Hoja de Datos del LED Super Rojo 1608-SR0100M-AM PLCC-2 - Tamaño 1.6x0.8mm - Voltaje 2.1V - Potencia 0.05W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 1608-SR0100M-AM es un LED Super Rojo de alto rendimiento y montaje superficial en un encapsulado PLCC-2 compacto. Diseñado principalmente para aplicaciones de iluminación interior automotriz, ofrece un equilibrio entre brillo, fiabilidad y eficiencia. Su posicionamiento clave radica en cumplir con los estrictos requisitos de grado automotriz mientras proporciona un rendimiento óptico consistente en una huella miniaturizada.

Las ventajas principales de este componente incluyen su calificación según el estándar AEC-Q102 para dispositivos optoelectrónicos discretos, lo que garantiza su fiabilidad bajo las duras condiciones ambientales del automóvil. También presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados, haciéndolo adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia. Además, el producto cumple con las normativas RoHS, REACH y libre de halógenos, alineándose con los estándares ambientales y de seguridad globales.

El mercado objetivo se encuentra firmemente dentro del sector de la electrónica automotriz, específicamente para iluminación ambiental interior, luces indicadoras y retroiluminación de interruptores y pantallas. Sus especificaciones lo convierten en una opción adecuada para diseñadores que requieren una fuente de luz roja robusta, compacta y brillante.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

La característica fotométrica principal es la intensidad luminosa (Iv). Bajo una corriente directa típica (IF) de 10 mA, el LED proporciona 210 milicandelas (mcd), con un mínimo de 150 mcd y un máximo de 330 mcd. El voltaje directo (VF) a esta corriente es típicamente de 2.1 voltios, con un rango de 1.5V a 2.5V. Este voltaje relativamente bajo contribuye a una menor disipación de potencia. La longitud de onda dominante (λd) se centra en 630 nm (Super Rojo), con un rango de 624 nm a 639 nm, definiendo su pureza de color.

2.2 Especificaciones Térmicas y Límites Absolutos Máximos

La gestión térmica es crítica para la longevidad del LED. La resistencia térmica unión-soldadura se especifica como 150 K/W (real) y 120 K/W (eléctrica). Los límites absolutos máximos definen los límites operativos: una corriente directa máxima de 20 mA, una disipación de potencia máxima de 50 mW y un rango de temperatura de operación de -40°C a +110°C. La temperatura máxima de unión es de 125°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes. El dispositivo puede soportar una corriente de pico de 50 mA para pulsos ≤10 μs. Es importante señalar que este LED no está diseñado para operar con voltaje inverso.

2.3 Especificaciones de Fiabilidad y Cumplimiento

El dispositivo tiene una sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD) clasificada en 2 kV (Modelo de Cuerpo Humano), que es un nivel estándar para precauciones de manejo. Tiene un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) de 3, lo que indica que debe ser secado en horno si se expone a condiciones ambientales por más de 168 horas antes de la soldadura. La robustez a la corrosión se clasifica como B1, y está calificado bajo el estándar AEC-Q102, lo cual es un diferenciador clave para aplicaciones automotrices.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica mediante un código de dos caracteres (ej., SX, SY, SZ). La primera letra (Q, R, S, T, U, V, A, B) representa un grupo con rangos de intensidad crecientes. La segunda letra (X, Y, Z) subdivide aún más cada grupo. Para el 1608-SR0100M-AM, el lote típico cae dentro del grupo 'S', específicamente los lotes SX, SY o SZ, correspondiendo a rangos de intensidad de 180-210 mcd, 210-240 mcd y 240-280 mcd, respectivamente. Se aplica una tolerancia de ±8% a las mediciones de flujo luminoso.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante se clasifica mediante un código de cuatro dígitos (ej., 2730, 3033). Estos códigos corresponden a rangos específicos en nanómetros. Para este LED Super Rojo, los lotes relevantes se centran alrededor de 630 nm. El lote típico para esta referencia es 2730 (627-630 nm) o 3033 (630-633 nm). La tolerancia de fabricación para la longitud de onda dominante es de ±1 nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica mediante un código de cuatro dígitos (ej., 2022, 2225). El voltaje directo típico de 2.1V para este LED lo sitúa en el lote 2022 (2.00V - 2.25V) o potencialmente en el lote 2225 (2.25V - 2.50V). Esta clasificación ayuda en el diseño de circuitos para la regulación de corriente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Curva IV e Intensidad Luminosa Relativa

La gráfica de Corriente Directa vs. Voltaje Directo muestra una relación exponencial característica. El voltaje aumenta gradualmente con la corriente. La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa es casi lineal en el rango de operación típico (2-20 mA), indicando una buena eficiencia. No se recomienda excitar el LED por encima de 20 mA, ya que excede el límite absoluto máximo.

4.2 Dependencia de 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 unión de 125°C, la intensidad relativa es aproximadamente del 40-50% de su valor a 25°C. Este efecto de extinción térmica es típico en los LED y debe tenerse en cuenta en el diseño térmico. La gráfica de Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Unión muestra un coeficiente negativo, con el voltaje cayendo linealmente a medida que sube la temperatura, lo que puede usarse para la detección de temperatura.

4.3 Distribución Espectral y Desplazamiento de Longitud de Onda

La gráfica de Características de Longitud de Onda muestra un pico estrecho alrededor de 630 nm, confirmando el color Super Rojo. La gráfica de Desplazamiento de Longitud de Onda Relativo vs. Temperatura de Unión indica que la longitud de onda dominante aumenta ligeramente (corrimiento al rojo) con el aumento de la temperatura, un fenómeno común en las fuentes de luz semiconductoras.

4.4 Reducción de Especificaciones (Derating) y Manejo de Pulsos

La Curva de Reducción de Corriente Directa es crucial para el diseño. Muestra que la corriente directa continua máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura de la almohadilla de soldadura. A la temperatura ambiente máxima de operación (con una temperatura de almohadilla de 110°C), la corriente no debe exceder los 20 mA. El gráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisible permite corrientes de pico más altas (hasta 60 mA) en condiciones de pulsos con ciclos de trabajo bajos, útil para aplicaciones de multiplexación o parpadeo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones Físicas

El LED está alojado en un encapsulado estándar PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Las dimensiones del encapsulado son 1.6 mm de longitud, 0.8 mm de ancho y aproximadamente 0.6 mm de altura (típico para este tipo de encapsulado, aunque la altura exacta debe confirmarse en el plano de dimensiones). El componente tiene dos terminales (ánodo y cátodo).

5.2 Diseño Recomendado de Almohadillas de Soldadura y Polaridad

Se proporciona un patrón de almohadillas de soldadura recomendado para garantizar una correcta formación de la junta de soldadura y estabilidad mecánica durante el reflow. El diseño de las almohadillas tiene en cuenta la huella del componente y ayuda a prevenir el efecto "tombstoning". La polaridad se indica mediante una marca en el encapsulado, típicamente una muesca o un punto cerca del cátodo. La orientación correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

La hoja de datos especifica una temperatura máxima de soldadura por reflow de 260°C durante 30 segundos. Esto se refiere a la temperatura máxima medida en el cuerpo del encapsulado o en las pistas. Debe seguirse un perfil de reflow estándar con etapas de precalentamiento, estabilización, reflow y enfriamiento. La clasificación MSL 3 exige que, si se abre la bolsa protectora contra la humedad, los componentes deben soldarse dentro de las 168 horas en condiciones de fábrica o ser secados en horno según los estándares IPC/JEDEC.

6.2 Precauciones de Uso y Almacenamiento

Las precauciones generales incluyen evitar estrés mecánico en la lente del LED, prevenir la contaminación y utilizar técnicas de manejo apropiadas para evitar daños por ESD. El almacenamiento debe realizarse en un entorno seco y oscuro dentro del rango de temperatura especificado de -40°C a +110°C. Los criterios de prueba de azufre indican la resistencia del producto a atmósferas que contienen azufre, lo cual es importante para ciertos entornos automotrices o industriales.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. Las cantidades estándar por carrete son típicamente 4000 o 5000 piezas, pero esto puede variar. El número de parte 1608-SR0100M-AM sigue una estructura lógica: "1608" denota el tamaño del encapsulado (1.6x0.8mm), "SR" indica Super Rojo, "01" se relaciona con el lote de intensidad luminosa, "00" se relaciona con el lote de longitud de onda, "M" puede indicar un lote de voltaje directo u otra característica, y "AM" significa grado automotriz. Para pedir lotes específicos, es necesario consultar las tablas completas de clasificación y especificar los códigos exactos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal es la iluminación interior automotriz. Esto incluye retroiluminación del cuadro de instrumentos, iluminación ambiental de los pies, iluminación de la consola central, retroiluminación de interruptores y luces indicadoras para varios controles. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para iluminación de áreas donde se desea una apariencia uniforme.

8.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con este LED, considere la limitación de corriente. Una resistencia en serie o un controlador de corriente constante son obligatorios para evitar exceder la corriente directa máxima, especialmente considerando el coeficiente de temperatura negativo del Vf. El diseño térmico es crítico; asegúrese de que el diseño del PCB proporcione una adecuada disipación térmica y que la temperatura ambiente de operación no obligue a una reducción de especificaciones por debajo del brillo luminoso requerido. Para el atenuado por PWM, asegúrese de que la frecuencia sea lo suficientemente alta (típicamente >100 Hz) para evitar parpadeo visible.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED PLCC-2 estándar no automotrices, el diferenciador clave del 1608-SR0100M-AM es su calificación AEC-Q102, que implica pruebas rigurosas de ciclado térmico, humedad, vida útil a alta temperatura y otros factores de estrés. Su robustez a la corrosión (Clase B1) y resistencia al azufre también están mejoradas para entornos automotrices. La intensidad luminosa típica de 210 mcd es competitiva para su tamaño de encapsulado y consumo de corriente.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?

R: La corriente de operación típica es de 10 mA, proporcionando un buen equilibrio entre brillo y eficiencia. Puede operarse desde 2 mA (mínimo) hasta 20 mA (máximo absoluto).

P: ¿Cómo afecta la temperatura al brillo?

R: El brillo disminuye al aumentar la temperatura de unión. A 125°C, la salida puede ser aproximadamente la mitad del valor a 25°C. Un disipador de calor adecuado es esencial para mantener un rendimiento consistente.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V o 5V?

R: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una fuente de 5V, una corriente objetivo de 10 mA y un Vf típico de 2.1V, el valor de la resistencia sería R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ohmios. Una resistencia de 300 Ohmios sería un valor estándar adecuado.

P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices exteriores?

R: La hoja de datos especifica la aplicación como "Iluminación interior automotriz". Para uso exterior, factores como una mayor protección contra la entrada de humedad (clasificación IP), extremos de temperatura más amplios y diferentes requisitos ópticos deberían verificarse con el fabricante para un producto específico de grado exterior.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Retroiluminación de Botones del Salpicadero

Un diseñador está creando un panel de control del salpicadero con 10 botones retroiluminados. Cada botón requiere un solo LED Super Rojo para la iluminación. Usando el 1608-SR0100M-AM a 10 mA cada uno, el consumo total de corriente sería de 100 mA. Un diseño simple utiliza la línea de 12V del automóvil. Se necesita una resistencia limitadora de corriente para cada LED. El valor de la resistencia se calcula como (12V - 2.1V) / 0.01A = 990 Ohmios. Se elige una resistencia de 1 kΩ, 1/8W. Los LED se colocan en un PCB detrás de botones translúcidos. El amplio ángulo de visión de 120° garantiza una iluminación uniforme en la superficie del botón. El análisis térmico confirma que, en el entorno cerrado del salpicadero, la temperatura de unión se mantiene muy por debajo del límite máximo debido a la baja disipación de potencia total (aprox. 0.21W para los 10 LED).

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En un LED rojo como el 1608-SR0100M-AM, el material semiconductor (típicamente basado en Arseniuro de Galio y Aluminio - AlGaAs) tiene una energía de banda prohibida específica. Cuando los electrones se recombinan con los huecos de electrones dentro del dispositivo, la energía se libera en forma de fotones (partículas de luz). La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida; una banda prohibida más grande produce luz de longitud de onda más corta (más azul). El encapsulado PLCC-2 aloja el chip semiconductor, proporciona conexiones eléctricas a través de dos pistas e incluye una lente de plástico moldeada que da forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión especificado de 120 grados.

13. Tendencias y Avances Tecnológicos

La tendencia en la iluminación LED automotriz continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), permitiendo un menor consumo de energía y una carga térmica reducida. La miniaturización también es clave, con encapsulados como el 1608 (1.6x0.8mm) e incluso más pequeños volviéndose más comunes para permitir diseños más elegantes. La integración es otra tendencia, con encapsulados de múltiples chips o LED combinados con controladores y sensores en un solo módulo. Para LED de color específico como el Super Rojo, las mejoras en la tecnología de fósforos (si se utilizan) o en las técnicas de crecimiento epitaxial conducen a lotes de longitud de onda más estrechos y a una mejor consistencia del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil, lo cual es crítico para aplicaciones donde la coincidencia de color es importante entre múltiples fuentes de luz.