Hoja de Datos del LED SMD de Potencia Media 67-21ST - Paquete PLCC-2 - Voltaje Máx. 9.6V - Corriente 60mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-21ST es un LED de potencia media de montaje superficial (SMD) alojado en un paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Es un LED blanco de vista superior diseñado para ofrecer un equilibrio entre rendimiento, eficiencia y fiabilidad para soluciones de iluminación modernas. Su factor de forma compacto y construcción robusta lo hacen adecuado para procesos de ensamblaje automatizado.

1.1 Ventajas Clave y Posicionamiento

Esta serie de LED se posiciona como una solución versátil para iluminación general y decorativa. Sus ventajas clave provienen de una combinación de características ópticas y eléctricas. Ofrece una alta eficacia luminosa, contribuyendo a diseños energéticamente eficientes. El paquete ofrece un amplio ángulo de visión de 120 grados, asegurando una distribución de luz uniforme. Además, está disponible con opciones de alto Índice de Reproducción Cromática (IRC), con un IRC mínimo de 80 para modelos estándar y opciones que se extienden hasta IRC 90, haciéndolo adecuado para aplicaciones donde la percepción precisa del color es importante. El producto cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, siendo libre de plomo, compatible con REACH de la UE y cumpliendo con los requisitos libres de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Aplicaciones Objetivo

La combinación de características hace que este LED sea ideal para una amplia gama de aplicaciones. Los usos principales incluyen iluminación ambiental general y de tareas. También es muy adecuado para iluminación decorativa, iluminación de acento arquitectónico e iluminación de entretenimiento o escenario debido a su salida de color consistente. Además, puede usarse en luces indicadoras, iluminación de interruptores y varias otras tareas de iluminación que requieren una fuente de luz blanca compacta y fiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un desglose detallado y objetivo de los parámetros clave de rendimiento del LED bajo condiciones de prueba estándar (temperatura del punto de soldadura a 25°C).

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones para operación normal.

• Corriente Directa (I_F): 80 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pico (I_FP): 160 mA (Pulsada, Ciclo de Trabajo 1/10, Ancho de Pulso 10ms)
• Disipación de Potencia (P_d): 800 mW
• Temperatura de Operación (T_opr): -30°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +100°C
• Resistencia Térmica, Unión a Punto de Soldadura (R_{th J-S}): 17 °C/W
• Temperatura Máxima de Unión (T_j): 115 °C
• Temperatura de Soldadura: Reflow: 260°C durante 10 segundos máx.; Soldadura Manual: 350°C durante 3 segundos máx.

Nota Importante: El dispositivo es sensible a descargas electrostáticas (ESD). Se deben observar las precauciones adecuadas de manejo ESD durante todas las etapas de producción y manipulación.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se especifican a la corriente directa de operación típica de 60mA.

• Flujo Luminoso (Φ): Los valores mínimos oscilan entre 70 lm y 76 lm dependiendo de la variante específica del producto y la temperatura de color correlacionada (CCT). Se aplica una tolerancia típica de ±11%.
• Voltaje Directo (V_F): La clasificación máxima es 9.6V. El rango típico durante la operación está entre 8.7V y 9.6V, con una tolerancia de ±0.1V.
• Índice de Reproducción Cromática (C_RIor R_a): Las variantes estándar tienen un IRC mínimo de 80. El valor R9 (rojo saturado) se especifica como un mínimo de 0 para estos bins estándar. La tolerancia es ±2.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor pico.
• Corriente Inversa (I_R): Máximo 50 µA a un voltaje inverso (V_R) de 15V.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto utiliza un sistema de binning compatible con ANSI para garantizar la consistencia de color y flujo. El número de producto contiene códigos que definen su bin de rendimiento.

3.1 Decodificación del Número de Producto

La estructura67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 Tcontiene información clave:

• HXX: Representa el bin de cromaticidad y flujo. Los dos primeros dígitos a menudo se relacionan con la CCT (ej., 27 para 2700K, 30 para 3000K).
• XX: Representa el código del bin de flujo (ej., 70, 73, 76 lm mín.).
• 96: Índice de Voltaje Directo, indicando V_Fmáx = 9.6V.
• Z6: Índice de Corriente Directa, indicando I_F= 60mA.

3.2 Binning de Cromaticidad (Color)

El LED se clasifica según su Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y coordenadas de cromaticidad precisas en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos proporciona cuadros de coordenadas detallados para cada CCT (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Cada CCT se subdivide además en sub-bins (ej., A, B, C, D, F, G para 2700K) definidos por rangos específicos de coordenadas x,y. Este binning ajustado garantiza un cambio de color mínimo entre los LED en un arreglo. Los rangos de referencia aseguran que la CCT caiga dentro de las tolerancias ANSI estándar (ej., 2580K-2700K para un bin de 2700K).

3.3 Binning de Flujo Luminoso

El flujo se categoriza en bins definidos por un código y una salida luminosa mínima/máxima a 60mA.

• R5: 70 – 76 lm
• R5B: 73 – 76 lm
• R6: 76 – 83 lm
• R7: 83 – 90 lm

La tolerancia estándar para el flujo luminoso es ±11%.

3.4 Binning de Voltaje Directo

El voltaje directo se agrupa para ayudar en el diseño del driver y el emparejamiento de corriente.

• Grupo 8796:
  • 87C: 8.7V – 9.0V
  • 90C: 9.0V – 9.3V
  • 93C: 9.3V – 9.6V

La tolerancia para el voltaje directo es ±0.1V.

4. Consideraciones Térmicas y de Fiabilidad

4.1 Gestión Térmica

La resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura es de 17 °C/W. Este parámetro es crucial para calcular la temperatura de unión (T_j) durante la operación. Exceder la T_jmáxima de 115°C reducirá significativamente la vida útil y puede causar fallos. Un diseño térmico adecuado del PCB, que incluya un área de cobre suficiente y posiblemente vías térmicas, es esencial para mantener una baja temperatura en el punto de soldadura, especialmente cuando se opera a o cerca de la corriente directa máxima.

4.2 Directrices de Soldadura

El LED es compatible con procesos estándar de soldadura por reflow. El perfil máximo es una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por almohadilla. Se recomienda seguir el perfil de reflow sugerido para paquetes PLCC similares para evitar choque térmico o daños en el paquete.

5. Notas de Diseño para Aplicación

5.1 Selección del Driver

Dado el rango de voltaje directo (hasta 9.6V máx. a 60mA), un driver de corriente constante es obligatorio para una operación estable y para prevenir la fuga térmica. El driver debe especificarse para una corriente de salida de 60mA (± tolerancia apropiada). Para diseños que usan múltiples LED en serie, se debe considerar el voltaje directo acumulativo. La conexión en paralelo de LED generalmente no se recomienda sin un balanceo de corriente individual.

5.2 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 120 grados es beneficioso para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme sin ópticas secundarias. Para aplicaciones que necesitan un haz enfocado, se requerirán ópticas primarias (lentes). La resina transparente del paquete asegura una alta eficiencia de extracción de luz.

5.3 Recomendaciones de Diseño del PCB

El diseño de las almohadillas del PCB debe coincidir con la huella recomendada para el paquete PLCC-2 para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. Para mejorar el rendimiento térmico, conecte la almohadilla térmica (si está presente en la huella) a un plano de cobre grande. El uso de vías térmicas bajo el paquete para conectar con capas de cobre internas o del lado inferior puede mejorar significativamente la disipación de calor.

6. Lista de Producción en Masa y Especificaciones Típicas

La hoja de datos enumera varias configuraciones de producto estándar disponibles en producción en masa. Un ejemplo es el67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT: 3000K
• IRC (Mín.): 80
• R9 (Mín.): 0
• Flujo Luminoso (Mín.): 73 lm
• Voltaje Directo (Máx.): 9.6V
• Corriente Directa: 60mA

Existen variantes similares para 2700K (70 lm mín.), 4000K (76 lm mín.), 5000K (76 lm mín.), 5700K (76 lm mín.) y 6500K (76 lm mín.), todas con un IRC mínimo de 80.

7. Comparación Técnica y Posicionamiento

En comparación con los LED tradicionales de baja potencia, el 67-21ST ofrece una salida luminosa significativamente mayor por paquete, reduciendo el número de componentes necesarios para una salida de luz dada. En comparación con los LED de alta potencia, normalmente ofrece una mejor eficacia a corrientes de operación más bajas y simplifica la gestión térmica debido a una menor disipación de potencia por dispositivo. Su paquete PLCC-2 es un formato estándar de la industria, rentable y con fiabilidad probada, ofreciendo un equilibrio sólido entre rendimiento, facilidad de uso y coste para aplicaciones de iluminación general de potencia media.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Cuál es el voltaje de operación típico?

Aunque el máximo es 9.6V, el voltaje directo típico a 60mA será menor, a menudo en el rango de 8.7V a 9.3V dependiendo del bin de voltaje específico. Siempre diseñe el driver para acomodar el voltaje máximo.

8.2 ¿Puedo alimentar este LED a 80mA?

El Límite Absoluto Máximo para la corriente directa continua es 80mA. Operar a esta corriente es posible pero generará más calor, reducirá la eficacia y potencialmente acortará la vida útil. Es crucial asegurar que la temperatura de unión permanezca por debajo de 115°C implementando una excelente gestión térmica. La condición de operación recomendada es 60mA.

8.3 ¿Cómo se garantiza la consistencia del color?

La consistencia del color se logra mediante un binning ajustado en el diagrama de cromaticidad CIE. Al seleccionar LED del mismo sub-bin de CCT y cromaticidad (ej., 30K-F), se puede lograr un emparejamiento de color muy cercano dentro de un lote de producción único o entre lotes.

8.4 ¿Se requiere un disipador de calor?

Para un solo LED operando a 60mA (~0.55W de potencia eléctrica), generalmente no se requiere un disipador dedicado si está montado en un PCB estándar con algo de área de cobre para dispersar el calor. Sin embargo, para arreglos de LED u operación en altas temperaturas ambientales, es necesario un diseño térmico cuidadoso del PCB (usando vías térmicas, cobre más grueso), y puede requerirse un disipador externo para mantener una operación fiable.