Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-2 - Paquete 0201 - 2.10V Típico - 1120mcd @20mA - Grado Automotriz

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED amarillo de montaje superficial de alto rendimiento en encapsulado PLCC-2. El dispositivo está diseñado principalmente para entornos exigentes de iluminación automotriz, ofreciendo un funcionamiento fiable, una salida de color consistente y una construcción robusta para soportar condiciones adversas.

1.1 Características Principales y Mercado Objetivo

La aplicación principal del LED es en el sector automotriz, dirigido tanto a sistemas de iluminación interior como exterior. Las características clave incluyen una intensidad luminosa típica de 1120 milicandelas (mcd) con una corriente directa de 20mA, un amplio ángulo de visión de 120 grados para una excelente visibilidad y la calificación según el estándar AEC-Q102 para componentes de grado automotriz. También cuenta con robustez al azufre (Clase A1), cumplimiento de las directivas REACH y RoHS de la UE, y está libre de halógenos. Estos atributos lo hacen adecuado para aplicaciones como retroiluminación de cuadros de instrumentos (clústeres), iluminación ambiental interior y varias luces de señalización exterior donde la fiabilidad y la longevidad son críticas.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Las características eléctricas y ópticas definen los límites operativos y el rendimiento típico del LED.

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave se especifican a una temperatura de unión de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20mA. La tensión directa típica (V_F) es de 2.10V, con un mínimo de 1.75V y un máximo de 2.75V. La longitud de onda dominante (λ_d) se sitúa dentro del espectro amarillo, en un rango de 585nm a 594nm. La intensidad luminosa (I_V) tiene un valor típico de 1120 mcd, con un mínimo de 710 mcd y un máximo de 1800 mcd. Es importante tener en cuenta las tolerancias de medición: ±8% para el flujo luminoso, ±0.05V para la tensión directa y ±1nm para la longitud de onda dominante.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Para garantizar la fiabilidad del dispositivo, estos límites no deben superarse bajo ninguna condición. La corriente directa máxima absoluta es de 50mA, con una capacidad de corriente de pico de 100mA para pulsos ≤10μs. La disipación de potencia máxima es de 137mW. El dispositivo puede operar dentro de un rango de temperatura ambiente de -40°C a +110°C, con una temperatura máxima de unión (T_J) de 125°C. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura se especifica tanto eléctricamente (R_{th JS el}: 100-120 K/W) como en condiciones reales (R_{th JS real}: 120-160 K/W), lo cual es crucial para el diseño térmico en la aplicación. La sensibilidad ESD está clasificada en 2kV (HBM).

3. Explicación del Sistema de Binning

El LED se clasifica en bins para parámetros clave para garantizar consistencia en la producción en masa y flexibilidad de diseño.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se agrupa en cuatro bins: V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), AA (1120-1400 mcd) y AB (1400-1800 mcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar el nivel de brillo apropiado para las necesidades específicas de su aplicación.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante y Tensión Directa

La longitud de onda dominante se clasifica en tres grupos: 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm) y 9194 (591-594 nm), permitiendo una selección precisa del color. La tensión directa se clasifica en cuatro rangos: 1720 (1.75-2.00V), 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V) y 2527 (2.50-2.75V), lo cual es importante para el diseño del circuito de excitación y la gestión de potencia.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

4.1 Curva I-V y Distribución Espectral

La curva de corriente directa frente a tensión directa (I-V) muestra la relación exponencial típica de los diodos. El gráfico de distribución espectral relativa confirma el pico de emisión en la región amarilla. El diagrama de patrón de radiación ilustra el ángulo de visión de 120 grados, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo.

4.2 Dependencia de la Temperatura y Derating

Varios gráficos detallan los cambios de rendimiento con la temperatura. La intensidad luminosa relativa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. La longitud de onda dominante exhibe un desplazamiento tanto con el aumento de la corriente directa como con la temperatura de unión. La curva de derating de corriente directa es crítica: muestra que la corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura de la almohadilla de soldadura. Por ejemplo, a una temperatura de almohadilla de 110°C, la corriente continua máxima está limitada a 34mA. Un gráfico separado define la capacidad de manejo de pulsos permitida para diferentes ciclos de trabajo.

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Dimensiones Mecánicas y Polaridad

El componente utiliza un encapsulado estándar de montaje superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), a menudo referido por su tamaño de huella como 0201. El dibujo mecánico detallado especifica la longitud, anchura, altura y posiciones de los terminales exactas. El número de parte incluye una \"R\" que indica polaridad inversa, lo cual debe verificarse contra el diseño recomendado de la almohadilla de soldadura durante el diseño del PCB para asegurar la orientación correcta.

5.2 Pautas de Soldadura y Reflow

Se proporciona un diseño recomendado de almohadilla de soldadura para asegurar la formación adecuada de la junta de soldadura y el alivio térmico. El perfil de soldadura por reflow debe seguirse con precisión. La temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante una duración no superior a 30 segundos. El cumplimiento de este perfil es esencial para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED y al chip interno.

5.3 Empaquetado y Precauciones de Manipulación

El dispositivo tiene un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) de 2. Las precauciones incluyen almacenar en un entorno seco y realizar un secado (baking) si el empaquetado se abre y se expone a la humedad ambiental más allá de su vida útil antes de la soldadura. Las precauciones generales advierten contra la aplicación de tensión inversa, exceder los límites absolutos máximos y someter el dispositivo a estrés mecánico.

6. Información de Pedido y Número de Parte

El número de parte sigue una estructura específica:67-21R-UY0201H-AM.

• 67-21: Familia de producto.
• R: Polaridad inversa.
• UY: Color (Amarillo).
• 020: Corriente de prueba (20mA).
• 1: Tipo de marco de terminales.
• H: Nivel de brillo (Alto).
• AM: Designa aplicación automotriz.

La información de pedido normalmente implicaría especificar los bins requeridos para intensidad luminosa, longitud de onda y tensión directa.

7. Consideraciones de Diseño de Aplicación y Preguntas Frecuentes

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para:

• Iluminación Interior Automotriz: Cuadros de instrumentos del salpicadero, retroiluminación de interruptores, tiras de iluminación ambiental.
• Iluminación Exterior Automotriz: Luces de posición laterales, luz de freno alta central (CHMSL), indicadores de giro (dependiendo de la normativa local y la intensidad requerida).

Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde la luz necesita ser visible desde un amplio rango de ángulos.

7.2 Preguntas Frecuentes de Diseño y Uso

P: ¿Cuál es la corriente de excitación recomendada?

R: La corriente operativa típica es de 20mA, proporcionando un buen equilibrio entre brillo y longevidad. El máximo absoluto es de 50mA continuos, pero la operación cerca de este límite requiere una cuidadosa gestión térmica como se muestra en la curva de derating.

P: ¿Cómo aseguro la consistencia del color en mi diseño?

R: Especifique el bin de longitud de onda dominante requerido (8588, 8891 o 9194) al realizar el pedido. Usar LEDs del mismo bin de producción minimiza la variación de color.

P: ¿Es necesaria una resistencia limitadora de corriente?

R: Sí. Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. Una resistencia limitadora de corriente externa o un circuito excitador de corriente constante es obligatorio para prevenir la fuga térmica y la destrucción del LED, especialmente dada la variación en la tensión directa (1.75V a 2.75V).

P: ¿Puede usarse en aplicaciones no automotrices?

R: Aunque calificado para uso automotriz, su alta fiabilidad lo hace adecuado para otras aplicaciones industriales exigentes, de consumo o de señalización donde se necesita robustez ambiental.

7.3 Caso Práctico de Diseño

Considere diseñar una luz indicadora para el salpicadero. Los pasos de diseño involucrarían: 1) Determinar la intensidad luminosa requerida basada en los requisitos de visibilidad diurna (seleccionando un bin apropiado, p.ej., AA o AB). 2) Diseñar el circuito excitador: Calcular el valor de la resistencia en serie para una alimentación automotriz de 12V, considerando el bin de tensión directa del LED (p.ej., 2022 para ~2.1V) para lograr 20mA. La fórmula es R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. 3) Análisis térmico: Verificar que el diseño del PCB y la posible temperatura ambiente cerca del salpicadero no causen que la temperatura de la almohadilla de soldadura exceda el punto donde se requiere derating (consultando la curva de derating). 4) Implementar protección contra polaridad inversa en el PCB, ya que el LED no está diseñado para operar con tensión inversa.

8. Principios Técnicos y Contexto de la Industria

8.1 Principio de Funcionamiento

Este LED es una fuente de luz semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su umbral, los electrones se recombinan con huecos dentro del chip semiconductor, liberando energía en forma de fotones. Los materiales específicos utilizados en la región activa del chip determinan la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, amarilla. El encapsulado PLCC-2 incorpora una copa reflectora y una lente de epoxi moldeada para dar forma a la salida de luz y lograr el ángulo de visión especificado de 120 grados.

8.2 Comparación y Tendencias

En comparación con los LEDs antiguos de orificio pasante, este dispositivo SMD PLCC-2 ofrece una huella más pequeña, mejor idoneidad para el montaje automatizado y un rendimiento térmico mejorado debido a su diseño que permite que el calor se disipe a través de las almohadillas de soldadura. La tendencia en la iluminación automotriz es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), tamaños de encapsulado más pequeños que permiten diseños más elegantes y una mayor integración de la electrónica de control (p.ej., excitadores LED) directamente con la fuente de luz. Componentes como este, con calificación AEC-Q102 y alta luminosidad en un encapsulado compacto, se alinean con estas demandas de la industria para sistemas de iluminación vehicular avanzados y fiables.