Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-2 - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 2.0V - Potencia 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED amarillo de montaje superficial de alta luminosidad en paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Diseñado principalmente para la industria automotriz, este componente ofrece un rendimiento fiable en entornos exigentes. Su posicionamiento clave se encuentra dentro de los sistemas de iluminación interior automotriz, incluyendo cuadros de instrumentos e iluminación general de la cabina, donde una salida de color consistente y una fiabilidad a largo plazo son primordiales.

Las ventajas principales de este LED incluyen su factor de forma compacto, su alta intensidad luminosa para su tamaño de paquete y un amplio ángulo de visión de 120° que garantiza una buena visibilidad. Está construido para cumplir con estrictos estándares de grado automotriz, incluyendo la calificación AEC-Q102 para dispositivos optoelectrónicos discretos y requisitos específicos de robustez frente a la corrosión. Además, cumple con las principales normativas medioambientales como RoHS, REACH y estándares libres de halógenos, lo que lo hace adecuado para diseños modernos y respetuosos con el medio ambiente.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

La característica fotométrica principal es la intensidad luminosa, con un valor típico de 900 milicandelas (mcd) cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 20mA. El rango especificado va desde un mínimo de 560 mcd hasta un máximo de 1400 mcd, lo que indica una variación potencial entre lotes de producción, la cual se gestiona mediante el sistema de clasificación (binning) descrito más adelante. La longitud de onda dominante, que define el color amarillo percibido, es típicamente de 592 nanómetros (nm), con un rango de 585 nm a 594 nm. El amplio ángulo de visión de 120 grados (con una tolerancia de ±5°) proporciona un patrón de emisión amplio, adecuado para aplicaciones de retroiluminación e indicadores.

Eléctricamente, el dispositivo presenta un voltaje directo típico (V_F) de 2.0 voltios a 20mA, con un rango de 1.75V a 2.75V. La corriente directa continua máxima absoluta es de 50 mA. La resistencia térmica, un parámetro crítico para gestionar la disipación de calor, se especifica desde la unión (junction) hasta el punto de soldadura. Se dan dos valores: una resistencia térmica "real" (R_{th JS real}) de 160 K/W y una resistencia térmica "eléctrica" (R_{th JS el}) de 125 K/W. El método eléctrico se deriva típicamente de un cambio en el voltaje directo y se usa a menudo para estimaciones in situ, mientras que el valor real es más representativo de la ruta térmica real.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Térmicos

El cumplimiento de los Límites Absolutos Máximos es esencial para la longevidad del dispositivo. La disipación de potencia máxima es de 137 mW. La temperatura de la unión (T_J) no debe exceder los 125°C. El dispositivo está clasificado para operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -40°C a +110°C, lo que confirma su idoneidad para entornos automotrices. Puede soportar una corriente de sobretensión (I_FM) de 100 mA para pulsos muy cortos (≤10 μs) con un ciclo de trabajo bajo. La sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD) es de 2 kV (Modelo de Cuerpo Humano), que es un nivel estándar que requiere precauciones básicas de manejo. El perfil de temperatura de soldadura permite la soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 30 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LED se clasifican en grupos de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan umbrales específicos para parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica utilizando un sistema de códigos alfanuméricos que abarca desde L1 (11.2-14 mcd) hasta GA (18000-22400 mcd). Para este número de parte específico (65-21-UY0200H-AM), los grupos de salida posibles se resaltan en la hoja de datos y se centran en los grupos V1 (710-900 mcd) y V2 (900-1120 mcd), alineándose con la especificación típica de 900 mcd. Se aplica una tolerancia de medición de ±8%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que determina el tono amarillo, también se clasifica. Los grupos se definen mediante códigos de tres dígitos que representan la longitud de onda mínima en nanómetros. Para este LED amarillo, los grupos relevantes están en el rango de 585-600 nm, cubriendo específicamente códigos como 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm), 9194 (591-594 nm) y 9497 (594-597 nm). El valor típico de 592 nm cae dentro del grupo 9194. Se especifica una tolerancia ajustada de ±1 nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en tres grupos: 1012 (1.00-1.25V), 1215 (1.25-1.50V) y 1517 (1.50-1.75V). El V_Ftípico de 2.0V para este dispositivo es notablemente más alto que el máximo de estos grupos, lo que sugiere que para este producto específico, la tabla de clasificación de voltaje podría representar una cuadrícula estándar de la empresa, y la característica V_Freal se define por los valores mín/típ/máx en la tabla de características.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varios gráficos que describen el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación exponencial típica de un diodo. A medida que la corriente directa aumenta de 0 a 60 mA, el voltaje directo sube de aproximadamente 1.75V a 2.2V. Esta curva es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente y garantizar una operación estable.

4.2 Características Ópticas vs. Corriente y Temperatura

Elgráfico de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta de forma supralineal con la corriente antes de tender a saturarse a corrientes más altas, enfatizando la importancia de operar dentro del rango recomendado para la eficiencia. Elgráfico de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de la Unióndemuestra el "quenching" térmico: a medida que la temperatura de la unión aumenta de -40°C a 140°C, la salida de luz disminuye significativamente, cayendo a aproximadamente el 60% de su valor a 25°C en los 125°C. Esto subraya la necesidad de una gestión térmica efectiva en la aplicación.

Elgráfico de Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directamuestra una ligera disminución en la longitud de onda (un "corrimiento al azul") a medida que aumenta la corriente, mientras que elgráfico de Desplazamiento Relativo de Longitud de Onda vs. Temperatura de la Uniónmuestra un claro "corrimiento al rojo" (aumento de la longitud de onda) a medida que sube la temperatura. Estos desplazamientos son importantes para aplicaciones críticas en cuanto al color.

4.3 Reducción de Especificaciones (Derating) y Manejo de Pulsos

LaCurva de Reducción de Corriente Directaes vital para la fiabilidad. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura. Por ejemplo, a una temperatura de almohadilla de 110°C, la corriente máxima es de solo 35 mA, reducida desde los 50 mA a temperaturas más bajas. Elgráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisibledefine la corriente de pulso máxima permitida para varios anchos de pulso y ciclos de trabajo, útil para aplicaciones de multiplexación o parpadeo.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico mostraría típicamente un tamaño de cuerpo de aproximadamente 2.0 mm de longitud, 1.25 mm de ancho y 0.8 mm de altura (estas son dimensiones comunes de PLCC-2; los valores exactos deben tomarse de la sección "Dimensiones Mecánicas"). El dispositivo tiene dos terminales. La polaridad se indica mediante un marcador en el paquete, típicamente una muesca o una esquina biselada en el lado del cátodo. Se proporciona un diseño recomendado de almohadilla de soldadura para garantizar una junta de soldadura fiable y una conexión térmica adecuada al PCB.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El componente es adecuado para procesos de soldadura por reflujo comunes en el montaje superficial. Se recomienda un perfil de soldadura por reflujo específico, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante 30 segundos. Este perfil debe seguirse para evitar daños al paquete plástico o al chip interno y sus uniones (wire bonds). Las precauciones generales incluyen evitar estrés mecánico en el paquete, usar controles ESD adecuados durante el manejo y asegurar que el PCB y la pasta de soldadura estén limpios para prevenir corrosión o degradación inducida por azufre, para lo cual se mencionan criterios de prueba separados.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en embalaje de cinta y carrete compatible con máquinas automáticas de pick-and-place. La sección de información de embalaje detalla las dimensiones del carrete, el ancho de la cinta, el espaciado de los bolsillos y la orientación de los componentes dentro de la cinta. El número de parte 65-21-UY0200H-AM sigue un sistema de codificación específico que probablemente indica el tipo de paquete, color, grupo de brillo, grupo de longitud de onda y otros atributos. La información de pedido especificaría la cantidad mínima de pedido, el tipo de embalaje (por ejemplo, tamaño del carrete) y potencialmente opciones para combinaciones específicas de grupos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal es la iluminación interior automotriz. Esto incluye la retroiluminación de cuadros de instrumentos, indicadores de advertencia, botones del sistema de infoentretenimiento e iluminación ambiental general de la cabina. Su calificación AEC-Q102 y su amplio rango de temperatura lo hacen directamente adecuado para estos entornos hostiles.

8.2 Consideraciones de Diseño

Accionamiento de Corriente:Se recomienda encarecidamente un controlador de corriente constante frente a una fuente de voltaje constante con una resistencia en serie para una mejor estabilidad y longevidad, especialmente considerando la variación de V_Fy su dependencia de la temperatura. La corriente de operación debe elegirse en función del brillo requerido y la reducción térmica (derating). 20mA es la condición de prueba típica.

Gestión Térmica:La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura es significativa. Para mantener el rendimiento y la fiabilidad, el diseño del PCB debe proporcionar una almohadilla térmica adecuada conectada a áreas de cobre o planos para disipar el calor. Mantener baja la temperatura de la almohadilla de soldadura es clave para maximizar la salida de luz y la vida útil.

Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° es adecuado para iluminación de área amplia. Para una luz más enfocada, pueden requerirse ópticas secundarias (lentes). El ligero desplazamiento de longitud de onda con la corriente y la temperatura debe considerarse si la consistencia del color es crítica en diferentes condiciones de operación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED comerciales genéricos, los diferenciadores clave de este dispositivo son sus calificaciones de grado automotriz (AEC-Q102, robustez frente a corrosión) y su rango de temperatura extendido. Dentro del mercado de LED automotrices, su combinación de paquete PLCC-2 (que ofrece un buen equilibrio entre tamaño y rendimiento térmico), alto brillo típico (900mcd) y longitud de onda amarilla específica lo dirigen a funciones de indicador interior y retroiluminación. La estructura integral de clasificación permite un emparejamiento de color y brillo a nivel de sistema más ajustado en comparación con las piezas no clasificadas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED a 50 mA de forma continua?

R: Puede, pero solo si la temperatura de la almohadilla de soldadura se mantiene suficientemente baja, como lo define la curva de reducción (derating). A temperaturas elevadas, la corriente continua máxima permitida se reduce significativamente. Operar a 20mA es típico para un equilibrio entre brillo y eficiencia.

P: ¿Por qué disminuye la salida de luz a alta temperatura?

R: Este es un fenómeno fundamental de la física de los semiconductores llamado "quenching térmico". El aumento de las vibraciones de la red a temperaturas más altas promueve la recombinación no radiativa de pares electrón-hueco, reduciendo la eficiencia de la generación de luz.

P: ¿Cómo interpreto los dos valores diferentes de resistencia térmica?

R: La resistencia térmica "real" (160 K/W) probablemente se mide usando un sensor de temperatura físico. El valor "eléctrico" (125 K/W) se calcula usando el voltaje directo sensible a la temperatura como un proxy para la temperatura de la unión. Para fines de diseño, usar el valor más alto (más conservador) es más seguro para estimar el aumento de temperatura.

P: ¿Es suficiente una resistencia limitadora de corriente para alimentar este LED?

R: Para aplicaciones simples y no críticas con un voltaje de alimentación estable, se puede usar una resistencia en serie. El valor se calcula como R = (V_suministro- V_F) / I_F. Sin embargo, debido a la variación de V_Fy su dependencia de la temperatura, la corriente no será perfectamente estable. Para aplicaciones automotrices donde la fiabilidad es clave, se prefiere un circuito o CI controlador de corriente constante dedicado.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Indicador de Advertencia en Cuadro de Instrumentos

Un diseñador está creando una luz de advertencia para un indicador de "check engine". La luz debe ser claramente visible en todas las condiciones de iluminación ambiental, cumplir con los estándares de fiabilidad automotriz y tener un color amarillo consistente. Se selecciona este LED amarillo PLCC-2. El diseño utiliza un controlador de corriente constante ajustado a 18mA para proporcionar un brillo amplio mientras se mantiene por debajo del punto típico de 20mA para una mayor longevidad. El diseño del PCB incluye una almohadilla térmica generosa conectada a un plano de tierra interno para mantener baja la temperatura de la unión. El diseñador especifica LED del grupo de longitud de onda 9194 y de los grupos de intensidad V1/V2 para garantizar la consistencia de color y brillo en todas las unidades de la línea de producción.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED es una fuente de luz semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales semiconductores compuestos (típicamente basados en Fosfuro de Aluminio Galio Indio - AlGaInP para luz amarilla). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa del chip donde se recombinan. Una parte de esta energía de recombinación se libera en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas semiconductoras determina la longitud de onda (color) de la luz emitida. El paquete PLCC-2 encapsula este chip, proporciona conexiones eléctricas mediante marcos conductores (lead frames) e incluye una lente plástica moldeada que da forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión de 120°.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en los LED para iluminación automotriz es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que reduce el consumo de energía y la carga térmica. También hay una tendencia hacia la miniaturización, permitiendo diseños más delgados y flexibles para los paneles interiores. Además, la integración de funciones inteligentes, como CI integrados para diagnóstico o direccionabilidad, es cada vez más común. Para la iluminación interior específicamente, hay un creciente interés en LED blancos ajustables y multicolor para sistemas de iluminación ambiental que puedan cambiar de color para adaptarse al estado de ánimo o la función del conductor. Si bien este componente específico es un LED amarillo monocromático, los procesos de empaquetado y calificación subyacentes son fundamentales para estos dispositivos más avanzados.