Hoja de Datos del LED Ámbar PLCC-6 A09K-PA1501H-AM - Ámbar por Conversión de Fósforo - 3.15V Típ. - 150mA - 7100mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El A09K-PA1501H-AM es un componente LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para exigentes aplicaciones de iluminación automotriz. Utiliza una tecnología de Ámbar por Conversión de Fósforo (PCA, por sus siglas en inglés) para producir una salida de color ámbar distintiva. El dispositivo está alojado en un encapsulado compacto PLCC-6 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), una huella estándar para LEDs SMD, que ofrece una buena gestión térmica y facilidad de montaje en líneas de producción automatizadas. Su enfoque de diseño principal es la fiabilidad y el rendimiento bajo las duras condiciones ambientales típicas del uso automotriz.

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa típica de 7100 milicandelas (mcd) con una corriente de accionamiento estándar de 150mA, lo que garantiza una excelente visibilidad. Presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados, proporcionando una distribución de luz amplia y uniforme. Además, está calificado según el estricto estándar AEC-Q101 para componentes semiconductores discretos, asegurando que cumple con los requisitos de calidad y fiabilidad de la industria automotriz en cuanto a temperatura, humedad y vida operativa.

El mercado objetivo es exclusivamente la iluminación exterior automotriz, con una aplicación específica en las luces de intermitencia. El cumplimiento de las directivas RoHS y REACH confirma su respeto al medio ambiente, mientras que su robustez especificada frente al azufre es una característica crítica para la longevidad en entornos donde pueden estar presentes gases corrosivos.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y de Color

El parámetro fotométrico clave es la Intensidad Luminosa (I_V), especificada con un mínimo de 5600 mcd, un valor típico de 7100 mcd y un máximo de 11200 mcd cuando se acciona a 150mA. El valor típico es el rendimiento esperado en condiciones estándar. El amplio rango entre mínimo y máximo resalta la variación natural en la fabricación de semiconductores, que se gestiona mediante el sistema de clasificación (binning) descrito más adelante. La tolerancia de medición para el flujo luminoso es de ±8%.

El color se define por sus Coordenadas de Cromaticidad en el diagrama CIE 1931: CIE x = 0.57 y CIE y = 0.42. Esto sitúa la salida firmemente en la región ámbar. La tolerancia para estas coordenadas es muy ajustada, de ±0.005, asegurando una apariencia de color consistente de un dispositivo a otro, lo cual es crucial para la iluminación automotriz donde a menudo se requiere igualar el color entre múltiples LEDs.

2.2 Características Eléctricas

La Tensión Directa (V_F) es un parámetro crítico para el diseño del circuito. A 150mA, la V_Ftípica es de 3.15V, con un rango desde 2.50V (Mín.) hasta 3.75V (Máx.). Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de accionamiento pueda acomodar este rango, especialmente el valor máximo, para proporcionar un margen de tensión suficiente. La corriente directa (I_F) tiene una especificación absoluta máxima de 200mA, pero la corriente de operación continua recomendada es de 150mA.

El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa. Su sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD) está clasificada en 8kV (Modelo de Cuerpo Humano), un nivel robusto que reduce el riesgo de daño durante el manejo y el montaje.

2.3 Especificaciones Térmicas y Absolutas Máximas

La gestión térmica es vital para el rendimiento y la vida útil del LED. La Resistencia Térmica desde la unión (junction) hasta el punto de soldadura se especifica de dos formas: la resistencia térmica real (R_{thJS real}) es ≤ 60 K/W, y el método eléctrico (R_{thJS el}) es ≤ 45 K/W. Este parámetro indica la eficacia con la que se conduce el calor desde el chip LED; un valor más bajo es mejor. La temperatura máxima permitida en la unión (T_J) es de 125°C.

Las Especificaciones Absolutas Máximas definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente. Las especificaciones clave incluyen: Disipación de Potencia (P_d) de 750 mW, Temperatura de Operación (T_opr) desde -40°C hasta +110°C, y una capacidad de Corriente de Pico (I_FM) de 750mA para pulsos ≤ 10µs. La especificación de temperatura de soldadura permite la soldadura por reflujo a 260°C durante un máximo de 30 segundos, lo que es compatible con los perfiles estándar de soldadura sin plomo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones inherentes a la fabricación, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esta hoja de datos describe tres categorías clave de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica mediante un sistema de códigos alfanuméricos (por ejemplo, L1, L2, M1... hasta GA). Cada lote cubre un rango específico de intensidad luminosa mínima y máxima en milicandelas (mcd). Para el A09K-PA1501H-AM, los lotes de salida posibles destacados son DB (5600-7100 mcd), EA (7100-9000 mcd) y EB (9000-11200 mcd). Esto permite a los clientes seleccionar componentes que cumplan con sus requisitos específicos de brillo.

3.2 Clasificación por Color (Cromaticidad)

El color ámbar se clasifica según sus coordenadas CIE x e y. La hoja de datos proporciona un diagrama de la estructura de lotes y una tabla con los límites de coordenadas específicos para los lotes etiquetados YA e YB. Por ejemplo, el Lote YA tiene una coordenada objetivo de (0.5680, 0.4315) con límites definidos. Esto asegura un control estricto del color dentro del espectro ámbar.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa también se clasifica, aunque los códigos y rangos específicos de los lotes no se detallan completamente en el extracto proporcionado. Típicamente, los lotes de tensión (por ejemplo, V1, V2, V3) agrupan LEDs con características de V_Fsimilares, lo que ayuda a diseñar circuitos de accionamiento más consistentes, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en serie.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos que ilustran cómo cambia el rendimiento del LED con las condiciones de operación.

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

Elgráfico de Distribución Espectral Relativamuestra la salida de luz en función de la longitud de onda. Para un LED ámbar por conversión de fósforo, esta curva típicamente tiene un pico ancho en la región amarillo-ámbar, generado por el fósforo excitado por un chip LED azul o cercano al UV. ElDiagrama Característico Típico de Radiaciónrepresenta la distribución espacial de la intensidad, confirmando el ángulo de visión de 120 grados donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo.

4.2 Dependencias con la Corriente

Lacurva de Corriente Directa vs. Tensión Directamuestra la relación no lineal entre I_Fy V_F. A medida que aumenta la corriente, aumenta la tensión, pero la tasa de aumento se ralentiza. Elgráfico de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta con la corriente pero puede no ser perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas debido a efectos de calentamiento. Elgráfico de Desplazamiento de Coordenadas de Cromaticidad vs. Corriente Directaindica cómo el punto de color (CIE x, y) cambia ligeramente con la corriente de accionamiento, lo cual es importante para la estabilidad del color en operación con atenuación o pulsada.

4.3 Dependencias con la Temperatura

Lacurva de Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Uniónmuestra que V_Fdisminuye linealmente a medida que aumenta la temperatura (un coeficiente de temperatura negativo), característica de las uniones semiconductoras. Esta propiedad a veces puede usarse para la detección de temperatura. Elgráfico de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Uniónes crítico; muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Por lo tanto, un disipador de calor efectivo es esencial para mantener el brillo. Elgráfico de Desplazamiento de Coordenadas de Cromaticidad vs. Temperatura de Uniónmuestra el cambio menor en el color con la temperatura.

4.4 Desclasificación y Operación por Pulsos

LaCurva de Desclasificación de Corriente Directadicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura. A medida que aumenta la temperatura de la almohadilla, la corriente segura máxima disminuye. Por ejemplo, a 110°C de temperatura de almohadilla, la corriente máxima es de solo 67mA. Elgráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisibledefine la corriente de pulso máxima (I_F(A)) que se puede aplicar para un ancho de pulso (t_p) y un ciclo de trabajo (D) dados, lo cual es útil para aplicaciones de atenuación por PWM.

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED viene en un encapsulado PLCC-6 estándar. El dibujo mecánico (implícito por el título de la sección 'Dimensiones Mecánicas') proporcionaría la longitud, anchura, altura, espaciado de pistas y tolerancias precisas. Esta información es esencial para el diseño de la huella en la PCB y para asegurar un ajuste adecuado en el montaje.

5.2 Almohadilla de Soldadura Recomendada y Polaridad

La sección 'Almohadilla de Soldadura Recomendada' proporciona el patrón de pistas (geometría de la almohadilla) óptimo en la PCB para asegurar una soldadura fiable, una buena conducción térmica y una alineación correcta. El encapsulado PLCC-6 tiene una muesca de polaridad incorporada (normalmente una esquina achaflanada o un punto) para indicar el cátodo, evitando una instalación incorrecta.

5.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de soldadura por reflujo recomendado, especificando la relación tiempo-temperatura que debe seguir el ensamblado de la PCB. Esto típicamente incluye las etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo (temperatura máxima de 260°C durante 30s según la especificación) y enfriamiento. Adherirse a este perfil es crucial para evitar daños térmicos al LED o uniones de soldadura deficientes.

5.4 Información de Empaquetado

Esto detalla cómo se suministran los LEDs (por ejemplo, en cinta y carrete), incluyendo las dimensiones del carrete, el espaciado de los bolsillos y la orientación. Esta información es necesaria para configurar las máquinas automáticas de pick-and-place.

6. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Aplicación Típica: Intermitente Automotriz

Este LED está explícitamente diseñado para iluminación exterior automotriz, particularmente para intermitentes. En esta aplicación, la alta intensidad luminosa y el amplio ángulo de visión aseguran que la señal sea visible desde un amplio rango de ángulos para otros conductores. El color ámbar es un requisito reglamentario para los intermitentes en la mayoría de las regiones. La calificación AEC-Q101 y la robustez frente al azufre abordan directamente las necesidades de fiabilidad para los módulos de iluminación montados en el vano motor o en el exterior, que experimentan temperaturas extremas, vibración, humedad y exposición a productos químicos de la carretera.

6.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

• Accionamiento por Corriente:Utilice un accionador de corriente constante, no una fuente de tensión constante, para asegurar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica (thermal runaway). El accionador debe configurarse para la corriente de operación deseada (por ejemplo, 150mA) y debe poder acomodar la V_Fmáxima de 3.75V más un cierto margen.
• Gestión Térmica:La PCB debe actuar como disipador de calor. Utilice una placa con suficiente área de cobre (almohadilla térmica) conectada a la vía térmica del LED, como se define en el diseño de almohadilla de soldadura recomendado. Para aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente, pueden ser necesarias vías térmicas adicionales o un disipador externo para mantener la temperatura de la unión por debajo de 125°C y conservar la salida de luz.
• Protección contra ESD:Aunque está clasificado a 8kV HBM, aún deben seguirse las precauciones estándar contra ESD durante el manejo y el montaje.
• Óptica:Para la aplicación de intermitente, se utilizará una lente o reflector para dar forma al haz según los patrones fotométricos reglamentarios (por ejemplo, estándares SAE/ECE). El amplio ángulo de visión de 120 grados del LED es beneficioso para lograr estos patrones.

6.3 Precauciones de Uso

La sección 'Precauciones de Uso' (no detallada completamente en el extracto) típicamente incluye advertencias sobre: evitar estrés mecánico en la lente, no tocar la lente con las manos desnudas para prevenir contaminación, almacenar en condiciones apropiadas (temperatura y humedad controladas) y asegurar la limpieza de las almohadillas de soldadura para evitar defectos en la soldadura.

7. Información de Pedido

El número de parte A09K-PA1501H-AM sigue un sistema de codificación específico. Aunque no se proporciona el desglose exacto, típicamente codifica el tipo de encapsulado (PLCC-6), el color (PA para Ámbar por Conversión de Fósforo), el(los) lote(s) de rendimiento para intensidad, color y tensión (implícito en 1501H), y posiblemente características especiales o revisiones. La sección 'Información de Pedido' aclararía esto y listaría las variantes disponibles.

8. Comparación Técnica y Diferenciación

En comparación con un LED ámbar estándar no automotriz, los diferenciadores clave del A09K-PA1501H-AM son:

• Calificación AEC-Q101:Esto implica una serie de pruebas de estrés (vida operativa a alta temperatura, ciclado térmico, resistencia a la humedad, etc.) que los LEDs genéricos no realizan, garantizando la fiabilidad para uso automotriz.
• Robustez frente al Azufre:Materiales y construcción especializados para resistir la corrosión por gases que contienen azufre presentes en algunos entornos automotrices (por ejemplo, del caucho o ciertas juntas).
• Control Estricto de Parámetros y Clasificación:Tolerancias más ajustadas y una clasificación integral aseguran un rendimiento consistente necesario para los sistemas de iluminación automotriz, donde múltiples LEDs deben coincidir en brillo y color.
• Rango Extendido de Temperatura:Clasificado para operar desde -40°C hasta +110°C, superando con creces el rango de temperatura comercial (típicamente de 0°C a +70°C).

9. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Puedo accionar este LED continuamente a 200mA?

R: No. La Especificación Absoluta Máxima para la corriente directa es 200mA, pero este es un límite de estrés, no una condición de operación recomendada. La corriente de operación continua recomendada es de 150mA (Típ.) según la tabla de Características. La operación continua a 200mA excedería la especificación de disipación de potencia y probablemente causaría una degradación rápida o fallo.

P: El lote de intensidad luminosa es DB (5600-7100 mcd). ¿Qué intensidad obtendré realmente?

R: Recibirá LEDs cuya intensidad luminosa probada caiga dentro del rango del lote DB. El valor específico para cada LED estará entre 5600 y 7100 mcd cuando se mida bajo la condición de prueba estándar (I_F=150mA, T_s=25°C). Para el diseño, debe usar el valor mínimo (5600 mcd) para garantizar el rendimiento del sistema.

P: ¿Cómo determino el disipador de calor requerido?

R: Use la resistencia térmica (R_thJS≤ 60 K/W) y la disipación de potencia. A 150mA y una V_Ftípica de 3.15V, la potencia P = 0.4725W. El aumento de temperatura desde la unión hasta la almohadilla de soldadura es ΔT = P * R_thJS= 0.4725W * 60 K/W = ~28.4K. Si su temperatura ambiente máxima es de 85°C y desea T_J <110°C, entonces la temperatura de la almohadilla de soldadura debe mantenerse por debajo de (110 - 28.4) = 81.6°C. El diseño térmico de la PCB debe asegurar que la almohadilla se mantenga por debajo de esta temperatura.

P: ¿Puedo usar PWM para atenuar?

R: Sí, la modulación por ancho de pulsos es un método común y efectivo para atenuar LEDs. Consulte el gráfico 'Capacidad de Manejo de Pulsos Permisible' para asegurarse de que la corriente de pico, el ancho de pulso y el ciclo de trabajo elegidos estén dentro del área de operación segura. Típicamente, para PWM, la corriente de pico se mantiene en o por debajo de la clasificación en DC, y la corriente promedio en el tiempo determina el brillo percibido.

10. Principio de Operación y Tecnología

El A09K-PA1501H-AM es unLED Ámbar por Conversión de Fósforo (PCA). Su principio de operación implica dos etapas de conversión de luz. El núcleo es un chip semiconductor (típicamente basado en InGaN) que emite luz en el espectro azul o cercano al ultravioleta cuando se polariza directamente (electroluminiscencia). Esta luz primaria no es ámbar. Se aplica un recubrimiento de fósforo cuidadosamente formulado directamente sobre este chip. Cuando los fotones azules/UV de alta energía del chip golpean las partículas de fósforo, son absorbidos. Luego, el fósforo re-emite luz a una longitud de onda más larga y de menor energía a través de un proceso llamado fotoluminiscencia. La composición específica del fósforo está diseñada para producir un espectro amplio de luz centrado en la región ámbar. La combinación de cualquier luz azul no convertida y la emisión ámbar del fósforo da como resultado el color ámbar final percibido, definido por las coordenadas CIE (0.57, 0.42). Esta tecnología permite crear colores saturados como el ámbar que son difíciles de producir directamente a partir de un material semiconductor.