera versión actualizada de la hoja de datos. Siempre verifica si existe una revisión más nueva antes de finalizar un diseño para incorporar cualquier cambio.

P: El período de validez es "Permanente". ¿Significa esto que el componente estará disponible para siempre?

R: No. "Permanente" se refiere a la validez del documento de revisión en sí. La obsolescencia del componente es un evento separado del ciclo de vida (por ejemplo, retirada, discontinuación) que no se indica aquí.

P: ¿Cómo selecciono la resistencia limitadora de corriente correcta?

R: Utiliza el V_Ftípico de la hoja de datos y tu I_Fdeseada (a menudo 20mA para LED estándar) en el cálculo de la Ley de Ohm con tu voltaje de alimentación. Siempre verifica el V_Freal en el circuito si se necesita precisión.

P: ¿Puedo alimentar el LED directamente con una fuente de voltaje?

R: Absolutamente no. La curva I-V de un LED es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje provoca un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. Utiliza siempre un mecanismo de limitación de corriente.

12. Ejemplo Práctico de Uso

Escenario: Diseñar un indicador de estado para un router de consumo.

El diseñador selecciona un LED verde con un V_Ftípico de 3.2V y establece I_F= 15mA para un brillo adecuado y larga vida. La fuente de alimentación lógica interna del router es de 3.3V. Usando la fórmula R = (3.3V - 3.2V) / 0.015A = 6.67Ω. El valor estándar más cercano es 6.8Ω. La disipación de potencia en la resistencia es P = I²R = (0.015^2)*6.8 = 0.00153W, por lo que una pequeña resistencia de 1/10W es suficiente. La huella del PCB se diseña según el patrón de pistas recomendado en la hoja de datos, y la casa de montaje sigue el perfil de reflujo especificado. El número de revisión (1) en la hoja de datos se registra en la Lista de Materiales (BOM) del producto para futuras referencias.

13. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede su energía de banda prohibida, los electrones en el material tipo n se recombinan con los huecos en el material tipo p en la unión. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz), un proceso llamado electroluminiscencia. La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la banda prohibida de energía de los materiales semiconductores utilizados (por ejemplo, Fosfuro de Arsénico de Galio para el rojo, Nitruro de Galio e Indio para el azul). Los LED blancos son típicamente LED azules recubiertos con un fósforo que convierte parte de la luz azul en amarilla, resultando en un espectro amplio percibido como blanco.

14. Tendencias y Evolución de la Industria

La industria del LED continúa evolucionando rápidamente. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor Eficiencia:La I+D continua impulsa una mayor eficacia luminosa, reduciendo el consumo de energía para iluminación.
• Miniaturización e Integración:Desarrollo de micro-LED y LED de encapsulado a escala de chip (CSP) para pantallas de ultra alta resolución y dispositivos compactos.
• Mejor Calidad de Color:Avances en tecnología de fósforos y matrices de LED multicolor (por ejemplo, RGB, RGBA) permiten gamas de color más amplias y mayor IRC para iluminación especializada.
• Iluminación Inteligente y Conectada:Integración de circuitos de control e interfaces de comunicación (como Zigbee o Bluetooth) directamente con módulos LED.
• Fiabilidad y Predicciones de Vida Útil:Pruebas y modelado más sofisticados para proporcionar datos precisos de vida útil (L90, L70) bajo diversas condiciones de funcionamiento.
• Sostenibilidad:Enfoque en reducir el uso de materiales de tierras raras en fósforos y mejorar la reciclabilidad.

Este documento, arraigado en su ciclo de vida de revisión específico, sirve como una base estable dentro de este dinámico panorama tecnológico, asegurando que las especificaciones fundamentales y el historial de cambios estén meticulosamente documentados para una aplicación fiable.