Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-2 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.0V - Potencia 0.04W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED amarillo de alta luminosidad y montaje superficial en paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dispositivo está diseñado para ofrecer fiabilidad y rendimiento en entornos exigentes, presentando un factor de forma compacto adecuado para procesos de montaje automatizado. Su principal foco de aplicación es la iluminación interior automotriz, incluyendo los cuadros de instrumentos, donde una salida de color consistente y una estabilidad a largo plazo son críticas.

1.1 Características Principales y Mercado Objetivo

Las características definitorias del LED lo posicionan para aplicaciones industriales y de consumo específicas. El tipo de paquete garantiza compatibilidad con las líneas de producción estándar SMT (Tecnología de Montaje Superficial). El color amarillo, definido por una longitud de onda dominante, se logra mediante materiales semiconductores específicos. Una intensidad luminosa típica de 1120 milicandelas (mcd) con una corriente de accionamiento estándar de 20mA proporciona un brillo suficiente para fines de indicación y retroiluminación. El amplio ángulo de visión de 120 grados asegura una buena visibilidad desde diversas perspectivas. El cumplimiento del estándar de calificación automotriz AEC-Q101 es un diferenciador clave, indicando pruebas rigurosas de ciclado térmico, resistencia a la humedad y estabilidad operativa a largo plazo, lo que lo hace adecuado para el entorno hostil del interior de los vehículos. La adhesión a las normativas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH garantiza el cumplimiento medioambiental para los mercados globales.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos es esencial para un diseño de circuito adecuado y una operación fiable.

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

La tensión directa (VF) tiene un valor típico de 2.0V con un máximo de 2.75V a la corriente de prueba estándar de 20mA. Este parámetro es crucial para determinar el valor de la resistencia limitadora de corriente en un circuito en serie. La corriente directa máxima absoluta es de 50mA para operación en CC, con una capacidad de corriente de pico de 100mA para pulsos muy cortos (≤10μs). El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa. La intensidad luminosa (IV) se especifica con un mínimo de 710 mcd, un valor típico de 1120 mcd y un máximo de 1400 mcd a 20mA, mostrando la dispersión de rendimiento esperada. La longitud de onda dominante (λd) define el color amarillo, oscilando entre 585nm y 594nm, centrada típicamente alrededor de 590nm.

2.2 Especificaciones Térmicas y Límites Absolutos

La gestión térmica es vital para la longevidad del LED. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura se especifica como 160 K/W (real) y 125 K/W (eléctrica), indicando la eficacia con la que se conduce el calor desde el chip semiconductor. La temperatura máxima permisible de la unión (Tj) es de 125°C. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +110°C, adecuado para entornos automotrices bajo el salpicadero. El dispositivo puede soportar un pico de temperatura de soldadura por reflujo de 260°C durante 30 segundos, alineándose con los perfiles comunes de soldadura sin plomo. También tiene una clasificación de sensibilidad ESD (Descarga Electroestática) de 2kV (Modelo de Cuerpo Humano), requiriendo las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje.

3. Análisis de las Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables, lo cual es crítico para un diseño robusto.

3.1 Dependencias de Corriente, Voltaje y Temperatura

El gráfico de Corriente Directa vs. Tensión Directa muestra la relación exponencial IV típica de un diodo. La curva de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero puede volverse sub-lineal a corrientes más altas debido a efectos de calentamiento. El gráfico de Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa muestra un cambio mínimo con la corriente, indicando una buena estabilidad de color. El gráfico de Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de la Unión tiene un coeficiente negativo, lo que significa que VF disminuye al aumentar la temperatura, lo que puede usarse para la detección indirecta de temperatura. El gráfico de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de la Unión muestra la disminución esperada en la salida de luz al aumentar la temperatura, una consideración clave para el diseño térmico. El gráfico de Desplazamiento Relativo de Longitud de Onda vs. Temperatura de la Unión indica cómo el color amarillo puede cambiar ligeramente con la temperatura.

3.2 Desclasificación y Operación en Pulsos

La Curva de Desclasificación de la Corriente Directa es esencial para determinar la corriente de operación máxima segura a temperaturas ambiente o de almohadilla de soldadura elevadas. Por ejemplo, a una temperatura de almohadilla de soldadura (Ts) de 110°C, la corriente directa máxima permisible desciende a 35mA. El gráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisible define la corriente de pico (IF) permitida para un ancho de pulso (tp) y un ciclo de trabajo (D) dados, útil para aplicaciones de multiplexación o atenuación por PWM (Modulación por Ancho de Pulso) sin sobrecalentar la unión.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins).

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en lotes alfanuméricos (por ejemplo, L1, L2, M1... hasta GA). Cada lote cubre un rango específico de intensidad luminosa mínima y máxima en milicandelas (mcd). Para este número de parte específico, la salida típica de 1120 mcd cae en el lote \"AA\" (1120-1400 mcd). Los diseñadores pueden especificar un código de lote para garantizar un nivel mínimo de brillo para su aplicación.

4.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que define el tono preciso del amarillo, también se clasifica utilizando códigos numéricos (por ejemplo, 9194, 9497). El lote \"9194\" cubre un rango de 591nm a 594nm. El valor típico de 590nm para esta parte sugiere que probablemente caiga en el lote \"8891\" (588-591nm) o \"9194\". Especificar un lote de longitud de onda estrecho garantiza la uniformidad de color entre múltiples LEDs en una pantalla o matriz de iluminación.

5. Mecánica, Montaje y Embalaje

5.1 Dimensiones Físicas y Polaridad

El paquete PLCC-2 tiene una huella estándar. El dibujo mecánico (implícito por la referencia de sección) mostraría la longitud, anchura y altura (típicamente alrededor de 3.2mm x 2.8mm x 1.9mm), así como el espaciado de las pistas. El paquete incluye un indicador de polaridad, generalmente una muesca o una esquina achaflanada, para identificar el cátodo. Se proporciona el diseño recomendado de la almohadilla de soldadura para garantizar una unión de soldadura fiable y una disipación de calor adecuada durante el reflujo.

5.2 Directrices de Soldadura y Manejo

El perfil de soldadura por reflujo especifica los parámetros críticos: precalentamiento, estabilización, pico de reflujo (260°C máx.) y tasas de enfriamiento para prevenir choques térmicos en el componente. Las precauciones de uso incluyen protección ESD estándar, evitar estrés mecánico en la lente y no exceder los límites absolutos máximos. Se recomiendan condiciones de almacenamiento adecuadas (dentro del rango de temperatura especificado de -40°C a +110°C y baja humedad) para preservar la soldabilidad y el rendimiento.

5.3 Embalaje e Información de Pedido

Los LEDs 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. La estructura del número de parte (por ejemplo, 67-21-UY0200H-AM) codifica atributos clave como el color (Y para Amarillo), el paquete y probablemente los lotes de rendimiento. La información de pedido aclara cómo especificar la cantidad, el tipo de embalaje y cualquier requisito especial de clasificación.

6. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Circuitos de Aplicación Típicos

En un circuito de accionamiento en CC típico, una resistencia limitadora de corriente es obligatoria. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Valimentación - VF) / IF. Para una alimentación de 5V y apuntando a IF=20mA con VF=2.0V, R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohmios. La potencia nominal de la resistencia debe ser al menos PR = (Valimentación - VF) * IF = 0.06W; una resistencia de 1/8W o 1/4W es adecuada. Para aplicaciones que requieren control de brillo o multiplexación, el PWM (Modulación por Ancho de Pulso) es el método preferido sobre la atenuación analógica por corriente, ya que mantiene la consistencia del color.

6.2 Gestión Térmica en el Diseño

A pesar de su bajo consumo de energía (~40mW a 20mA), un disipador de calor efectivo es importante para mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente en altas temperaturas ambiente o espacios cerrados. La ruta térmica va desde la unión, a través del paquete, hacia las almohadillas de soldadura y dentro de la placa de circuito impreso (PCB). Usar un PCB con vías térmicas bajo la almohadilla térmica del LED conectadas a un plano de tierra mejora significativamente la disipación de calor, reduce la temperatura de la unión y ayuda a mantener una mayor salida luminosa.

6.3 Diseño para Fiabilidad Automotriz

Para cuadros de instrumentos automotrices o iluminación interior, considere lo siguiente: Utilice corrientes de operación desclasificadas (por ejemplo, 15-18mA en lugar de 20mA) para mejorar la longevidad y reducir el estrés térmico. Asegúrese de que el diseño del PCB minimice la inductancia y capacitancia parásitas en las líneas de accionamiento. Implemente circuitos de protección contra sobretensiones de carga y otros transitorios eléctricos automotrices si el LED es accionado directamente por el bus de potencia del vehículo. Verifique que los códigos de lote elegidos para intensidad y longitud de onda cumplan con los requisitos estéticos y funcionales del producto final bajo todas las temperaturas de operación especificadas.

7. Comparación Técnica y Tendencias

7.1 Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). El color de la luz está determinado por la energía de la banda prohibida de los materiales semiconductores utilizados en la capa activa. Los LEDs amarillos se basan comúnmente en materiales como Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). El paquete PLCC incorpora una cavidad reflectante y una lente de epoxi moldeada que da forma a la salida de luz y proporciona protección ambiental.

7.2 Contexto Industrial y Evolución

El paquete PLCC-2 representa un factor de forma maduro y ampliamente adoptado en la industria LED, ofreciendo un buen equilibrio entre tamaño, costo y rendimiento óptico. Las tendencias clave en la tecnología LED relevantes para tales componentes incluyen la mejora continua de la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), una mayor estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil, y el desarrollo de tamaños de paquete cada vez más pequeños con potencia óptica mantenida o mejorada. El impulso hacia una mayor fiabilidad y calificación según estándares estrictos como AEC-Q101 sigue siendo un enfoque principal, especialmente para los mercados automotriz e industrial.