Hoja de Datos de LED RGB PLCC-6 - Ángulo de Visión de 120° - Rojo 1.95V/900mcd, Verde 2.75V/2200mcd, Azul 3.0V/320mcd @20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED RGB (Rojo, Verde, Azul) de alto rendimiento y montaje superficial en encapsulado PLCC-6. El dispositivo está diseñado para aplicaciones exigentes, particularmente en el sector automotriz, donde la fiabilidad, el rendimiento consistente y la robustez ambiental son críticos. Su función principal es proporcionar una iluminación multicolor vibrante para la iluminación ambiental interior, el retroiluminado de interruptores y otras funciones indicadoras.

Las ventajas principales de este componente incluyen su huella compacta PLCC-6, un amplio ángulo de visión de 120 grados para una excelente visibilidad y salidas de intensidad luminosa individualmente altas para cada canal de color. Está diseñado para cumplir con las estrictas calificaciones de grado automotriz, garantizando un rendimiento a largo plazo en condiciones operativas adversas.

El mercado objetivo son principalmente los fabricantes de electrónica automotriz, específicamente para módulos de iluminación interior, iluminación del salpicadero, sistemas de iluminación ambiental y retroiluminado de interruptores táctiles. Su cumplimiento con los estándares de la industria también lo hace adecuado para otras aplicaciones industriales y de consumo de alta fiabilidad.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

El rendimiento del dispositivo se define en condiciones de prueba estándar (Ts=25°C). La corriente directa (I_F) para los tres colores tiene un punto de operación típico de 20mA, con valores máximos de 50mA para el Rojo y 30mA para el Verde y el Azul. Las corrientes directas mínimas son 5mA para el Rojo y 3mA para el Verde/Azul, por debajo de las cuales no se recomienda la operación.

Intensidad Luminosa (I_V):Esta es una métrica clave de rendimiento. A 20mA, los valores típicos son 900 mcd (Rojo), 2200 mcd (Verde) y 320 mcd (Azul). El canal Verde ofrece la salida más alta, seguido del Rojo y luego el Azul. La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±8%.

Tensión Directa (V_F):La caída de tensión en cada diodo a 20mA es típicamente de 1.95V para el Rojo, 2.75V para el Verde y 3.00V para el Azul. Estos valores son cruciales para el diseño del circuito de excitación y los cálculos de disipación de potencia. La tolerancia de medición de la tensión directa es de ±0.05V.

Longitud de Onda Dominante (λ_d):Define el color percibido. Los valores típicos son 626nm (Rojo), 527nm (Verde) y 455nm (Azul), con una tolerancia ajustada de ±1nm. Esto garantiza una salida de color consistente entre lotes de producción.

Ángulo de Visión (φ):Unos consistentes 120 grados para los tres colores, con una tolerancia de ±5°. Este ángulo amplio proporciona una iluminación uniforme sobre un área extensa.

2.2 Características Térmicas y de Fiabilidad

Resistencia Térmica (R_{th JS}):Este parámetro indica la eficacia con la que se transfiere el calor desde la unión del LED hasta el punto de soldadura. Se dan dos valores: Real (medido ópticamente) y Eléctrico (medido mediante método de tensión). Para el canal Rojo, la resistencia térmica real máxima es de 160 K/W, mientras que para el Verde y el Azul es de 130 K/W. La resistencia térmica eléctrica es menor, de 125 K/W (Rojo) y 100 K/W (Verde/Azul). Valores más bajos son mejores para la gestión térmica.

Valores Máximos Absolutos:Estos son los límites de estrés que no deben superarse, ni siquiera momentáneamente. Los límites clave incluyen una temperatura máxima de unión (T_J) de 125°C, un rango de temperatura de operación (T_opr) de -40°C a +110°C, y una temperatura de almacenamiento (T_stg) de -40°C a +110°C. El dispositivo puede soportar una ESD (HBM) de hasta 2kV y una temperatura de soldadura por reflujo de 260°C durante 30 segundos.

Disipación de Potencia (P_d):La disipación de potencia máxima permitida es de 137 mW para el LED Rojo y 105 mW para los LEDs Verde y Azul. Superar este límite corre el riesgo de dañar el dispositivo.

3. Información de Binning y Sistema de Número de Parte

El producto utiliza un sistema de binning para clasificar los LEDs en función de parámetros ópticos y eléctricos clave, garantizando la consistencia para el usuario final. Si bien la matriz completa de binning se detalla en la hoja de datos, los parámetros principales para el binning suelen incluir:

• Binning de Intensidad Luminosa:Los LEDs se clasifican en bins según su salida de luz medida a una corriente específica (ej., 20mA). Esto asegura un nivel de brillo uniforme en un ensamblaje.
• Binning de Longitud de Onda Dominante / Cromaticidad:Los LEDs se agrupan según su longitud de onda precisa o coordenadas de color en el diagrama de cromaticidad CIE. Esto es crítico para lograr un color consistente y preciso, especialmente en matrices de múltiples LEDs o al igualar requisitos de color específicos.
• Binning de Tensión Directa:La clasificación por V_{Fayuda a diseñar circuitos de excitación más eficientes y puede ser importante para el equilibrio de corriente en configuraciones en paralelo.}

El número de parte67-63L-RGB0200H-A04-2T-AMcodifica este binning y otros atributos del producto. Los códigos alfanuméricos específicos (como "A04" y "2T") corresponden a los bins seleccionados para intensidad, longitud de onda y tensión de los chips Rojo, Verde y Azul dentro de este único encapsulado. La sección de información de pedidos proporciona la clave para interpretar este código para su adquisición.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Curva IV e Intensidad Luminosa Relativa

La gráfica de Corriente Directa vs. Tensión Directa muestra la relación exponencial típica de los diodos. El LED Rojo tiene la tensión de encendido más baja, seguido del Verde y luego el Azul. Esta gráfica es esencial para seleccionar la resistencia limitadora de corriente apropiada o diseñar un excitador de corriente constante.

La gráfica de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente pero no de forma lineal. Tiende a saturarse a corrientes más altas. Esta curva ayuda a los diseñadores a optimizar la corriente de excitación para el brillo deseado, considerando la eficiencia y la vida útil del dispositivo.

4.2 Dependencia de la Temperatura

Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:La salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. La tasa de disminución varía según el color; la gráfica muestra que el Azul suele ser más sensible a la temperatura que el Rojo o el Verde. Esta es una consideración crítica para la gestión térmica en la aplicación final.

Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo: disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esta característica a veces puede usarse para la detección indirecta de temperatura.

Desplazamiento Relativo de Longitud de Onda vs. Temperatura de Unión:La longitud de onda dominante se desplaza con la temperatura. Generalmente, la longitud de onda aumenta (se desplaza hacia longitudes de onda más largas, o "corrimiento al rojo") a medida que sube la temperatura. Este desplazamiento debe tenerse en cuenta en aplicaciones críticas en cuanto al color.

4.3 Características Espectrales y de Radiación

La gráfica de Distribución Espectral Relativa traza la intensidad de la luz emitida a través del espectro visible para cada color. Muestra la pureza y las longitudes de onda pico de las emisiones Roja, Verde y Azul. Se puede inferir la Anchura a Media Altura (FWHM) de estos picos, lo que indica la saturación del color.

Los Diagramas Característicos Típicos de Radiación (para Rojo, Verde y Azul) ilustran la distribución espacial de la luz: el patrón de radiación. El ángulo de visión de 120° se define como el ángulo total donde la intensidad cae al 50% del valor pico (en el eje). Estos diagramas polares son vitales para el diseño óptico, como la selección de difusores o lentes.

4.4 Reducción de Corriente Directa

Curvas de reducción separadas para Rojo, Verde y Azul muestran la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). A medida que T_Saumenta, la I_Fmáxima permitida debe reducirse para evitar que la temperatura de la unión supere su límite de 125°C. Por ejemplo, la corriente máxima del LED Rojo cae de 50mA a 103°C a 35mA a 110°C. Estas curvas son obligatorias para una operación fiable en entornos de alta temperatura como los interiores automotrices.

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Dimensiones Mecánicas y Polaridad

El componente está alojado en un encapsulado estándar PLCC-6 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dibujo mecánico proporciona las dimensiones exactas, incluida la longitud, anchura y altura del cuerpo, el espaciado de las patillas y las posiciones de las almohadillas. Es necesario adherirse a estas dimensiones para el diseño de la huella en la PCB. El encapsulado incluye un indicador de polaridad, típicamente una muesca o un punto cerca del pin 1, que corresponde al cátodo del LED Rojo. La configuración de los pines (qué pin controla Rojo, Verde, Azul y el ánodo/cátodo común) se define claramente en el dibujo.

5.2 Almohadilla de Soldadura Recomendada y Perfil de Reflujo

Se proporciona un patrón de almohadilla de soldadura recomendado para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura, la estabilidad mecánica y una transferencia de calor óptima durante el reflujo. Seguir este patrón minimiza el efecto "tombstoning" y mejora la fiabilidad.

El perfil de soldadura por reflujo especifica los parámetros críticos para el montaje: precalentamiento, remojo, temperatura pico de reflujo (260°C máx. durante 30 segundos) y tasas de enfriamiento. Este perfil está diseñado para ser compatible con pastas de soldadura estándar sin plomo (RoHS) mientras previene daños térmicos al LED.

5.3 Empaquetado y Manipulación

El dispositivo se suministra en cinta y carrete para el montaje automatizado pick-and-place. La información de empaquetado detalla las dimensiones del carrete, el ancho de la cinta, el espaciado de los bolsillos y la orientación. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) está clasificado en 3, lo que significa que el componente debe ser horneado si se expone al aire ambiente durante más de 168 horas antes de la soldadura para prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación Ambiental Interior Automotriz:Luces de pasos, acentos del salpicadero, iluminación de paneles de puertas. El amplio ángulo de visión y la capacidad de mezcla de colores son ideales para crear efectos de iluminación suaves y difusos.
• Retroiluminado de Interruptores y Controles:Iluminación de botones, perillas e interfaces táctiles. El alto brillo garantiza la visibilidad bajo diversas condiciones de iluminación.
• Indicadores de Estado y Agrupaciones:Indicadores multicolor para el estado del sistema, advertencias o retroalimentación de infoentretenimiento.

6.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Excitación de Corriente:Utilice siempre un excitador de corriente constante o resistencias limitadoras de corriente apropiadas para cada canal de color. No conecte directamente a una fuente de tensión. Consulte las curvas de reducción para entornos de alta temperatura.
• Gestión Térmica:El diseño de la PCB debe facilitar la disipación de calor. Utilice el diseño de almohadilla recomendado, asegure un área de cobre adecuada conectada a la almohadilla térmica y considere la temperatura ambiente de operación. Una mala gestión térmica conduce a una reducción de la salida de luz, corrimiento de color y una vida útil acortada.
• Protección contra ESD:Aunque está clasificado para 2kV HBM, se deben observar las precauciones estándar de manipulación de ESD durante el montaje y la manipulación.
• Mezcla de Colores:Para lograr blanco u otros colores específicos, las diferentes corrientes de excitación para los canales R, G y B deben calibrarse cuidadosamente debido a sus diferentes eficacias luminosas. Normalmente se utiliza un microcontrolador con control PWM para la mezcla de colores dinámica.

7. Cumplimiento e Información de Materiales

El producto está diseñado y calificado para cumplir con varios estándares importantes de la industria:

• AEC-Q102:Esta es la calificación de prueba de estrés para semiconductores optoelectrónicos discretos en aplicaciones automotrices. El cumplimiento garantiza la fiabilidad bajo ciclos de temperatura automotrices, humedad, vibración, etc.
• Cumple con RoHS:El dispositivo está libre de sustancias peligrosas restringidas como plomo, mercurio y cadmio.
• Cumple con REACH:Se adhiere al reglamento de la UE sobre Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas.
• Libre de Halógenos:El material de empaquetado tiene un contenido muy bajo de Bromo (Br) y Cloro (Cl) (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), lo cual es importante por razones ambientales y de seguridad durante la eliminación o en caso de incendio.
• Robustez a la Corrosión:Cumple con los requisitos de la Clase B1, lo que indica un grado de resistencia a atmósferas corrosivas.

8. Precauciones y Resistencia al Azufre

La sección "Precauciones de Uso" describe advertencias generales de manipulación y operación, como evitar estrés mecánico en la lente, prevenir la contaminación y asegurar la polaridad correcta durante la instalación.

Se hace una nota específica con respecto a laResistencia al Azufre.Los materiales basados en plata utilizados en algunos encapsulados de LED pueden corroerse cuando se exponen a atmósferas que contienen azufre (ej., entornos industriales, algunos cauchos). La hoja de datos hace referencia a un criterio de prueba de azufre, indicando que el dispositivo ha sido probado o diseñado con cierto nivel de resistencia a este fenómeno, lo cual es crucial para la fiabilidad a largo plazo en ciertas aplicaciones.