Hoja de Datos del LED Azul PLCC-2 67-11-UB0200H-AM - Grado Automotriz - Ángulo de Visión de 120° - 3.1V - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-11-UB0200H-AM es un componente LED de montaje superficial de alta fiabilidad, diseñado específicamente para exigentes aplicaciones de iluminación interior automotriz. Utilizando un encapsulado PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), este dispositivo ofrece una solución robusta para retroiluminación y funciones indicadoras donde un rendimiento consistente bajo condiciones ambientales variables es crítico. Sus ventajas principales incluyen un amplio ángulo de visión de 120 grados para una excelente visibilidad, calificación según el estricto estándar AEC-Q101 para componentes de grado automotriz, y cumplimiento con las directivas ambientales RoHS y REACH. El mercado objetivo principal es la electrónica automotriz, con aplicaciones clave que incluyen iluminación de cuadros de instrumentos, retroiluminación de interruptores e iluminación ambiental general interior.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El LED emite luz azul con una longitud de onda dominante (λd) típica de 468 nm, que oscila entre 463 nm y 475 nm. El parámetro fotométrico clave es su intensidad luminosa, que es típicamente de 355 milicandelas (mcd) cuando se alimenta con la corriente de prueba estándar de 20 mA. Los valores mínimo y máximo para este bin son 224 mcd y 560 mcd, respectivamente, lo que indica la dispersión de producción. Una característica definitoria es su ángulo de visión (φ) muy amplio de 120 grados, que es el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo. Esto garantiza una iluminación uniforme sobre un área extensa.

2.2 Características Eléctricas y Térmicas

La tensión directa (V_F) mide típicamente 3.1 voltios a 20 mA, con un rango de 2.75 V a 3.75 V. La corriente directa continua máxima absoluta (I_F) es de 30 mA, con una corriente de operación recomendada de 20 mA. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa. La gestión térmica es crucial para la longevidad del LED. La resistencia térmica unión-punto de soldadura se especifica con dos valores: una medición eléctrica (R_{th JS el}) de 100 K/W máx. y una medición real (R_{th JS real}) de 130 K/W máx. La temperatura máxima permisible de unión (T_J) es de 125°C.

2.3 Límites Absolutos Máximos y Fiabilidad

Límites estrictos definen el área de operación segura: La disipación de potencia (P_d) no debe exceder los 112 mW. El dispositivo puede soportar una corriente de sobretensión (I_FM) de 300 mA para pulsos ≤ 10 µs con un ciclo de trabajo muy bajo (0.005). El rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -40°C a +110°C, adecuado para entornos automotrices. La protección contra descargas electrostáticas (ESD) está clasificada en 8 kV (Modelo de Cuerpo Humano), y el componente se clasifica como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 2.

3. Explicación del Sistema de Binning

El LED se clasifica en bins según parámetros clave de rendimiento para garantizar la uniformidad dentro de un lote de producción.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en códigos alfanuméricos (ej., L1, M1, N1...). El bin para este número de parte específico, como se indica en la tabla de características (Típ. 355 mcd), se encuentra dentro del bin "T1", que cubre el rango de 280 mcd a 355 mcd. La estructura de binning se extiende desde intensidad muy baja (L1: 11.2-14 mcd) hasta intensidad muy alta, ofreciendo una amplia selección para diferentes requisitos de brillo.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

El color azul se controla mediante bins de longitud de onda dominante. El valor típico de 468 nm para esta pieza la sitúa en el bin "6367", que abarca de 463 nm a 467 nm, o potencialmente en el bin "6771" (467-471 nm), dependiendo del mínimo/máximo exacto. Este control estricto (tolerancia de ±1 nm) garantiza una variación de color mínima entre LEDs individuales en un ensamblaje.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

El gráfico proporcionado muestra la relación no lineal entre la corriente directa y la tensión directa. La curva es típica para un LED azul, con una tensión de encendido alrededor de 2.7V y una pendiente relativamente pronunciada a partir de ahí. Estos datos son esenciales para diseñar el circuito limitador de corriente y garantizar un funcionamiento estable.

4.2 Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos detallan los cambios de rendimiento con la temperatura. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo aproximadamente 2 mV/°C respecto a su valor a 25°C. Por el contrario, la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión; a 100°C, la salida es aproximadamente el 80-85% de su valor a 25°C. La longitud de onda dominante también se desplaza ligeramente con la temperatura (típicamente +0.05 a +0.1 nm/°C para LEDs azules).

4.3 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de distribución espectral relativa muestra un pico en la región de longitud de onda azul (~468 nm) con un ancho a media altura (FWHM) típico para un LED basado en InGaN. El diagrama del patrón de radiación confirma visualmente el ángulo de visión de 120°, mostrando un patrón de emisión similar al de Lambert.

4.4 Derating y Operación en Pulsos

Una curva de derating de corriente directa dicta la corriente continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una T_Sde 110°C, la corriente máxima es de 30 mA. Un gráfico separado define la capacidad de manejo de pulsos permitida, mostrando la corriente de pulso pico (I_FP) permitida para un ancho de pulso (t_p) y un ciclo de trabajo (D) dados.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El componente utiliza un encapsulado estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico (implícito en la sección "Dimensiones Mecánicas") especificaría la longitud, anchura, altura y espaciado de pistas exactos. El encapsulado presenta un cuerpo de plástico moldeado con dos pistas. La polaridad se indica mediante la forma física del encapsulado o una marca en la parte superior, típicamente una muesca o un punto verde cerca del cátodo. Se proporciona el diseño recomendado de la almohadilla de soldadura para garantizar una soldadura adecuada y un alivio térmico durante el reflujo.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica una condición de soldadura por reflujo donde las pistas del componente deben estar expuestas a una temperatura superior a 217°C (la temperatura de liquidus de la pasta de soldar) durante un tiempo entre 60 y 150 segundos. Un gráfico detallado del perfil de reflujo mostraría típicamente la precalentación recomendada, el remojo, la temperatura máxima de reflujo (que no debe exceder el máximo absoluto de la clasificación de temperatura de soldadura del LED) y las tasas de rampa de enfriamiento.

6.2 Precauciones de Uso

Las precauciones generales incluyen: Evitar la aplicación de tensión inversa. Usar una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa. Asegurarse de no exceder la temperatura máxima de unión considerando la temperatura ambiente, la corriente de accionamiento y el diseño térmico del PCB. Manipular los dispositivos con las precauciones ESD apropiadas. Seguir las condiciones de almacenamiento recomendadas (MSL 2) si se abre el embalaje.

7. Información de Embalaje y Pedido

La sección "Información de Embalaje" detalla cómo se suministran los LEDs, típicamente en cintas portadoras en relieve enrolladas en carretes. Los parámetros clave incluyen las dimensiones del carrete, el paso de los bolsillos y la cantidad de componentes por carrete. El número de parte 67-11-UB0200H-AM sigue un sistema de codificación específico donde "67" probablemente indica la serie, "11" el tamaño o variante, "UB" el color (Azul) y "200H" bins de rendimiento específicos. La "Información de Pedido" aclararía cómo especificar el tamaño del carrete u otras opciones.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para:
Iluminación Interior Automotriz:Retroiluminación para botones, interruptores, paneles de control climático y tiradores de puertas.
Cuadros de Instrumentos:Iluminación para indicadores y avisos, beneficiándose del amplio ángulo de visión.
Funciones Indicadoras Generales:Luces de estado dentro de la cabina donde el azul es el color designado.

8.2 Consideraciones de Diseño

Accionamiento de Corriente:Utilizar siempre una fuente de corriente constante o una fuente de tensión con una resistencia en serie. Calcular el valor de la resistencia usando R = (V_suministro- V_F) / I_F. Usar la V_Fmáxima de la hoja de datos para asegurar que la corriente no exceda los límites a bajas temperaturas donde V_Fes más alta.
Gestión Térmica:Conectar la almohadilla térmica (si está presente) a un área de cobre suficiente en el PCB para que actúe como disipador de calor. Esto es crítico para mantener la salida de luz y la longevidad, especialmente a altas temperaturas ambientales o corrientes de accionamiento.
Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión puede requerir guías de luz o difusores para lograr patrones de iluminación específicos y evitar puntos calientes.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs PLCC-2 de grado comercial estándar, los diferenciadores clave de esta pieza son sucalificación AEC-Q101, que valida su fiabilidad bajo pruebas de estrés automotrices (ciclos térmicos, operación a alta temperatura/alta humedad, etc.), y su rango extendido de temperatura de operación (-40°C a +110°C). La clasificación ESD de 8 kV también es típicamente más alta que la de las piezas comerciales. El binning específico para intensidad luminosa y longitud de onda garantiza la consistencia de color y brillo, lo cual es primordial en pantallas automotrices con múltiples LEDs.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 5V?
R: No. Con una V_Ftípica de 3.1V, conectarlo directamente a 5V causaría una corriente excesiva y una falla inmediata. Debes usar una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante.

P: ¿Cuál es la vida útil esperada de este LED?
R: La vida útil del LED depende en gran medida de las condiciones de operación, principalmente la temperatura de unión y la corriente de accionamiento. Cuando se opera dentro de las especificaciones (especialmente T_J <125°C), los LEDs de grado automotriz como este típicamente tienen una vida útil L70 (tiempo hasta el 70% de la salida de luz inicial) clasificada en decenas de miles de horas.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin de intensidad luminosa (ej., T1) al hacer un pedido?
R: El código de bin garantiza que la intensidad del LED estará dentro del rango especificado (ej., T1: 280-355 mcd). Para un brillo consistente en una matriz, especifica un único código de bin estrecho.

P: ¿Es necesario un disipador de calor?
R: Para operación continua a 20 mA o más, especialmente en altas temperaturas ambientales, una gestión térmica adecuada a través del cobre del PCB es esencial. Normalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED, pero el diseño del PCB debe facilitar la disipación de calor.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de retroiluminación para un interruptor de botón automotriz.
1. Requisito:Iluminación azul uniforme en una tapa de botón de 10 mm de diámetro.
2. Selección de Componentes:Un LED 67-11-UB0200H-AM es suficiente debido a su alto brillo y amplio ángulo de visión.
3. Diseño del Circuito:Se utiliza el sistema nominal de 12V del vehículo (14V en funcionamiento). Se calcula una resistencia en serie: R = (14V - 3.1V) / 0.020A = 545 ohmios. Se selecciona una resistencia de 560 ohmios, 1/8W. La potencia disipada en el LED es P = V_F* I_F= ~3.1V * 0.02A = 62 mW, muy por debajo del máximo de 112 mW.
4. Diseño del PCB:El LED se coloca centralmente debajo del botón. Las almohadillas de soldadura se conectan a una gran área de cobre en el plano de tierra de la placa para ayudar a disipar el calor. Se observa cuidadosamente la marca de polaridad durante el montaje.
5. Integración Óptica:Se coloca una pequeña guía de luz de plástico blanco lechoso entre el LED y la tapa del botón para difundir la fuente puntual en un círculo uniforme de luz.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz (LED) semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su energía de banda prohibida a través del ánodo y el cátodo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor (típicamente hecho de Nitruro de Galio e Indio - InGaN para luz azul). Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de banda prohibida de los materiales semiconductores utilizados. El encapsulado PLCC-2 encapsula el diminuto dado semiconductor, proporciona protección mecánica, aloja las conexiones por alambre e incorpora una lente de plástico moldeada que da forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión de 120 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LEDs para iluminación interior automotriz es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), permitiendo pantallas más brillantes o un menor consumo de energía y carga térmica. También hay un movimiento hacia tamaños de encapsulado más pequeños (ej., encapsulados a escala de chip) para diseños de PCB más densos y flexibles. Además, la integración de electrónica de control, como controladores de corriente constante o circuitos de atenuación PWM, directamente en el encapsulado del LED ("LEDs inteligentes") se está volviendo más común para simplificar el diseño del sistema. La consistencia de color y la estabilidad a lo largo de la temperatura y la vida útil siguen siendo áreas de enfoque críticas, impulsadas por los altos estándares estéticos de los interiores de vehículos modernos.