Especificación Técnica de LED Monocromático Serie T20 - Paquete 2016 - 2.0x1.6x0.75mm - 40mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T20 representa una familia de Diodos Emisores de Luz (LED) monocromáticos de vista superior y alto rendimiento, diseñados para aplicaciones de iluminación general. El modelo específico detallado en este documento utiliza el compacto paquete de dispositivo de montaje superficial (SMD) 2016. Esta serie está diseñada para ofrecer una salida de luz confiable y eficiente en un paquete térmicamente mejorado, adecuado para procesos de ensamblaje automatizado. La filosofía central de diseño se centra en equilibrar una alta salida de flujo luminoso con una robusta gestión térmica, permitiendo una operación estable incluso en condiciones exigentes. El paquete está optimizado para soldadura por reflujo sin plomo, alineándose con los estándares ambientales y de fabricación modernos, y está diseñado para cumplir con las directivas RoHS.

2. Características Clave y Aplicaciones

2.1 Características del Producto

LED Blanco de Vista Superior:

• Emite luz perpendicular al plano de montaje, ideal para iluminación directa.Diseño de Paquete Térmicamente Mejorado:
• Mejora la ruta térmica desde el chip LED hasta la PCB, ayudando a gestionar la temperatura de unión y mantener el rendimiento y la longevidad.Alta Salida de Flujo Luminoso:
• Proporciona una salida de luz brillante para su tamaño compacto, con valores típicos que varían según el color (ej., 10 lm para Verde, 5.5 lm para Rojo a 40mA).Alta Capacidad de Corriente:
• Clasificado para una corriente directa (IF) de 50 mA continua, con una clasificación de pulso (IFP) de 75 mA bajo condiciones especificadas.Tamaño de Paquete Compacto:
• El paquete 2016 mide aproximadamente 2.0mm x 1.6mm, permitiendo diseños de PCB de alta densidad.Amplio Ángulo de Visión:
• Un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados proporciona una iluminación amplia y uniforme.Aplicación de Soldadura por Reflujo sin Plomo:
• Compatible con procesos estándar SMT de reflujo utilizando soldadura sin plomo.Cumple con RoHS:
• El producto está diseñado y fabricado para cumplir con las directivas de Restricción de Sustancias Peligrosas.2.2 Aplicaciones Objetivo

Esta serie de LED es versátil y encuentra uso en varios escenarios de iluminación, incluyendo:

Iluminación Interior:

• Integración en luminarias para espacios interiores residenciales, comerciales o industriales.Retrofit (Reemplazo):
• Sirviendo como reemplazo directo de fuentes de luz más antiguas o menos eficientes en luminarias existentes.Iluminación General:
• Proporcionando iluminación primaria o secundaria en una amplia gama de productos.Iluminación Arquitectónica / Decorativa:
• Utilizado en iluminación de acento, señalización y diseños de iluminación estética donde se desean colores monocromáticos específicos.3. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

3.1 Características Electro-Ópticas y Eléctricas

Todas las mediciones se especifican a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 40mA, a menos que se indique lo contrario. Se deben considerar las tolerancias para los márgenes de diseño.

3.1.1 Características Electro-Ópticas

La salida de flujo luminoso depende del color. Se proporcionan valores típicos y mínimos:

Rojo (RED):

• Típico 5.5 lm, Mínimo 2.0 lm.Amarillo (YELLOW):
• Típico 5.0 lm, Mínimo 2.0 lm.Azul (BLUE):
• Típico 2.3 lm, Mínimo 1.0 lm.Verde (GREEN):
• Típico 10.0 lm, Mínimo 8.0 lm.La tolerancia de las mediciones de flujo luminoso es de ±7%.

3.1.2 Características Eléctricas

Voltaje Directo (VF):

• Varía según el material semiconductor. Los valores típicos van desde 2.1V para Rojo hasta 3.0V para Verde, con límites máximos de hasta 3.4V.La tolerancia es de ±0.1V.Corriente Inversa (IR):
• Máximo 10 μA a un voltaje inverso (VR) de 5V para todos los colores.Ángulo de Visión (2θ1/2):
• Típico 120 grados para todos los colores, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad es la mitad del valor pico.Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD):
• Clasificado a un mínimo de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano, HBM) para todos los colores, indicando un nivel moderado de robustez ESD para precauciones de manejo estándar.3.2 Límites Absolutos Máximos

Las tensiones más allá de estos límites pueden causar daño permanente. Las condiciones de operación deben diseñarse para mantenerse muy por debajo de estas clasificaciones para garantizar la fiabilidad.

Corriente Directa (IF):

• 50 mA (Corriente Continua DC).Corriente Directa de Pulso (IFP):
• 75 mA (Ancho de pulso ≤100μs, Ciclo de trabajo ≤1/10).Voltaje Inverso (VR):
• 5 V.Disipación de Potencia (PD):
• Rojo/Amarillo: 130 mW; Azul/Verde: 170 mW.Temperatura de Operación (Topr):
• -40°C a +105°C.Temperatura de Almacenamiento (Tstg):
• -40°C a +85°C.Temperatura de Unión (Tj):
• 110°C (Máximo absoluto).Temperatura de Soldadura (Tsld):
• Perfil de reflujo con temperatura pico de 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.Nota: Exceder estos parámetros puede alterar las propiedades del LED respecto a los valores especificados.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

4.1 Clasificación por Flujo Luminoso

A IF=40mA, Tj=25°C, el flujo se categoriza en códigos desde AA hasta AG, con rangos de lúmenes mínimos y máximos definidos. Por ejemplo, el código AF cubre de 10 a 14 lm. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED que coincidan con sus requisitos de brillo.

4.2 Clasificación por Longitud de Onda

La longitud de onda dominante se clasifica para controlar la pureza del color. Se especifican rangos para cada color:

Rojo:

• 620-625 nm, 625-630 nm, 630-635 nm.Amarillo:
• 585-590 nm, 590-595 nm, 595-600 nm.Azul:
• 455-460 nm, 460-465 nm, 465-470 nm.Verde:
• 520-525 nm, 525-530 nm, 530-535 nm.La tolerancia de la medición de longitud de onda es de ±1nm.

4.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo también se clasifica para ayudar en el diseño de circuitos para regulación de corriente. Se proporcionan diferentes rangos de códigos para colores de voltaje más bajo (Rojo/Amarillo: 1.8-2.6V en pasos) y colores de voltaje más alto (Azul/Verde: 2.6-3.4V en pasos).

La tolerancia es de ±0.1V.4.4 Sistema de Numeración de Piezas

La estructura del número de pieza (ej., T20**011F-*****) codifica atributos específicos que permiten una identificación y pedido precisos. Los elementos clave incluyen el código de tipo (20 para paquete 2016), código de CCT/Color, índice de reproducción cromática (para blanco), número de chips en serie/paralelo, y un código de color que define estándares de rendimiento (ej., F para ERP, M para ANSI).

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a dos representaciones gráficas clave del rendimiento.

5.1 Espectro de Color

Fig 1. Espectro de Color:

Este gráfico mostraría típicamente la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda para cada color de LED (Rojo, Amarillo, Azul, Verde) a Tj=25°C. Define visualmente la pureza espectral y la longitud de onda pico, que se correlaciona directamente con el color percibido. Un espectro estrecho indica una alta saturación de color, lo cual es típico para LED monocromáticos.5.2 Distribución del Ángulo de Visión

Fig 2. Distribución del Ángulo de Visión:

Este gráfico polar ilustra el patrón de radiación espacial del LED. Para un LED de vista superior con un amplio ángulo de visión de 120 grados, la curva mostraría una distribución amplia, similar a Lambertiana, donde la intensidad es más alta a 0 grados (perpendicular a la cara del LED) y disminuye suavemente hacia los bordes. Este patrón es crucial para diseñar ópticas y comprender la uniformidad de la iluminación.6. Información Mecánica y del Paquete

6.1 Dimensiones del Paquete

El paquete SMD 2016 tiene dimensiones nominales de 2.0mm de largo, 1.6mm de ancho y 0.75mm de alto. Un diagrama de vista inferior muestra el diseño de las almohadillas de soldadura y la marca de polaridad. Las almohadillas del ánodo y cátodo están claramente identificadas, siendo el cátodo típicamente indicado por una marca o una esquina biselada en el paquete. La tolerancia dimensional es de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario.

6.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es esencial. El paquete incluye un marcador visual (ej., un punto, línea o esquina cortada) para identificar el terminal del cátodo. El patrón de almohadillas de soldadura es asimétrico para evitar una colocación incorrecta durante el ensamblaje.

7. Guías de Soldadura y Ensamblaje

7.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo detallado para procesos de soldadura sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

Precalentamiento:

• Rampa de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos.Tasa de Calentamiento:
• Máximo 3°C/segundo hasta la temperatura pico.Tiempo por Encima del Líquido (T
• =217°C):_L60-150 segundos.Temperatura Pico del Cuerpo del Paquete (T
• ):_PMáximo 260°C.Tiempo dentro de 5°C de T
• Máximo 30 segundos._P:Tasa de Enfriamiento:
• Máximo 6°C/segundo.Tiempo Total del Ciclo:
• Máximo 8 minutos desde 25°C hasta el pico.7.2 Precauciones Importantes

Límite de Reflujo:

1. Se recomienda no someter el LED a soldadura por reflujo más de dos veces. Si pasan más de 24 horas después de la primera soldadura antes de un segundo reflujo, el LED podría dañarse.Reparación Post-Soldadura:
2. No se deben realizar reparaciones (ej., usando un soldador de hierro) en el LED después de haber sido sometido a soldadura por reflujo, ya que el calor localizado puede causar daños.Disipación de Potencia:
3. Se debe tener cuidado en el diseño térmico de la aplicación para asegurar que la disipación de potencia no exceda el límite absoluto máximo, ya que esto impacta directamente en la temperatura de unión y la vida útil.8. Información de Embalaje y Pedido

8.1 Embalaje en Cinta y Carrete

Para el ensamblaje automatizado pick-and-place, los LED se suministran en cinta portadora embutida y carretes.

Dimensiones de la Cinta:

• Especificadas para garantizar compatibilidad con el equipo alimentador.Capacidad del Carrete:
• Máximo 5000 piezas por carrete.Tolerancia Acumulativa:
• La tolerancia acumulativa sobre 10 pasos es de ±0.2mm.8.2 Embalaje Exterior

Los carretes se empaquetan adicionalmente en cajas para envío y almacenamiento.

Capacidad de la Caja:

• Las configuraciones estándar incluyen 10 carretes por caja, con opciones de 30 o 60 carretes por caja.Etiquetado:
• Las cajas y bolsas interiores están etiquetadas con información crítica que incluye Número de Pieza, Código de Fecha de Fabricación, Número de Lote, Cantidad y parámetros del producto. Se incluye desecante en bolsas barrera de humedad para proteger los componentes.9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

9.1 Alimentación del LED

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Se recomienda encarecidamente una fuente de corriente constante sobre una fuente de voltaje constante para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica. El controlador debe diseñarse para proporcionar la corriente de operación deseada (ej., 40mA para especificaciones nominales) mientras se mantiene dentro de los Límites Absolutos Máximos. La información de clasificación de voltaje directo es útil para calcular el cumplimiento de voltaje necesario del controlador.

9.2 Gestión Térmica

A pesar del paquete térmicamente mejorado, un disipador de calor efectivo es crítico para el rendimiento y la longevidad. El diseño de la PCB debe utilizar un área de cobre adecuada (almohadillas térmicas) conectada a las almohadillas de soldadura del LED para conducir el calor lejos de la unión. Operar en o cerca de la clasificación de corriente máxima generará más calor, requiriendo un diseño térmico más agresivo para mantener la temperatura de unión (Tj) muy por debajo de su límite máximo de 110°C.

9.3 Integración Óptica

El amplio ángulo de visión de 120 grados hace que estos LED sean adecuados para aplicaciones que requieren iluminación amplia y difusa sin ópticas secundarias. Para haces enfocados, se requerirán ópticas primarias (lentes) o reflectores. El pequeño tamaño de la fuente del paquete 2016 es ventajoso para el control óptico.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

Dentro del panorama de LED SMD monocromáticos, la serie T20/2016 se posiciona con ventajas específicas:

vs. Paquetes Más Pequeños (ej., 0603, 0402):

• Ofrece una salida de luz significativamente mayor y mejor rendimiento térmico debido a su mayor tamaño, haciéndolo adecuado para tareas de iluminación general de mayor potencia en lugar de solo funciones indicadoras.vs. Paquetes Más Grandes (ej., 5050, 7070):
• Proporciona una huella más compacta para diseños con limitaciones de espacio mientras aún ofrece un flujo apreciable, ofreciendo un equilibrio entre tamaño y rendimiento.Mejora Térmica:
• La mención explícita de un diseño de paquete térmicamente mejorado es un diferenciador clave respecto a muchos paquetes LED estándar, implicando una mejor fiabilidad bajo operación continua.Clasificación Integral:
• La clasificación detallada para flujo, longitud de onda y voltaje proporciona a los diseñadores las herramientas necesarias para aplicaciones de alta consistencia, que pueden no estar tan rigurosamente definidas para todas las series de LED.11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

11.1 ¿Cuál es la diferencia entre los valores de flujo luminoso "Típ" y "Mín"?

El valor "Típ" (Típico) representa la salida promedio o más común de la producción bajo condiciones de prueba. El valor "Mín" (Mínimo) es el límite inferior garantizado; cualquier LED que cumpla la especificación funcionará en o por encima de este nivel. Los diseñadores deben usar el valor "Mín" para cálculos del peor caso para asegurar que su aplicación cumpla con los requisitos mínimos de brillo.

11.2 ¿Puedo alimentar este LED a su corriente máxima de 50mA de forma continua?

Aunque el Límite Absoluto Máximo es de 50mA, la operación continua a este nivel generará el máximo calor y probablemente empujará la temperatura de unión hacia su límite a menos que se emplee una gestión térmica excepcional. Para una longevidad óptima y un rendimiento estable, es recomendable operar en o por debajo de la corriente de prueba de 40mA, o modelar cuidadosamente el rendimiento térmico a 50mA.

11.3 ¿Cómo interpreto el número de pieza para pedir el LED correcto?

Debe consultar la tabla del Sistema de Numeración de Piezas. Necesita definir cada marcador de posición (X1 a X10) según sus requisitos: tipo de paquete (20 para 2016), color/longitud de onda deseada, lote de flujo requerido, lote de voltaje y el código de color específico (ej., F para estándares ERP). Contacte a su proveedor con el número de pieza completamente construido para un pedido preciso.

11.4 ¿Por qué hay una precaución contra un segundo reflujo si han pasado 24 horas?

Esto probablemente está relacionado con la sensibilidad a la humedad. Los paquetes SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante un reflujo rápido, esta humedad atrapada puede vaporizarse y causar delaminación interna o agrietamiento ("efecto palomita"). Si el dispositivo no se suelda dentro de un plazo específico después de ser retirado de su bolsa a prueba de humedad, o si está expuesto por demasiado tiempo, puede requerir un proceso de horneado antes de un segundo reflujo para eliminar la humedad. La precaución simplifica esto recomendando en contra de la práctica por completo a menos que se sigan procedimientos de manejo específicos.

12. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñando una luz lavadora de pared decorativa RGB.

Selección de Componentes:

1. Un ingeniero selecciona los LED Rojo, Verde y Azul de la serie T20. Elige lotes de longitud de onda específicos (ej., 625-630nm Rojo, 525-530nm Verde, 465-470nm Azul) para lograr la gama de colores deseada. También selecciona un lote de flujo de rango medio (ej., código AC o AD) para un brillo equilibrado.Diseño del Circuito:
2. Se diseñan tres controladores de corriente constante separados, uno para cada canal de color, ajustados a 40mA. El cumplimiento de voltaje de salida del controlador se dimensiona utilizando el VF máximo de la hoja de datos (ej., 3.4V para Verde/Azul) más un margen de seguridad.Diseño de la PCB:
3. Los LED se colocan en la PCB con áreas generosas de cobre conectadas a sus almohadillas térmicas. El diseño sigue el patrón recomendado de almohadillas de soldadura del diagrama dimensional para garantizar una soldadura y alineación adecuadas.Análisis Térmico:
4. Dada la luminaria cerrada, el ingeniero calcula la resistencia térmica esperada desde la unión al ambiente. Se asegura de que incluso con múltiples LED encendidos, la Tj estimada se mantenga por debajo de 85°C para una larga vida útil.Ensamblaje:
5. El ensamblaje de la PCB sigue el perfil de reflujo especificado con precisión. Los LED se utilizan dentro del plazo recomendado después de abrir la bolsa para evitar problemas de humedad.13. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de él. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En un LED monocromático como los de la serie T20, un chip semiconductor (típicamente hecho de materiales como AlInGaP para Rojo/Amarillo o InGaN para Azul/Verde) está alojado dentro del paquete. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de banda prohibida del chip, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición y estructura específica del material semiconductor determinan la longitud de onda (color) de la luz emitida. El paquete sirve para proteger el chip, proporcionar conexiones eléctricas e incluye un fósforo (para LED blancos) o una cúpula/lente transparente para dar forma a la salida de luz. El diseño del paquete 2016 se centra en extraer esta luz de manera eficiente y gestionar el calor generado por la recombinación no radiativa y la resistencia eléctrica.

14. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED SMD como la serie T20 sigue varias tendencias clave de la industria:

Mayor Eficiencia (lm/W):

• Las mejoras continuas en ciencia de materiales y diseño de chips impulsan constantemente una mayor eficacia luminosa, lo que significa más salida de luz por unidad de potencia eléctrica consumida.Miniaturización con Potencia:
• La tendencia es empaquetar una mayor salida de luz en paquetes cada vez más pequeños, como se ve con sucesores del 2016, como el 1010 o chips aún más pequeños. Esto permite diseños de productos más elegantes.Fiabilidad Mejorada y Gestión Térmica:
• A medida que aumentan las densidades de potencia, se están adoptando materiales de paquete avanzados (ej., sustratos cerámicos, compuestos de moldeo de alta conductividad térmica) para gestionar mejor la temperatura de unión, que es el factor principal que afecta la vida útil del LED.Estandarización y Clasificación:
• La industria avanza hacia sistemas de clasificación más precisos y estandarizados para proporcionar a los diseñadores un rendimiento predecible, crucial para aplicaciones que requieren consistencia de color y brillo en miles de unidades.LED Inteligentes e Integrados:
• Una tendencia creciente es la integración de circuitos de control (controladores, sensores, interfaces de comunicación) directamente en el paquete LED, creando LED "inteligentes" para IoT y sistemas de iluminación conectada, aunque esto es más prevalente en paquetes blancos y RGB.A growing trend is the integration of control circuitry (drivers, sensors, communication interfaces) directly into the LED package, creating "smart" LEDs for IoT and connected lighting systems, though this is more prevalent in white and RGB packages.