Hoja de Datos de LED Blanco Frío PLCC-6 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.48W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED Blanco Frío de montaje superficial de alto rendimiento en encapsulado PLCC-6 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dispositivo está diseñado para aplicaciones exigentes, particularmente en el sector automotriz, donde la fiabilidad y el rendimiento en condiciones adversas son primordiales. Sus ventajas principales incluyen una alta intensidad luminosa, un amplio ángulo de visión y una construcción robusta que cumple con los estándares de grado automotriz.

El mercado objetivo principal es la iluminación automotriz, abarcando tanto aplicaciones exteriores como luces de circulación diurna, luces de posición, e iluminación interior como la del cuadro de instrumentos, iluminación ambiental y retroiluminación de interruptores. La calificación AEC-Q101 y el cumplimiento de las directivas RoHS y REACH subrayan su idoneidad para las cadenas de suministro automotriz globales.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave se definen en condiciones típicas de una corriente directa (I_F) de 150 mA y una temperatura ambiente de 25°C.

• Corriente Directa (I_F):La corriente de operación recomendada es de 150 mA, con un valor máximo absoluto de 200 mA. Se requiere una corriente mínima de 20 mA para el funcionamiento.
• Intensidad Luminosa (I_V):El valor típico es de 10,000 milicandelas (mcd) a 150 mA, con un mínimo de 7,100 mcd y un máximo de hasta 18,000 mcd dependiendo del bin. La tolerancia de medición es de ±8%.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 3.2 voltios, con un rango desde un mínimo de 2.50 V hasta un máximo de 3.75 V a 150 mA. La tolerancia de medición del voltaje es de ±0.05V.
• Ángulo de Visión:Un amplio ángulo de 120 grados (2θ_½) asegura una distribución de luz amplia y uniforme.
• Coordenadas de Cromaticidad (CIE x, y):Las coordenadas típicas son (0.3, 0.3). La tolerancia para estas coordenadas es de ±0.005.

2.2 Límites Absolutos y Especificaciones Térmicas

Comprender los límites es crucial para un diseño fiable.

• Disipación de Potencia (P_d):Máximo 750 mW.
• Temperatura de Unión (T_j):Máximo absoluto de 125°C.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:Rango desde -40°C hasta +110°C.
• Resistencia Térmica:La resistencia térmica unión-punto de soldadura se especifica como 40 K/W (real) y 30 K/W (eléctrica).
• Sensibilidad a ESD (HBM):Clasificado a 8 kV, lo que indica una buena robustez frente a la manipulación.
• Corriente de Sobretensión (I_FM):Puede soportar pulsos de 750 mA durante ≤10 µs con un ciclo de trabajo bajo.

3. Explicación del Sistema de Binning

La salida del LED se clasifica en bins para garantizar la consistencia. Los diseñadores deben seleccionar los bins apropiados según los requisitos de su aplicación.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica mediante un código alfanumérico (ej., L1, EA, FB). La tabla proporcionada enumera bins desde L1 (11.2-14 mcd) hasta GA (18000-22400 mcd). Para este producto específico, se resaltan los bins de salida posibles, con una intensidad típica de 10,000 mcd que cae dentro de los bins EA (7100-9000 mcd) o EB (9000-11200 mcd). El bin exacto debe confirmarse a partir de la información de pedido.

3.2 Binning de Cromaticidad (Color)

El color blanco se clasifica según las coordenadas CIE 1931 (x, y). La hoja de datos define bins específicos (ej., 64A, 64B, 64C, 64D, 60A, 60B) con límites de coordenadas ajustados y rangos de temperatura de color correlacionada (CCT), típicamente alrededor de 6240K a 6680K, lo que corresponde a una apariencia de blanco frío. Las coordenadas típicas (0.3, 0.3) caerían dentro de uno de estos bins definidos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del LED en condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de distribución espectral relativa muestra un pico en la región de longitud de onda azul, típico de un LED blanco convertido por fósforo. El gráfico del patrón de radiación confirma la distribución tipo Lambertiana con un ángulo de visión de 120 grados donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo.

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

El gráfico ilustra la relación exponencial. A 150 mA, el voltaje es aproximadamente 3.2V. Esta curva es esencial para diseñar el circuito de control de corriente limitada.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La salida de luz aumenta con la corriente pero no de forma lineal. El gráfico muestra cómo la intensidad relativa se satura a corrientes más altas, enfatizando la importancia de operar dentro del rango recomendado para eficiencia y longevidad.

4.4 Dependencia de la Temperatura

Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:La salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. A la temperatura máxima de unión de 125°C, la intensidad relativa es significativamente menor que a 25°C. Una gestión térmica adecuada es crítica para mantener el brillo.

Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Unión:El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo linealmente con el aumento de la temperatura. Esto puede usarse para el monitoreo indirecto de temperatura en algunas aplicaciones.

Desviación de Cromaticidad vs. Temperatura y Corriente:Los gráficos muestran cómo las coordenadas CIE x e y cambian tanto con la temperatura de unión como con la corriente directa. Los cambios son generalmente pequeños pero deben considerarse en aplicaciones críticas en cuanto al color.

4.5 Reducción de Corriente Directa y Manejo de Pulsos

La curva de reducción dicta la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una T_Sde 100°C, la I_Fmáxima es de 110 mA. La tabla de capacidad de manejo de pulsos muestra la corriente directa máxima de pico (I_FA) permitida para varios anchos de pulso (t_p) y ciclos de trabajo (D).

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-6. Las dimensiones exactas (largo, ancho, alto) y el espaciado de las patillas se definen en el dibujo mecánico (Sección 7 del PDF original). El contorno del paquete es crucial para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura para garantizar una soldadura adecuada, transferencia térmica y estabilidad mecánica. Seguir esta recomendación evita el efecto "tombstoning" y mejora la fiabilidad de la unión soldada.

5.3 Identificación de Polaridad

El paquete PLCC-6 tiene una esquina marcada u otra característica para indicar el cátodo. La orientación correcta es vital para el funcionamiento del circuito.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo específico, con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 30 segundos. Este perfil compatible con JEDEC previene daños térmicos al paquete plástico y al chip.

6.2 Precauciones de Uso

• Protección contra ESD:Aunque está clasificado para 8 kV HBM, se deben observar las precauciones estándar contra ESD durante la manipulación.
• Control de Corriente:Siempre alimente el LED con una fuente de corriente constante, no de voltaje constante, para evitar la fuga térmica.
• Gestión Térmica:Diseñe la PCB con un alivio térmico adecuado, utilizando el diseño de almohadilla recomendado y posiblemente vías térmicas para disipar el calor.
• Resistencia al Azufre:Se destaca que el dispositivo tiene robustez frente al azufre, una característica importante para entornos automotrices donde los gases que contienen azufre pueden corroer componentes plateados.
• Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL):Clasificado MSL 2. Esto significa que el componente debe usarse dentro de 1 año a partir de la fecha de sellado y debe hornearse si se expone a condiciones ambientales más allá de su vida útil antes del reflujo.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación Exterior Automotriz:Luces de circulación diurna (DRL), luces de posición laterales, luces de freno altas centrales (CHMSL). El alto brillo y el amplio ángulo son beneficiosos.
• Iluminación Interior Automotriz:Retroiluminación del cuadro de instrumentos, botones del sistema de infoentretenimiento, tiras de iluminación ambiental, luces de techo.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Control:Se requiere un controlador de corriente constante conmutado o lineal. Calcule la resistencia limitadora de corriente necesaria o la configuración del controlador basándose en la V_Ftípica y el voltaje de alimentación.
• Óptica:El amplio ángulo de 120 grados puede requerir óptica secundaria (lentes, guías de luz) para colimar o dar forma al haz para aplicaciones específicas.
• Diseño Térmico:Utilice la resistencia térmica (R_thJS) y la curva de reducción para calcular la temperatura de unión esperada. Asegúrese de que T_jse mantenga por debajo de 125°C en todas las condiciones de operación. Puede ser necesario un disipador de calor en la PCB para operación a alta corriente o alta temperatura ambiente.
• Selección de Bin:Para aplicaciones que requieren brillo o color consistentes en múltiples LEDs, especifique bins ajustados para intensidad luminosa y coordenadas de cromaticidad.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo típico de potencia de este LED?

R: En el punto de operación típico de 150 mA y 3.2V, la potencia es P = I_F* V_F= 0.150 A * 3.2 V = 0.48 Vatios.

P: ¿Cómo interpreto el bin de intensidad luminosa 'EA'?

R: El bin 'EA' corresponde a un rango de intensidad luminosa de 7,100 a 9,000 mcd cuando se mide a 150 mA. Cualquier LED etiquetado con este bin tendrá una intensidad dentro de ese rango.

P: ¿Se puede usar este LED directamente en un circuito automotriz de 12V?

R: No. El LED requiere un controlador de corriente constante. Conectarlo directamente a una fuente de 12V causaría un flujo de corriente excesivo, destruyendo el dispositivo al instante. Debe usarse un circuito limitador de corriente o un CI controlador de LED dedicado.

P: ¿Qué significa 'Robustez frente al azufre'?

R: Indica que los materiales y acabados del encapsulado del LED son resistentes a la corrosión causada por gases que contienen azufre (comunes en entornos industriales y algunos automotrices), mejorando la fiabilidad a largo plazo.

9. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un módulo de luz de circulación diurna (DRL) utilizando este LED.

Pasos:

1. Determinar Requisitos:Intensidad luminosa objetivo por LED, patrón del haz, voltaje de operación (ej., sistema de 12V del vehículo).
2. Seleccionar Controlador:Elija un CI controlador de LED de corriente constante reductor (buck) de grado automotriz que pueda aceptar una entrada de 9-16V y entregar una salida estable de 150 mA.
3. Cálculo Térmico:Estime la temperatura de la PCB. Si el ambiente bajo el capó puede alcanzar 85°C, use la curva de reducción. A T_S= 95°C, la I_Fmáx. es ~200 mA. Operar a 150 mA proporciona un margen de seguridad. Calcule si el área de cobre de la PCB es suficiente para mantener T_Spor debajo de este nivel.
4. Diseño Óptico:Combine el LED con una lente TIR (Reflexión Interna Total) para colimar la salida de 120 grados en un haz regulado adecuado para un DRL.
5. Especificación de Bin:Para una apariencia uniforme, especifique un solo bin de cromaticidad ajustado (ej., 64B) y un bin de intensidad luminosa (ej., EB) para todos los LEDs en el módulo.