Hoja de Datos de LED Blanco Frío PLCC-2 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 3.1V - Potencia 0.062W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED de montaje superficial que utiliza el paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dispositivo emite una luz Blanca Fría y está diseñado para ofrecer fiabilidad y rendimiento en entornos exigentes. Su objetivo principal de diseño son los sistemas de iluminación interior automotriz, donde la consistencia del color, el brillo y la estabilidad a largo plazo son críticos.

Las ventajas principales de este LED incluyen su factor de forma compacto, un amplio ángulo de visión de 120 grados adecuado para iluminación difusa y una construcción robusta calificada según el estándar AEC-Q101 para componentes automotrices. También cumple con las directivas ambientales RoHS y REACH. La intensidad luminosa típica es de 1800 milicandelas (mcd) cuando se alimenta con una corriente estándar de 20 miliamperios (mA).

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave se definen bajo condiciones de prueba estándar. La corriente directa (I_F) tiene un punto de operación recomendado de 20 mA, con un mínimo de 2 mA y un máximo absoluto de 30 mA. A 20 mA, el voltaje directo típico (V_F) es de 3.10 Voltios, con un rango de 2.75V a 3.75V. Esto resulta en una disipación de potencia típica de aproximadamente 62 milivatios (0.062 Vatios).

La salida fotométrica principal se caracteriza por la intensidad luminosa. El valor típico es de 1800 mcd, con un mínimo de 1120 mcd y un máximo de 2800 mcd a 20 mA. El color se define por las coordenadas de cromaticidad CIE 1931, con un objetivo típico de (0.3, 0.3). La tolerancia para estas coordenadas es de ±0.005, garantizando la consistencia del color. El ángulo de visión, donde la intensidad luminosa es la mitad del valor pico, es de 120 grados con una tolerancia de ±5 grados.

2.2 Especificaciones Máximas Absolutas y Gestión Térmica

Para garantizar la longevidad del dispositivo, las condiciones de operación nunca deben exceder las especificaciones máximas absolutas. La corriente directa continua máxima permitida es de 30 mA. El dispositivo puede soportar una corriente de sobretensión de corta duración (I_FM) de 250 mA para pulsos ≤ 10 microsegundos. La temperatura máxima de unión (T_J) es de 125°C. El rango de temperatura ambiente de operación recomendado es de -40°C a +110°C.

El rendimiento térmico se cuantifica mediante la resistencia térmica. La resistencia térmica real desde la unión hasta el punto de soldadura (R_th_JS_real) es un máximo de 180 K/W. La resistencia térmica eléctrica (R_th_JS_el), derivada del método del voltaje directo, es un máximo de 120 K/W. Un diseño térmico adecuado del PCB es esencial para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, especialmente a corrientes de accionamiento más altas o temperaturas ambientales elevadas.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de distribución espectral relativa muestra el perfil de emisión del LED Blanco Frío convertido por fósforo. Presenta un pico amplio en la región azul del chip primario y un pico secundario más amplio en la región amarilla/verde del fósforo, combinándose para producir luz blanca. El diagrama típico del patrón de radiación confirma la distribución tipo Lambertiana con el ángulo de visión especificado de 120 grados.

3.2 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

El gráfico que representa la corriente directa frente al voltaje directo exhibe la relación exponencial característica de un diodo. Es crucial para el diseño del circuito asegurar que el driver pueda proporcionar el voltaje necesario, especialmente considerando laV_Fvariación con la temperatura y entre unidades individuales.

3.3 Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos ilustran el comportamiento del dispositivo en función de la temperatura. La intensidad luminosa relativa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión, un fenómeno común a todos los LEDs. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo linealmente con el aumento de la temperatura. Las coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) también se desplazan tanto con la corriente directa como con la temperatura de unión, lo cual es una consideración importante para aplicaciones críticas en color.

3.4 Reducción de Especificaciones y Operación Pulsada

La curva de reducción 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 temperatura de almohadilla de 110°C, la corriente máxima es de 22 mA. El gráfico de capacidad de manejo de pulsos permitidos proporciona orientación para esquemas de accionamiento pulsado, mostrando la corriente de pulso pico (I_FP) permitida para un ancho de pulso (t_p) y un ciclo de trabajo (D) dados.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en lotes (bins) según la intensidad luminosa y las coordenadas de cromaticidad para garantizar la consistencia del rendimiento dentro de un lote de producción.

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en códigos alfanuméricos que van desde L1 (11.2-14 mcd) hasta GA (18000-22400 mcd). Para este producto específico, la salida típica se encuentra dentro de los lotes AB (1400-1800 mcd) y BA (1800-2240 mcd), como se destaca en la hoja de datos. La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±8%.

4.2 Clasificación por Cromaticidad (Blanco Frío)

El color Blanco Frío se define dentro de regiones específicas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. La hoja de datos proporciona las coordenadas de las esquinas para varios códigos de lote (por ejemplo, FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0). Esto permite a los diseñadores seleccionar un lote que cumpla con sus requisitos precisos de temperatura de color y tonalidad. El objetivo típico es el lote NK0 con coordenadas (0.3339, 0.3336).

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico especifica las dimensiones críticas, incluida la longitud total, el ancho, la altura, el espaciado de las pistas y las posiciones de las almohadillas. El cumplimiento de estas dimensiones es vital para el diseño de la huella en el PCB y el ensamblado automatizado.

5.2 Diseño Recomendado de Almohadillas de Soldadura y Polaridad

Se proporciona un patrón de almohadillas de soldadura recomendado para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura y un alivio térmico adecuado. El diagrama indica claramente las almohadillas del ánodo y el cátodo. La orientación correcta de la polaridad durante el ensamblaje es obligatoria para que el dispositivo funcione.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente es adecuado para procesos de soldadura por reflujo. La hoja de datos especifica un perfil con una temperatura máxima de 260°C, que no debe excederse durante más de 30 segundos. Las tasas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento deben controlarse según las pautas estándar IPC/JEDEC para dispositivos sensibles a la humedad (MSL 2).

6.2 Precauciones de Uso

Las precauciones generales de manejo incluyen evitar el estrés mecánico en la lente, proteger el dispositivo de descargas electrostáticas (ESD clasificado a 8 kV HBM) y almacenarlo en condiciones apropiadas para mantener la clasificación MSL 2. El LED no está diseñado para operar con voltaje inverso.

7. Embalaje e Información de Pedido

El número de parte es 57-11-C70200H-AM. La información de pedido generalmente incluye el número de parte base y puede implicar especificar los lotes deseados para intensidad luminosa y color. El embalaje suele ser en cinta y carrete para compatibilidad con equipos de ensamblaje pick-and-place de alta velocidad. Las dimensiones exactas del carrete y la orientación del componente se detallan en la sección de información de embalaje.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Aplicaciones Típicas

La aplicación principal es la iluminación interior automotriz, como la iluminación de interruptores del tablero, paneles de control, iluminación ambiental y luces indicadoras. Su fiabilidad y calificación lo hacen adecuado también para otros entornos exigentes.

8.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

Los diseñadores deben implementar un circuito driver de corriente constante para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica. La corriente debe establecerse en o por debajo de 20 mA para la operación típica, considerando los requisitos de reducción basados en el entorno térmico de la aplicación. Una resistencia limitadora de corriente es insuficiente para aplicaciones de precisión debido a laV_Fvariación. El amplio ángulo de visión elimina la necesidad de ópticas secundarias en muchos escenarios de iluminación difusa.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs PLCC-2 genéricos, los diferenciadores clave de este dispositivo son su calificación automotriz AEC-Q101, que implica pruebas de estrés rigurosas para humedad, ciclado de temperatura y vida operativa, y su estructura de clasificación más estricta para intensidad luminosa y color. La clasificación ESD de 8 kV también supera las ofertas típicas de grado comercial, proporcionando una mayor robustez contra eventos electrostáticos durante el manejo y el ensamblaje.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la corriente mínima requerida para que el LED se encienda?

R: La corriente directa puede ser tan baja como 2 mA, pero la intensidad luminosa será significativamente menor que el valor nominal a 20 mA.

P: ¿Cómo afecta la temperatura a la salida de luz?

R: La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. El gráfico en la sección 3.3 cuantifica esta relación, mostrando una reducción a aproximadamente el 40% de su valor a temperatura ambiente a una temperatura de unión de 140°C.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 5V y una resistencia?

R: Sí, pero con cuidado. Con unV_Ftípico de 3.1V, una resistencia en serie necesitaría caer 1.9V a 20 mA, requiriendo una resistencia de 95 ohmios. Este método es sensible a lasV_Fy variaciones del voltaje de alimentación, lo que provoca cambios en el brillo. Se recomienda un driver de corriente constante para un rendimiento estable.

P: ¿Qué significa MSL 2 para el almacenamiento?

R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 indica que el paquete puede almacenarse en un entorno de fábrica (

11. Caso de Estudio de Diseño

Considere una aplicación de retroiluminación para la consola central automotriz. Se colocan múltiples LEDs detrás de un panel de plástico translúcido. Utilizando el ángulo de visión de 120 grados, pueden necesitarse menos LEDs para lograr una iluminación uniforme en comparación con un dispositivo de ángulo más estrecho. El diseñador selecciona el lote de intensidad BA y el lote de color NK0 para garantizar un brillo y color consistentes en todas las unidades. Un circuito integrado driver de LED dedicado proporciona una corriente constante de 18 mA a cada cadena, ligeramente por debajo de los 20 mA típicos para extender la vida útil y tener en cuenta el calentamiento local. Se colocan vías térmicas debajo de las almohadillas de soldadura en el PCB para conducir el calor hacia un plano de tierra interno, manteniendo la temperatura de la almohadilla de soldadura por debajo de 85°C para permitir la operación a corriente completa según la curva de reducción.

12. Principio de Operación

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor (típicamente basado en InGaN) que emite luz azul cuando está polarizado directamente (electroluminiscencia). Esta luz azul es parcialmente absorbida por una capa de fósforo de granate de itrio y aluminio (YAG) que recubre el chip. El fósforo reemite esta energía como un amplio espectro de luz amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca, específicamente en el rango de temperatura de color "blanco frío".

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LEDs SMD para iluminación automotriz y general continúa hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), un índice de reproducción cromática (IRC) mejorado y una mayor fiabilidad a temperaturas de operación más altas. La tecnología de paquetes está evolucionando para permitir una mayor densidad de potencia y una mejor gestión térmica desde el chip hasta la placa. También hay un enfoque en una clasificación más estricta de color y flujo para reducir el costo del sistema minimizando la necesidad de corrección de color electrónica. Los materiales semiconductores y de fósforo subyacentes se perfeccionan constantemente para mejorar la eficiencia y la longevidad.