Hoja de Datos del LED Super Rojo A09K-SR1501H-AM en Paquete PLCC-6 - Dimensiones 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.15V - Potencia 0.32W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El A09K-SR1501H-AM es un diodo emisor de luz (LED) Super Rojo de alta luminosidad, encapsulado en un paquete de montaje superficial PLCC-6. Su enfoque principal de diseño es la fiabilidad y el rendimiento en entornos automotrices exigentes. El dispositivo ofrece una intensidad luminosa típica de 4500 milicandelas (mcd) con una corriente de accionamiento de 150mA, lo que lo hace adecuado para diversas funciones de señalización e iluminación donde la alta visibilidad es crítica. Una característica clave es su conformidad con el estándar de calificación AEC-Q101, que valida su robustez para uso automotriz. Además, cumple con las directivas ambientales RoHS y REACH y posee robustez al azufre, mejorando su longevidad en condiciones de funcionamiento adversas.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED derivan de su combinación de alta salida óptica, amplio ángulo de visión de 120 grados y fiabilidad de grado automotriz. La alta intensidad luminosa garantiza una excelente visibilidad incluso en condiciones de luz diurna brillante, lo cual es esencial para aplicaciones críticas para la seguridad como las luces de freno. El amplio ángulo de visión proporciona una distribución uniforme de la luz, mejorando la perceptibilidad de la señal desde varios ángulos. El mercado objetivo principal es la industria automotriz, específicamente para módulos de iluminación exterior. Sus calificaciones lo convierten en una opción preferida para diseñadores que requieren componentes que cumplan con estándares estrictos de calidad y longevidad automotriz.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

El parámetro fotométrico central es laIntensidad Luminosa (I_V), especificada con un valor típico de 4500 mcd a I_F=150mA, con un mínimo de 3550 mcd y un máximo de 7100 mcd. Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (detallado más adelante). La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±8%, y se mide con la almohadilla térmica a 25°C. LaTensión Directa (V_F)es típicamente de 2.15V a 150mA, con un rango de 1.75V a 3.0V. La hoja de datos señala que este rango de V_Frepresenta el 99% de la producción, con una tolerancia de medición de ±0.05V. LaLongitud de Onda Dominante (λ_d)define el color percibido; para este LED Super Rojo, es típicamente de 629 nm, dentro de un rango de 627 nm a 639 nm, con una tolerancia de medición de ±1 nm. ElÁngulo de Visión (2φ)es de 120 grados, con una tolerancia de ±5 grados.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Los límites absolutos máximos definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. LaCorriente Directa Continua Máxima (I_F)es de 200 mA. LaDisipación de Potencia (P_d)está clasificada en 600 mW. Un parámetro térmico clave es laResistencia Térmica. Se dan dos valores: una medición eléctrica (R_{th JS el}) de 50 K/W máx. y una medición real (R_{th JS real}) de 60 K/W máx., ambos desde la unión hasta el punto de soldadura. El valor "real" más alto es más conservador para el diseño. LaTemperatura de Unión (T_J)no debe exceder los 125°C. El rango de temperatura de funcionamiento y almacenamiento es de -40°C a +110°C. El dispositivo puede soportar unaCorriente de Sobretensión (I_FM)de 1000 mA para pulsos ≤10 μs con un ciclo de trabajo bajo (D=0.005). La protección contra descargas electrostáticas (ESD) está clasificada en 8 kV (Modelo de Cuerpo Humano).

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para gestionar las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores, los LED se clasifican en lotes de rendimiento. Esto garantiza la consistencia para el usuario final.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica mediante un código alfanumérico (por ejemplo, CB, DA, DB). La hoja de datos proporciona una tabla extensa. Para el A09K-SR1501H-AM, la "casilla negra resaltada" indica los lotes de salida posibles. Basándose en la intensidad típica de 4500 mcd y el rango (3550-7100 mcd), los lotes relevantes son CA (2800-3550 mcd), CB (3550-4500 mcd), DA (4500-5600 mcd) y DB (5600-7100 mcd). El lote específico para un lote de producción dado debe confirmarse en la información de pedido.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante también se clasifica mediante un código numérico. El rango objetivo para este LED Super Rojo es de 627-630 nm (típico 629 nm). Refiriéndose a la tabla de clasificación, el código "2730" corresponde al rango de 627-630 nm. Lotes adyacentes como "3033" (630-633 nm) y "2427" (624-627 nm) también pueden ser parte de la dispersión de producción. La tolerancia es de ±1 nm.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

Los gráficos en la hoja de datos ilustran cómo cambian los parámetros clave bajo diferentes condiciones de funcionamiento, lo cual es crucial para un diseño de circuito robusto.

4.1 Curva IV e Intensidad Relativa

El gráfico deCorriente Directa vs. Tensión Directamuestra una relación no lineal típica de los diodos. La tensión aumenta con la corriente, comenzando alrededor de 1.4V a baja corriente y alcanzando aproximadamente 2.15V a 150mA. El gráfico deIntensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directaes casi lineal hasta los 150mA típicos, lo que indica una buena eficiencia dentro del rango de funcionamiento recomendado.

4.2 Dependencia de la Temperatura

La temperatura afecta significativamente el rendimiento del LED. El gráfico deIntensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra que la salida disminuye a medida que aumenta la temperatura. A la temperatura máxima de funcionamiento de la almohadilla de soldadura de 110°C (ver curva de reducción), la intensidad relativa es aproximadamente el 60% de su valor a 25°C. Esto debe tenerse en cuenta en el diseño térmico. El gráfico deTensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unióntiene una pendiente negativa, lo que significa que V_Fdisminuye a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente -1.5 mV/°C). El gráfico deLongitud de Onda Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra un desplazamiento positivo; la longitud de onda aumenta ligeramente con la temperatura (aprox. +0.05 nm/°C).

3.3 Distribución Espectral y Reducción de Potencia

LaCurva de Distribución Espectral Relativaconfirma la naturaleza monocromática del LED, con un pico agudo en el espectro rojo (~629 nm). LaCurva de Reducción de Corriente Directaes crítica para la fiabilidad. Dicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). A la temperatura ambiente/punto de soldadura máxima de 110°C, la corriente continua máxima permitida cae a aproximadamente 84 mA. La curva también especifica una corriente de funcionamiento mínima de 20 mA. ElGráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisiblepermite al diseñador calcular corrientes seguras de operación de pulso único o pulsado para varios anchos de pulso (t_p) y ciclos de trabajo (D).

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Físicas y Polaridad

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-6 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dibujo mecánico muestra la vista superior y lateral con dimensiones críticas. La longitud del paquete es de 3.2 mm, el ancho es de 2.8 mm y la altura es de 1.9 mm. El dibujo indica claramente la marca de polaridad (típicamente una esquina recortada o un punto en la parte superior del paquete) que corresponde al cátodo. La orientación correcta durante el montaje es esencial.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Se proporciona un patrón de tierra recomendado (huella) para el diseño de PCB. Este patrón garantiza la formación adecuada de la junta de soldadura durante el reflujo y proporciona la conexión térmica y eléctrica necesaria. Adherirse a este diseño es importante para el rendimiento de fabricación y la fiabilidad a largo plazo.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de soldadura por reflujo compatible con procesos sin plomo (Pb-free). La temperatura máxima de soldadura no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 240°C debe ser limitado. Se proporciona un gráfico específico de tiempo-temperatura, que muestra las zonas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento. Seguir este perfil previene daños térmicos al paquete del LED y al chip interno.

6.2 Precauciones de Uso

Las precauciones generales incluyen evitar el estrés mecánico en la lente, prevenir la contaminación y asegurar que el dispositivo no se opere más allá de sus límites absolutos máximos. Se debe prestar especial atención a la protección contra descargas electrostáticas (ESD) durante el manejo y montaje, como lo especifica la clasificación de 8kV HBM.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. La información de embalaje detalla las dimensiones del carrete, el ancho de la cinta, el espaciado de los bolsillos y la orientación de los componentes en la cinta. La información de pedido normalmente incluiría el número de pieza base (A09K-SR1501H-AM) junto con códigos para lotes específicos de intensidad luminosa y longitud de onda, aunque el formato exacto no se detalla en el extracto proporcionado.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Las aplicaciones principales enumeradas están todas dentro de la iluminación exterior automotriz:Luz de Frenado Montada en Alto Central (CHMSL), Luces Traseras, yLuces de Frenado (Stop). Su alto brillo y color rojo son ideales para estas funciones de señalización de seguridad. También puede ser adecuado para otras aplicaciones de indicadores rojos que requieran alta fiabilidad.

8.2 Consideraciones de Diseño

Las consideraciones clave de diseño incluyen:
Circuito de Accionamiento:Se recomienda un controlador de corriente constante para mantener una salida de luz estable, ya que el brillo del LED es función de la corriente, no del voltaje. El circuito debe limitar la corriente a un máximo de 200 mA continua, con reducción por temperatura.
Gestión Térmica:El diseño del PCB debe proporcionar una ruta térmica adecuada desde las almohadillas de soldadura del LED hasta un disipador de calor o las capas de cobre de la placa para mantener la temperatura de unión dentro de los límites, especialmente a altas temperaturas ambientales o altas corrientes de accionamiento.
Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma al haz para aplicaciones específicas como el CHMSL.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED rojos estándar no automotrices, los diferenciadores clave del A09K-SR1501H-AM son sucalificación AEC-Q101yrobustez al azufre. Estos no se prueban típicamente en LED de grado comercial. La alta intensidad luminosa típica (4500 mcd) también es una ventaja de rendimiento para aplicaciones que requieren visibilidad a larga distancia. El paquete PLCC-6 ofrece un buen equilibrio entre tamaño, rendimiento térmico y facilidad de montaje en comparación con paquetes más pequeños o más grandes.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde una batería de coche de 12V?
R: No. Debes usar un circuito limitador de corriente o un controlador de corriente constante. Conectarlo directamente a 12V causaría un flujo de corriente excesivo, destruyendo instantáneamente el LED.
P: ¿Por qué la salida de luz es menor a altas temperaturas?
R: Esta es una característica fundamental de los materiales semiconductores. El aumento de la temperatura incrementa la recombinación no radiativa dentro del chip del LED, reduciendo su eficiencia cuántica interna (salida de luz por unidad de entrada eléctrica).
P: ¿Qué significa "MSL: 2a"?
R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2a indica que el paquete puede almacenarse en un ambiente seco (≤30°C/60% HR) hasta por 4 semanas antes de requerir horneado previo a la soldadura por reflujo. Esto es importante para el control del proceso de fabricación.
P: ¿Cómo selecciono el lote correcto para mi aplicación?
R: Para aplicaciones críticas en color (por ejemplo, emparejar múltiples LED en una luz trasera), especifique un lote de longitud de onda estrecho (por ejemplo, 2730). Para aplicaciones críticas en brillo donde la intensidad mínima es la preocupación, especifique el lote de intensidad luminosa mínima que cumpla con su objetivo de diseño.

11. Estudio de Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un Módulo CHMSL.Un diseñador necesita crear un CHMSL con brillo uniforme que cumpla con los requisitos fotométricos regulatorios. Selecciona el A09K-SR1501H-AM por su fiabilidad. Decide accionar cada LED a 100 mA (por debajo del punto típico de 150mA) para garantizar longevidad y tener en cuenta la reducción por alta temperatura. Usando la curva de reducción, a una temperatura máxima calculada del punto de soldadura de 85°C, el accionamiento de 100mA es seguro. Diseñan una matriz de controladores de corriente constante. Para garantizar la consistencia de color y brillo, trabajan con el proveedor para adquirir LED de un solo lote de producción dentro de rangos específicos de intensidad (por ejemplo, lote DA) y longitud de onda (lote 2730). El diseño del PCB utiliza el diseño de almohadilla recomendado con vías térmicas conectadas a un plano de tierra interno para disipación de calor.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los diodos emisores de luz son dispositivos semiconductores que convierten energía eléctrica directamente en luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía. En este LED, el material semiconductor (típicamente basado en AlInGaP para colores rojo/naranja/ámbar) está diseñado para que esta energía liberada esté en forma de fotones (luz) con una longitud de onda correspondiente a la luz roja (~629 nm). El paquete plástico encapsula y protege el pequeño chip semiconductor, incluye marcos de conexión para la conexión eléctrica e incorpora una lente moldeada que da forma a la salida de luz y determina el ángulo de visión.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en la iluminación LED automotriz es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), mayor densidad de potencia y mayor integración. Esto permite diseños de lámparas más pequeños y estilizados con menor consumo de energía. También hay un movimiento hacia sistemas de iluminación inteligentes y adaptativos donde LED individuales o grupos pueden ser controlados digitalmente para funciones dinámicas. La tecnología semiconductor subyacente continúa mejorando, ofreciendo un mejor rendimiento en temperatura y una mayor vida operativa. La tecnología de empaquetado también está evolucionando para proporcionar una mejor gestión térmica en factores de forma compactos, lo cual es crítico para mantener el rendimiento y la fiabilidad en aplicaciones automotrices con espacio limitado.