Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-6 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.15V - Potencia 0.32W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED amarillo de montaje superficial de alto rendimiento en encapsulado PLCC-6. El dispositivo está diseñado principalmente para exigentes aplicaciones de iluminación exterior automotriz, como las luces de intermitencia, donde la fiabilidad, el brillo y un rendimiento consistente en condiciones ambientales adversas son primordiales. Sus ventajas principales incluyen una alta intensidad luminosa típica de 5500 milicandelas (mcd) con una corriente de accionamiento estándar de 150mA, un amplio ángulo de visión de 120 grados para una excelente visibilidad y una construcción robusta que cumple con los estrictos estándares de grado automotriz.

El LED está calificado según AEC-Q101, lo que garantiza su fiabilidad para uso automotriz. También cumple con las directivas medioambientales RoHS y REACH y posee robustez frente al azufre, lo que lo hace adecuado para entornos donde pueden estar presentes gases corrosivos. El mercado objetivo son los fabricantes y diseñadores de iluminación automotriz que requieren una fuente de luz amarilla compacta, brillante y fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave definen el rendimiento del LED en condiciones típicas (T_s=25°C). La corriente directa (I_F) tiene un rango operativo recomendado de 20mA a 200mA, con un valor típico de 150mA. A esta corriente típica, la intensidad luminosa (I_V) varía desde un mínimo de 3550 mcd hasta un máximo de 7100 mcd, con un valor típico de 5500 mcd. La tensión directa (V_F) a 150mA es típicamente de 2.15V, con un rango de 1.75V a 2.75V. Esta tensión directa relativamente baja contribuye a una mayor eficiencia del sistema. La longitud de onda dominante (λ_d) se especifica entre 582 nm y 594 nm, con un valor típico de 589 nm, situándola firmemente en la región amarilla del espectro visible. El ángulo de visión (2θ_½) es un amplio ángulo de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión extenso.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente. La corriente directa máxima absoluta es de 200 mA. El dispositivo puede soportar una corriente de pico (I_FM) de 1000 mA para pulsos ≤10 μs con un ciclo de trabajo muy bajo (D=0.005). La temperatura máxima de unión (T_J) es de 125°C, mientras que el rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -40°C a +110°C. La disipación de potencia (P_d) está clasificada en 550 mW. La gestión térmica es crítica; se especifica la resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura. La resistencia térmica real (R_{th JS real}) es ≤60 K/W, mientras que la medida por método eléctrico (R_{th JS el}) es ≤50 K/W. Es necesario un diseño térmico adecuado en la PCB para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, especialmente con corrientes de accionamiento altas o en entornos de alta temperatura ambiente.

2.3 Especificaciones de Fiabilidad y Medioambientales

El LED está diseñado para una alta fiabilidad. Tiene una clasificación de sensibilidad ESD de 8 kV (Modelo de Cuerpo Humano), un nivel robusto para el manejo y montaje. Está calificado según el estándar AEC-Q101 para semiconductores discretos, un requisito clave para componentes automotrices. El dispositivo cumple con las regulaciones RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH. También presenta robustez frente al azufre, lo que indica resistencia a atmósferas que contienen azufre que pueden causar corrosión de la plata en algunos encapsulados de LED.

3. Explicación del Sistema de Binning

El LED está disponible en bins clasificados para garantizar la consistencia de color y brillo dentro de una aplicación. Se definen dos parámetros principales de binning.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en múltiples grupos, cada uno con un código de dos caracteres (ej., L1, M2, DA, DB). Los bins cubren un rango muy amplio desde un mínimo de 11.2 mcd (L1) hasta un máximo de 22400 mcd (GA). Para el número de pieza específico A09K-UY1501H-AM, los posibles bins de salida están resaltados, cayendo dentro del rango de 3550 mcd a 7100 mcd. Esto corresponde a bins desde CA (2800-3550 mcd) hasta DB (5600-7100 mcd). Los diseñadores deben seleccionar el bin apropiado según sus requisitos de brillo.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

El color (longitud de onda dominante) también se clasifica en bins usando un código de cuatro dígitos (ej., 8285, 9194). Los bins abarcan desde 459 nm (violeta-azul) hasta 639 nm (rojo-naranja). Para este LED amarillo, los bins relevantes son aquellos que cubren el espectro amarillo, específicamente desde aproximadamente 582 nm hasta 597 nm. El rango especificado del número de pieza de 582-594 nm se alinea con bins como 8285 (582-585 nm), 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm) y 9194 (591-594 nm). Esto asegura una coincidencia de color precisa entre múltiples LEDs en un ensamblaje.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

El gráfico muestra la relación entre la corriente directa y la tensión directa. Es una curva exponencial no lineal típica de los diodos. En el punto de operación típico de 150mA, la tensión es aproximadamente 2.15V. Los diseñadores usan esta curva para seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas o ajustes de controladores de corriente constante para lograr el brillo deseado manteniéndose dentro de los límites de tensión y potencia.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero no de forma perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas. Ayuda a comprender la eficacia (salida de luz por unidad de potencia eléctrica) en diferentes niveles de accionamiento.

4.3 Características de Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos ilustran el impacto de la temperatura. Lacurva de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esta reducción por temperatura debe tenerse en cuenta en el diseño térmico. Lacurva de Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra un coeficiente de temperatura negativo; V_Fdisminuye a medida que aumenta la temperatura. Esto es importante para circuitos que usan regulación basada en tensión. Losgráficos de Longitud de Onda Dominante vs. Corriente DirectayLongitud de Onda Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestran cambios menores en el color (longitud de onda) con condiciones operativas cambiantes, lo cual es típico en los LEDs.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico crucial define la corriente directa continua 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 superar la temperatura máxima de unión. Por ejemplo, a una T_Sde 110°C, la I_Fmáxima es aproximadamente 91 mA. Esta curva es esencial para garantizar la fiabilidad a largo plazo en entornos de alta temperatura como la iluminación automotriz.

4.5 Capacidad de Manejo de Pulsos Permisible

Este gráfico define la corriente de pulso máxima permisible no repetitiva o repetitiva (I_F(A)) en función del ancho de pulso (t_p) para varios ciclos de trabajo (D). Permite a los diseñadores comprender la capacidad del LED para manejar pulsos cortos de alta corriente, que podrían usarse en aplicaciones de comunicación o señalización especial.

4.6 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral relativa muestra la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para este LED amarillo, el pico está alrededor de 589 nm, con un ancho de banda típicamente estrecho, resultando en un color amarillo saturado.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED está alojado en un encapsulado PLCC-6 (Portador de Chip con Pines Plásticos). Las dimensiones típicas son aproximadamente 3.2mm de longitud, 2.8mm de ancho y 1.9mm de altura. En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales detallados con tolerancias para un diseño preciso de la huella en la PCB.

5.2 Diseño Recomendado de Almohadillas de Soldadura

Se proporciona un patrón de tierra (huella) recomendado para el diseño de PCB. Esto incluye el tamaño y espaciado de las almohadillas de cobre para los seis pines y la almohadilla térmica central (si aplica). Seguir esta recomendación asegura una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y una transferencia térmica óptima desde el LED a la PCB.

5.3 Identificación de Polaridad

El encapsulado incluye un indicador de polaridad, típicamente una muesca o un punto cerca del pin 1. El diagrama de pines identifica las conexiones de ánodo y cátodo. Debe observarse la polaridad correcta durante el montaje para evitar daños.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de temperatura de soldadura por reflujo detallado. La temperatura máxima de soldadura no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 240°C debe ser limitado. Un perfil típico incluye etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento. Adherirse a este perfil es crítico para prevenir daños térmicos al encapsulado plástico y al chip interno y sus uniones por alambre.

6.2 Precauciones de Uso

Se describen precauciones generales de manejo y uso. Estas incluyen evitar estrés mecánico en los pines, prevenir descargas electrostáticas (ESD) durante el manejo (a pesar de su clasificación de 8kV), asegurar que las condiciones de operación no excedan los límites absolutos máximos e implementar un diseño térmico adecuado en la PCB. El dispositivo no está diseñado para operación con tensión inversa.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Los componentes deben almacenarse en un entorno seco y controlado dentro del rango de temperatura de almacenamiento especificado de -40°C a +110°C. Para almacenamiento prolongado, el nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) 2 indica que el encapsulado puede estar expuesto a condiciones de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta un año antes de requerir un horneado previo a la soldadura por reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Información de Empaquetado

Los LEDs se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. Las especificaciones de empaquetado incluyen dimensiones del carrete, ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos y orientación de los componentes en la cinta. Esta información es necesaria para configurar las máquinas pick-and-place.

7.2 Número de Pieza e Información de Pedido

El número de pieza A09K-UY1501H-AM sigue un sistema de codificación específico. Si bien la decodificación completa puede ser propietaria, típicamente transmite información sobre el tipo de encapsulado (PLCC-6), color (Amarillo - Y), bin de intensidad luminosa y bin de longitud de onda. La información de pedido especificaría la cantidad por carrete y otros detalles comerciales.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Aplicación Principal: Iluminación Exterior Automotriz

La aplicación principal y más crítica es la iluminación exterior automotriz, específicamente las luces de intermitencia. En este rol, el LED debe proporcionar alto brillo para visibilidad diurna, un amplio ángulo de visión para ser visto desde varios ángulos, extrema fiabilidad en un amplio rango de temperatura (-40°C a +110°C) y resistencia a la vibración y contaminantes ambientales como humedad y azufre.

8.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

Los diseñadores deben usar un controlador de corriente constante en lugar de una simple resistencia para un rendimiento y longevidad óptimos, especialmente en entornos de tensión automotriz (ej., sistema de 12V con transitorios de descarga de carga). El controlador debe diseñarse para compensar el coeficiente de temperatura negativo de V_Fy la disminución de la intensidad luminosa con el aumento de la temperatura. La gestión térmica en la PCB, usando un área de cobre adecuada o vías térmicas conectadas a la almohadilla térmica del LED, es esencial para mantener baja la temperatura de unión, mantener el brillo y garantizar la fiabilidad.

8.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es una distribución Lambertiana o casi Lambertiana. Pueden ser necesarias ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma al patrón del haz para aplicaciones específicas como las luces de intermitencia, que a menudo tienen requisitos regulatorios para la distribución de intensidad angular.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs amarillos comerciales estándar, este dispositivo ofrece diferenciadores clave para uso automotriz:La Calificación AEC-Q101es la principal, asegurando una fiabilidad probada bajo las pruebas de estrés automotrices.Una Luminancia Típica Más Alta (5500 mcd)proporciona un mayor brillo en un encapsulado compacto.La Robustez frente al Azufreaborda un modo de fallo específico en entornos automotrices. La combinación deun amplio ángulo de visión (120°) y alta intensidadestá optimizada para aplicaciones de señalización donde se necesita una amplia visibilidad. Laestructura de binning detalladapermite una coincidencia precisa de color y brillo en matrices de múltiples LEDs.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la corriente de accionamiento recomendada para este LED?

R: La corriente de operación típica es de 150mA, proporcionando 5500 mcd. Puede operarse desde 20mA hasta 200mA, pero los parámetros de rendimiento se especifican a 150mA.

P: ¿Cómo interpreto el código de binning de intensidad luminosa (ej., DA)?

R: El código de bin corresponde a un rango específico de intensidad luminosa. Por ejemplo, el bin DA cubre de 4500 a 5600 mcd. Debes consultar la tabla de binning para seleccionar el rango de intensidad adecuado para tu diseño.

P: ¿Por qué es tan importante la gestión térmica?

R: El rendimiento del LED se degrada con el calor. Una temperatura de unión excesiva reduce la salida de luz, cambia el color y acorta drásticamente la vida útil. Se debe seguir la curva de reducción (sección 4.4) para garantizar una operación fiable.

P: ¿Se puede usar este LED en aplicaciones no automotrices?

R: Sí, su alta fiabilidad lo hace adecuado para otras aplicaciones exigentes como indicadores industriales, señalización exterior y equipos de seguridad donde se requiere robustez ambiental, aunque puede estar optimizado en coste para volúmenes automotrices.

P: ¿Qué significa MSL 2 para el montaje?

R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 significa que el dispositivo encapsulado puede estar expuesto a condiciones ambientales de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta un año antes de requerir horneado para eliminar la humedad absorbida que podría causar agrietamiento durante la soldadura por reflujo.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando una Luz de Intermitencia Trasera Automotriz de Alta Fiabilidad.Un ingeniero de diseño está creando un nuevo grupo de luces de intermitencia traseras basado en LED para un vehículo de pasajeros. El grupo utiliza 12 LEDs amarillos dispuestos en un patrón específico. Usando este LED PLCC-6, el ingeniero primero selecciona el bin de intensidad luminosa apropiado (ej., DB para el mayor brillo) y el bin de longitud de onda dominante (ej., 8891 para un tono amarillo consistente) del proveedor para garantizar uniformidad en los 12 LEDs. Se selecciona un CI controlador de corriente constante, clasificado para uso automotriz, para proporcionar una corriente estable de 150mA a cada cadena de LEDs. La PCB se diseña con una capa de cobre de 2 onzas y una matriz de vías térmicas directamente bajo la huella del LED para disipar el calor eficientemente, manteniendo la temperatura de la almohadilla de soldadura por debajo de 80°C durante la operación. Esto asegura que la temperatura real de unión se mantenga muy por debajo del máximo de 125°C, preservando el mantenimiento del flujo luminoso durante la vida útil del vehículo. Se ejecutan simulaciones ópticas usando el patrón de radiación de 120 grados del LED para diseñar ópticas secundarias que cumplan con los requisitos fotométricos regulatorios para la intensidad y distribución angular de las luces de intermitencia.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED es una fuente de luz semiconductor. Se basa en un chip semiconductor (die) hecho de materiales como Fosfuro de Arseniuro de Galio (GaAsP) o similar, diseñado para emitir luz en la longitud de onda amarilla cuando la corriente eléctrica pasa a través de él. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). Este proceso se llama electroluminiscencia. La composición específica del material y la estructura de las capas semiconductoras determinan la longitud de onda dominante de la luz emitida. El die se monta dentro de un encapsulado PLCC-6 reflectante, que también aloja las uniones por alambre de conexión, y está encapsulado por una lente de silicona teñida de amarillo o transparente que protege el die y da forma a la salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la iluminación LED automotriz es haciauna mayor eficacia(más lúmenes por vatio), permitiendo señales más brillantes con menor consumo de energía y carga térmica.La Miniaturizacióncontinúa, permitiendo diseños de iluminación más compactos y estilizados.Una mejor consistencia de color y un binning más estrictoson críticos a medida que las matrices de LED se vuelven más comunes. También hay un movimiento haciamódulos LED inteligentes integradosque incluyen el controlador, diagnósticos e interfaces de comunicación dentro del mismo encapsulado. Además, la ciencia de materiales avanza para proporcionar una resistencia aún mayor a factores ambientales adversos como ciclos térmicos extremos, alta humedad y gases corrosivos, ampliando los límites de fiabilidad y vida útil en aplicaciones automotrices.