Hoja de Datos de la Serie Power Top LED 67-31A - Paquete P-LCC-3 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V Típ. - 50mA - Naranja Suave/Rojo/Amarillo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 67-31A representa una familia de LEDs Power Top de alto rendimiento y montaje superficial, diseñados para aplicaciones de indicación y retroiluminación. Estos dispositivos están encapsulados en un paquete compacto P-LCC-3 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), caracterizado por su cuerpo blanco y ventana transparente incolora. El objetivo principal de diseño es proporcionar una fuente de luz fiable y eficiente, adecuada para procesos de montaje automatizado y entornos finales exigentes.

Las ventajas principales de esta serie incluyen una salida de intensidad luminosa alta, una excelente capacidad de manejo de corriente y un ángulo de visión muy amplio, facilitado por un reflector interno integrado. Este reflector es clave para optimizar el acoplamiento de luz, lo que hace que estos LEDs sean especialmente ideales para su uso con guías de luz, donde una transmisión de luz direccional eficiente es crítica. El bajo requisito de tensión directa mejora aún más su idoneidad para equipos portátiles alimentados por batería o sensibles al consumo energético.

Los mercados objetivo son amplios, abarcando electrónica de consumo, automatización de oficinas, controles industriales e interiores automotrices. Las aplicaciones típicas van desde indicadores de estado e iluminación trasera de interruptores en equipos de audio/vídeo, hasta retroiluminación para paneles LCD, símbolos e iluminación general donde se desea una luz naranja suave, roja o amarilla.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites. Los parámetros clave incluyen una tensión inversa máxima (V_R) de 5V, una corriente directa continua (I_F) de 50mA y una corriente directa de pico (I_FP) de 100mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima (P_d) es de 120mW. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación (T_opr) de -40°C a +85°C y puede soportar temperaturas de soldadura según perfiles de reflujo estándar de la industria (260°C durante 10 segundos).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura de unión (T_j) de 25°C y una corriente directa de 50mA, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 1120 mcd hasta un máximo de 2850 mcd, con una tolerancia típica de ±11%. Este alto brillo es una característica clave.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Muy amplio, de 120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad pico, indicando un patrón de luz amplio y difuso.
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 2.35V, con un rango de 1.95V a 2.75V a 50mA. El bajo V_Fcontribuye a una mayor eficiencia.
• Longitud de Onda:La longitud de onda dominante (λ_d) abarca desde 605.5 nm hasta 625.5 nm, situando el color emitido en la región del naranja suave al rojo-anaranjado. La longitud de onda pico (λ_p) es típicamente de 621 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 18 nm (típico), lo que indica una emisión espectral relativamente estrecha centrada alrededor de la longitud de onda pico.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento (bins). La serie 67-31A utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (CAT)

Los LEDs se agrupan en cuatro bins (W1, W2, X1, X2) según su intensidad luminosa medida a 50mA. Por ejemplo, el bin W1 cubre 1120-1420 mcd, mientras que el bin X2 cubre 2250-2850 mcd. Esto permite a los diseñadores seleccionar un grado de brillo adecuado para su aplicación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (HUE)

La consistencia del color se controla mediante bins de longitud de onda dominante agrupados bajo 'A'. Los bins E1 a E5 cubren el rango de 605.5 nm a 625.5 nm en pasos de ~4 nm. Esto asegura que el color emitido (naranja suave) sea uniforme dentro de una tolerancia ajustada (±1nm).

3.3 Clasificación por Tensión Directa (REF)

La tensión directa se clasifica en el Grupo 'B9'. Los bins 1 a 4 categorizan V_Fdesde 1.95-2.15V hasta 2.55-2.75V a 50mA. Hacer coincidir los bins de V_Fpuede ser importante para el equilibrio de corriente en circuitos con múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz aumenta con la corriente directa, pero la relación no es perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas. Es crucial para determinar la corriente de accionamiento necesaria para lograr un brillo específico.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La intensidad luminosa de los LEDs de AlGaInP típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y por tanto la de unión). Esta curva cuantifica esa degradación, mostrando cómo la salida cae significativamente al aumentar la temperatura de 25°C a 100°C. Una gestión térmica adecuada es esencial para mantener un brillo consistente.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa

Esta curva IV representa la relación exponencial entre corriente y tensión. La V_Ftípica de ~2.35V a 50mA es visible aquí. La curva es vital para diseñar el circuito limitador de corriente.

4.4 Patrón de Radiación

Un diagrama polar confirma visualmente el amplio ángulo de visión de 120 grados. La distribución de intensidad es aproximadamente lambertiana, lo que significa que aparece uniformemente brillante sobre un área amplia cuando se ve directamente, ideal para aplicaciones de indicación.

4.5 Distribución Espectral

El gráfico muestra un único pico de emisión estrecho centrado alrededor de 621 nm, característico del material AlGaInP, sin picos secundarios significativos, lo que garantiza la pureza del color.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete P-LCC-3 tiene dimensiones compactas de aproximadamente 2.0mm de longitud, 1.25mm de ancho y 1.1mm de altura (excluyendo las pistas). Se proporcionan dibujos detallados con tolerancias (±0.1mm típicamente) para el diseño de la huella en PCB. El paquete cuenta con dos pistas de ánodo y una pista de cátodo común para estabilidad mecánica y fiabilidad de la soldadura.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por una marca verde en el paquete o una muesca/chaflán en un lado. La orientación correcta es esencial durante el montaje para evitar daños por polarización inversa.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El dispositivo es totalmente compatible con procesos de soldadura por reflujo y por ola, lo que lo hace adecuado para fabricación automatizada de alto volumen.

• Soldadura por Reflujo:Se especifica una temperatura máxima de pico de 260°C durante 10 segundos. Son aplicables perfiles de reflujo estándar sin plomo (Pb-free).
• Soldadura Manual:Si es necesario, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por pista para evitar daños térmicos al paquete plástico.
• Condiciones de Almacenamiento:Los LEDs son sensibles a la humedad (MSL). Se envían en bolsas barrera de humedad con desecante. Una vez abiertas, deben usarse dentro de un plazo de tiempo especificado o secarse (baked) según las directrices estándar IPC/JEDEC antes del reflujo para prevenir el agrietamiento por "efecto palomita".

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora de 8mm, enrollada en carretes estándar de 180mm. Cada carrete contiene 2000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora y el carrete para garantizar la compatibilidad con equipos automáticos pick-and-place.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y verificación: Número de Parte (PN), Número de Parte del Cliente (CPN), cantidad (QTY), número de lote (LOT NO) y los tres códigos de bin clave para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Tensión Directa (REF).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Sistemas con Guías de Luz:El amplio ángulo de visión y el reflector integrado hacen que este LED sea óptimo para acoplar luz en guías de luz de acrílico o policarbonato, comúnmente utilizadas para iluminar botones, símbolos o indicadores de panel desde una fuente remota.
• Retroiluminación de LCD:Adecuado para iluminación lateral de pantallas LCD pequeñas o para proporcionar retroiluminación localizada para iconos.
• Indicadores de Estado Generales:Indicadores de encendido, conectividad o estado operativo en electrónica de consumo, industrial y automotriz.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie o un driver de corriente constante para establecer la corriente directa. No conecte directamente a una fuente de tensión. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque el paquete tiene baja resistencia térmica, asegure un área de cobre en el PCB (pads térmicos) adecuada si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima para gestionar la temperatura de unión y mantener la salida de luz y la longevidad.
• Protección contra ESD:Aunque está clasificado para 2000V (HBM), se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 67-31A se diferencia por su combinación específica de atributos. En comparación con los LEDs chip estándar 0603 o 0805, ofrece una intensidad luminosa significativamente mayor. Frente a otros LEDs de alta potencia, mantiene un requisito de tensión directa y corriente muy bajo. El diferenciador clave es elreflector interno integrado dentro del paquete P-LCC-3, diseñado para maximizar la extracción de luz y dirigirla hacia arriba con un patrón amplio y uniforme. Esta característica óptica integrada reduce la necesidad de ópticas secundarias en aplicaciones con guías de luz, simplificando el diseño y potencialmente reduciendo el coste del sistema.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

La longitud de onda pico (λ_p) es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para la definición del color y la clasificación, la longitud de onda dominante es más relevante para la visión humana.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

Sí, pero es obligatorio usar una resistencia limitadora de corriente. Con una V_Ftípica de 2.35V a 50mA, la caída de tensión en la resistencia sería 3.3V - 2.35V = 0.95V. Usando la Ley de Ohm, R = 0.95V / 0.05A = 19Ω. Una resistencia estándar de 20Ω establecería la corriente cerca de 50mA.

10.3 ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

Como se muestra en las curvas de rendimiento, la intensidad luminosa disminuye al aumentar la temperatura de unión. La tensión directa también disminuye ligeramente con la temperatura. Para un brillo consistente, evite operar a altas temperaturas ambiente o a la corriente máxima sin consideraciones de diseño térmico.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de Retroiluminación para Múltiples Botones en un Panel de Dispositivo Médico

Un diseñador necesita retroiluminar seis botones de tacto suave en un instrumento médico portátil. El espacio es limitado y el consumo de energía es crítico ya que el dispositivo funciona con batería. Los botones están hechos de silicona translúcida y utilizan guías de luz individuales para canalizar la luz desde LEDs montados remotamente en el PCB principal.



Solución:Se seleccionan los LEDs de la serie 67-31A. Su alta intensidad asegura que suficiente luz llegue a la superficie del botón a través de la guía de luz. El amplio ángulo de visión de 120 grados acopla eficientemente la luz en el punto de entrada de la guía. El bajo V_Fy la corriente de operación de 50mA (que puede reducirse a 20mA para menor brillo, ahorrando energía) son ideales para el sistema alimentado por batería. Los LEDs se colocan en el PCB bajo los soportes de las guías de luz. Se calcula una única resistencia limitadora para una cadena en serie de dos LEDs (si V_fuentees 5V) o resistencias individuales para conexión en paralelo, accionadas por un pin GPIO del microcontrolador para control de encendido/apagado/atenuación. El paquete P-LCC-3 es compatible con la línea de montaje automatizada utilizada para el PCB.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LED 67-31A se basa en material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En AlGaInP, este proceso de recombinación libera energía principalmente en forma de fotones (luz) en el rango de longitud de onda del rojo al amarillo-anaranjado (aproximadamente 605-630 nm). El color específico (longitud de onda dominante) está determinado por la composición precisa de las capas de AlGaInP. La luz generada se emite desde el chip, es moldeada y dirigida por el reflector interno y la lente de epoxi transparente del paquete P-LCC-3 para lograr el amplio ángulo de visión deseado.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general para LEDs indicadores y de retroiluminación como la serie 67-31A continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que permite el mismo brillo con menor corriente, extendiendo la vida útil de la batería. La miniaturización del paquete sigue siendo un enfoque, permitiendo diseños de PCB más densos. También existe una tendencia hacia tolerancias de clasificación más ajustadas tanto para el color como para el flujo luminoso, para garantizar una mayor consistencia en la producción en masa, especialmente para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme en múltiples unidades. Además, una mayor fiabilidad bajo condiciones de temperatura y humedad más altas es un área de desarrollo continua para satisfacer las demandas de los mercados automotriz e industrial. La integración de ópticas internas más sofisticadas, como el reflector en esta serie, para mejorar la extracción y el control de la luz sin componentes externos es una tendencia clave de diseño.