Hoja de Datos de LED Azul Hielo PLCC-2 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 3.1V - Potencia 0.031W - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED Azul Hielo de alto rendimiento y montaje superficial en paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Diseñado principalmente para aplicaciones en interiores automotrices, este componente ofrece un equilibrio entre brillo, fiabilidad y factor de forma compacto. Sus características clave incluyen una intensidad luminosa típica de 355 milicandelas (mcd) a una corriente directa de 10mA, un amplio ángulo de visión de 120 grados y cumplimiento con estándares estrictos automotrices y ambientales como AEC-Q101, RoHS y REACH.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED son su fiabilidad en condiciones de funcionamiento automotrices (-40°C a +110°C), su resistencia a descargas electrostáticas (ESD clasificado a 8kV HBM) y su nivel de sensibilidad a la humedad (MSL 2), adecuado para procesos estándar de montaje superficial. El mercado objetivo se encuentra firmemente dentro del sector de la electrónica automotriz, con aplicaciones típicas que incluyen iluminación ambiental interior, retroiluminación de interruptores y cuadros de instrumentos, e indicadores de estado. El color Azul Hielo, con coordenadas CIE típicas de (0.18, 0.23), proporciona una firma visual moderna y distintiva.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos fundamentales definen el rango de rendimiento del LED. La corriente directa (I_F) tiene un rango operativo recomendado de 2mA a 20mA, siendo 10mA la condición de prueba típica. A esta corriente, el voltaje directo típico (V_F) es de 3.1V, con un máximo de 3.75V. La intensidad luminosa (I_V) se especifica con un mínimo de 140 mcd, un valor típico de 355 mcd y un máximo de 560 mcd a I_F=10mA. Es crucial tener en cuenta las tolerancias de medición: flujo luminoso (±8%) y voltaje directo (±0.05V). El ángulo de visión, definido como el ángulo donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo, es de 120 grados con una tolerancia de ±5°.

2.2 Valores Máximos Absolutos y Gestión Térmica

Exceder los Valores Máximos Absolutos puede causar daños permanentes. La corriente directa continua máxima es de 20mA, con una disipación de potencia máxima de 75mW. El dispositivo puede soportar una corriente de sobretensión de corta duración de 300mA para pulsos ≤10μs. La temperatura de unión (T_J) no debe exceder los 125°C. La gestión térmica es crucial; la resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (R_thJS) es un parámetro clave. La hoja de datos especifica dos valores: una equivalente eléctrica R_thJS(el)de 95 K/W y una real R_thJS(real)de 120 K/W. Un diseño adecuado del PCB y disipación de calor son necesarios para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Curva IV y Eficiencia Luminosa

La gráfica de Corriente Directa vs. Voltaje Directo muestra la relación exponencial característica. El voltaje aumenta de forma no lineal con la corriente, comenzando alrededor de 2.8V a corrientes muy bajas y alcanzando aproximadamente 3.3V a 20mA. La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa indica que la salida de luz es aproximadamente lineal con la corriente hasta el punto operativo típico, pero la eficiencia puede disminuir a corrientes más altas debido a efectos térmicos incrementados.

3.2 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento de un LED se ve significativamente afectado por la temperatura. La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. A la temperatura máxima de operación de la unión de 125°C, la intensidad relativa es aproximadamente el 40% de su valor a 25°C. Por el contrario, la gráfica de Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Unión muestra un coeficiente de temperatura negativo; el voltaje directo cae aproximadamente 0.2V a medida que la temperatura aumenta de 25°C a 125°C. Las gráficas de Desplazamiento de Coordenadas de Cromaticidad muestran un cambio mínimo con la corriente, pero un desplazamiento más notable hacia el verde (aumento en CIE-y) con el aumento de la temperatura.

3.3 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

La gráfica de Distribución Espectral Relativa confirma el color Azul Hielo, con una longitud de onda dominante típicamente alrededor de 470-490nm. El diagrama del patrón de radiación es de tipo Lambertiano, característico de un LED de vista superior con lente difusor, proporcionando el amplio ángulo de visión de 120 grados.

4. Explicación del Sistema de Clasificación

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

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica utilizando un código alfanumérico (por ejemplo, L1, M2, T1). Los lotes siguen una progresión logarítmica, donde cada paso representa aproximadamente un aumento del 25% en la intensidad mínima. Para este producto, se destacan los lotes de salida posibles, siendo la parte típica (355 mcd) la que cae en el lote T1 (280-355 mcd) o T2 (355-450 mcd). Los diseñadores deben tener en cuenta este rango al diseñar para requisitos de brillo mínimo.

4.2 Clasificación por Cromaticidad

El color Azul Hielo se define dentro de una región específica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. La hoja de datos proporciona una estructura detallada de lotes con códigos como CM0, CM1, CL3, etc., cada uno definiendo un área cuadrilátera pequeña de coordenadas (x, y) permitidas. Las coordenadas típicas (0.18, 0.23) se encuentran dentro de esta estructura. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.005, asegurando un control de color estricto.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Físicas

El LED viene en un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico especifica las dimensiones generales, el espaciado de las patillas y la geometría de la lente. Las dimensiones críticas incluyen la huella del paquete y la altura, que son esenciales para el diseño del PCB y las comprobaciones de espacio libre en el montaje final.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura y Polaridad

Se proporciona un diseño recomendado de pads de soldadura para garantizar una soldadura fiable y una estabilidad mecánica adecuada. El diseño de los pads tiene en cuenta la expansión térmica del componente y la formación del filete de soldadura. La polaridad está claramente marcada en el propio dispositivo, típicamente con un indicador de cátodo (como una muesca o una marca verde en el lado del cátodo). La huella en el PCB debe incluir una marca de polaridad correspondiente.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 30 segundos. Se debe seguir un perfil de reflujo típico, con fases controladas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento para minimizar el choque térmico y garantizar la correcta formación de la junta de soldadura. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) es 2, lo que significa que los componentes deben usarse dentro de un año desde el sellado de fábrica si se almacenan a ≤30°C/60% HR, o deben hornearse antes de su uso si el empaquetado se ha abierto o ha excedido la vida útil en planta.

6.2 Precauciones de Uso

Las precauciones clave incluyen: evitar la aplicación de voltaje inverso, ya que el dispositivo no está diseñado para ello; usar resistencias limitadoras de corriente en serie con el LED para evitar sobrecorriente; asegurarse de no exceder la temperatura máxima de unión considerando la temperatura ambiente y la resistencia térmica; y seguir los procedimientos adecuados de manejo de ESD durante el montaje debido a la sensibilidad de 8kV HBM.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

En una aplicación típica, el LED es impulsado por una fuente de corriente constante o, más comúnmente, por una fuente de voltaje con una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Usando el V_Ftípico de 3.1V y una I_Fdeseada de 10mA con una alimentación de 5V, la resistencia sería (5V - 3.1V) / 0.01A = 190Ω. Una resistencia estándar de 200Ω sería adecuada. Para atenuación por PWM, asegúrese de que la frecuencia sea lo suficientemente alta (típicamente >100Hz) para evitar parpadeo visible.

7.2 Diseño para Entorno Automotriz

Para interiores automotrices, considere el amplio rango de temperatura de operación. La curva de reducción de corriente directa es esencial: a medida que aumenta la temperatura del pad de soldadura, la corriente continua máxima permitida disminuye. Por ejemplo, a la temperatura máxima del pad de soldadura de 110°C, la corriente máxima es de 20mA. Los diseñadores deben operar por debajo de esta curva para una mayor fiabilidad. Además, considere los posibles transitorios de voltaje en el sistema eléctrico del vehículo e implemente circuitos de protección apropiados si es necesario.

8. Comparativa Técnica y Preguntas Frecuentes

8.1 Diferenciación con Productos Similares

En comparación con los LED PLCC-2 genéricos, los diferenciadores clave de este producto son su calificación AEC-Q101 para uso automotriz, su clasificación específica de cromaticidad Azul Hielo y su caracterización detallada en función de la temperatura y la corriente. La clasificación ESD de 8kV y el nivel MSL 2 también indican una robustez adecuada para entornos de fabricación automatizados y de alta fiabilidad.

8.2 Preguntas Frecuentes

P: ¿Puedo impulsar este LED a 20mA de forma continua?

R: Sí, pero solo si la temperatura del pad de soldadura (T_S) se mantiene a 25°C o menos, según la curva de reducción. En la mayoría de las aplicaciones prácticas con temperaturas ambientales elevadas, debe reducirse la corriente. Para una operación a largo plazo fiable, se recomienda diseñar para I_F= 10mA o menos.



P: ¿Cuál es la diferencia entre R_thJS(el)y R_thJS(real)?

R: R_thJS(el)se deriva de mediciones eléctricas (el cambio en el voltaje directo con la potencia), mientras que R_thJS(real)se mide directamente utilizando un sensor térmico. Para un modelado térmico preciso, especialmente a corrientes más altas, debe usarse el valor R_thJS(real)de 120 K/W.



P: ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación al realizar un pedido?

R: El número de parte incluye códigos para los lotes de intensidad y color. Debe especificar los lotes requeridos según los requisitos de brillo y uniformidad de color de su aplicación. Si no se especifica, el fabricante suministrará partes de lotes estándar.

9. Caso Práctico de Diseño

Considere diseñar la retroiluminación de un indicador de cambio de marchas automotriz utilizando este LED. El requisito es una iluminación Azul Hielo uniforme en cuatro símbolos. Los pasos de diseño implicarían: 1) Determinar la intensidad luminosa requerida por LED en función de la eficiencia de la guía de luz y el brillo deseado del panel, probablemente seleccionando LED de un lote de intensidad específico (por ejemplo, T1 o T2). 2) Diseñar un circuito de excitación de corriente constante capaz de operar desde el sistema de 12V del vehículo, compensando los transitorios de descarga de carga. 3) Crear un diseño de PCB con los pads de soldadura recomendados, asegurando un alivio térmico adecuado y un ancho de traza para la corriente de excitación. 4) Implementar atenuación por PWM controlada por el bus CAN del vehículo para ajustar el brillo según las condiciones de luz ambiental. 5) Validar la uniformidad del color especificando un lote de cromaticidad estrecho (por ejemplo, CM2/CL4) para todos los LED en el conjunto.