Hoja de Datos Técnicos de LED Power Top View Serie 67-31A - Paquete P-LCC-3 - 3.95V Máx - 110mW - Azul - Español

1. Descripción General del Producto

La serie 67-31A representa una familia de LEDs Power Top View diseñados en un compacto paquete de montaje superficial P-LCC-3. Este dispositivo está concebido para ofrecer un alto flujo luminoso con un amplio ángulo de visión, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren iluminación uniforme y funciones de indicador. La serie está disponible en variantes de color naranja suave, rojo y amarillo, siendo el modelo específico detallado en este documento el que incorpora un chip azul de InGaN encapsulado en una resina transparente incolora.

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen su alta capacidad de corriente, una construcción robusta apta para colocación automática y compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo y por ola. Su diseño incorpora un inter-reflector que optimiza la eficiencia de acoplamiento de la luz, una característica crucial para aplicaciones con guías de luz y retroiluminación. El bajo requerimiento de corriente realza aún más su idoneidad para dispositivos electrónicos portátiles donde la eficiencia energética es primordial.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está especificado para operar de forma fiable dentro de los siguientes límites absolutos máximos, medidos a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Superar estos valores puede causar daños permanentes.

• Voltaje Inverso (V_R):5 V - El voltaje máximo que puede aplicarse en dirección inversa a través de los terminales del LED.
• Corriente Directa (I_F):30 mA - La corriente continua máxima en polarización directa recomendada para operación normal.
• Corriente Directa Pico (I_FP):100 mA - La corriente directa pulsada máxima permitida, especificada bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW - La potencia máxima que el dispositivo puede disipar.
• Descarga Electroestática (ESD) HBM:150 V - El voltaje de resistencia ESD según el modelo de cuerpo humano, indicando una sensibilidad que requiere las precauciones estándar de manejo ESD.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C - El rango de temperatura ambiente para operación confiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C - El rango de temperatura para almacenamiento seguro.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Reflujo: 260°C durante 10 segundos máx.; Soldadura Manual: 350°C durante 3 segundos máx.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se definen bajo una condición de prueba estándar de I_F= 30 mA y T_A= 25°C, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 285 mcd hasta un máximo de 715 mcd. El valor típico no se especifica, indicando que el rendimiento se gestiona mediante un sistema de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (típico). Este amplio ángulo de visión es una característica definitoria, posibilitada por el diseño del paquete y el inter-reflector, asegurando una distribución de luz amplia y uniforme.
• Longitud de Onda Pico (λ_P):468 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):464.5 nm a 476.5 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, equivalente al color de la luz emitida. Se aplica una tolerancia de ±1 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). Esto define el ancho del espectro emitido a la mitad de su potencia máxima (FWHM).
• Voltaje Directo (V_F):2.75 V a 3.95 V. La caída de voltaje a través del LED cuando se polariza con 30 mA. Se nota una tolerancia de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx) a V_R= 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins) basándose en tres parámetros clave.

3.1 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Grupo A)

Define el color preciso (tono) del LED. Los lotes se etiquetan de A9 a A12, cada uno cubriendo un rango de 3 nm dentro de la especificación general de 464.5-476.5 nm.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Define la salida de brillo. Los lotes se etiquetan T1, T2, U1 y U2, con valores mínimos y máximos de mcd ascendentes. Esto permite seleccionar el brillo apropiado para la aplicación.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo (Grupo M)

Define la característica eléctrica. Los lotes se etiquetan de M5 a M8, cada uno cubriendo un rango de 0.3 V dentro de la especificación general de 2.75-3.95 V. Esto es útil para el diseño de circuitos, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en serie.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas suelen incluir:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación entre el voltaje directo (V_F) y la corriente directa (I_F). Demuestra la naturaleza exponencial del diodo, destacando la necesidad de resistencias limitadoras de corriente a medida que el voltaje supera el umbral de encendido.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de polarización, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación especificado.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esto es crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral de Potencia:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~468 nm y el ancho de banda de 35 nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El LED utiliza un paquete P-LCC-3 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dibujo dimensional especifica la longitud, anchura, altura y posiciones de las pistas. Se muestra claramente un indicador de polaridad (típicamente una muesca o un cátodo marcado) para asegurar la orientación correcta durante el ensamblaje. Se proporciona un diseño recomendado de huella de soldadura para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Empaquetado en Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta y carrete para ensamblaje automatizado. Se especifican las dimensiones de la cinta portadora, con una cantidad estándar cargada de 2000 piezas por carrete. También se proporcionan las dimensiones del carrete para su manejo por máquinas pick-and-place. El empaquetado incluye medidas resistentes a la humedad: los componentes se embalan en una bolsa de aluminio a prueba de humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad para prevenir daños por absorción de humedad antes de la soldadura.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El LED está clasificado para procesos de soldadura estándar.

• Soldadura por Reflujo:Temperatura máxima pico de 260°C durante una duración no superior a 10 segundos.
• Soldadura Manual:La temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, con un tiempo de contacto limitado a 3 segundos por pista.
• Precauciones:Se proporciona una advertencia crítica: DEBE usarse una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. La característica I-V exponencial significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento destructivo en la corriente. Se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo ESD durante todas las etapas de manipulación y ensamblaje.

7. Pruebas de Fiabilidad

El producto se somete a una batería completa de pruebas de fiabilidad realizadas con un nivel de confianza del 90% y un 10% de Porcentaje de Defectos Tolerados por Lote (LTPD). Las pruebas clave incluyen:

• Resistencia a la Soldadura por Reflujo
• Ciclo Térmico (-40°C a +100°C)
• Choque Térmico (-10°C a +100°C)
• Almacenamiento a Alta Temperatura (100°C)
• Almacenamiento a Baja Temperatura (-40°C)
• Vida Útil en Operación DC (30 mA, 25°C)
• Alta Temperatura/Humedad (85°C/85% HR)

Estas pruebas validan la robustez del dispositivo bajo diversas tensiones ambientales y operativas.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicador y Retroiluminación para Electrónica de Consumo:Equipos de audio/vídeo, decodificadores, consolas de videojuegos.
• Equipos de Oficina y Hogar:Impresoras, routers, electrodomésticos, paneles de control.
• Retroiluminación Plana:Para LCDs, interruptores de membrana y símbolos iluminados.
• Aplicaciones con Guías de Luz:El amplio ángulo de visión y el diseño del inter-reflector lo hacen ideal para acoplar luz en guías de luz plásticas para indicación de estado o iluminación decorativa.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera un indicador de estado de montaje superficial brillante y fiable.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie. Calcule su valor basándose en el voltaje de alimentación (V_cc), el voltaje directo del LED (V_F- use el valor máximo por seguridad), y la corriente directa deseada (I_F). R = (V_cc- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre en el PCB adecuada o alivio térmico si opera a altas temperaturas ambiente o corriente máxima para mantener la salida de luz y la longevidad.
• Diseño Óptico:Para aplicaciones con guías de luz, el LED debe posicionarse con precisión contra la superficie de entrada de la guía. El amplio ángulo de visión ayuda a maximizar la eficiencia de acoplamiento.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 67-31A se diferencia a través de varias características clave:

• Paquete:El paquete P-LCC-3 ofrece una huella robusta y estándar de la industria con buenas propiedades térmicas y mecánicas en comparación con los LEDs chip más pequeños.
• Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 120° es significativamente más amplio que el de muchos LEDs top-view estándar, que suelen tener ángulos de 60-80°. Esta es una gran ventaja para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia.
• Inter-Reflector:Esta característica óptica integrada mejora la extracción y direccionalidad de la luz, aumentando la eficiencia en diseños de guías de luz y retroiluminación en comparación con LEDs sin dicha característica.
• Capacidad de Corriente:Una corriente continua nominal de 30 mA proporciona un potencial de brillo más alto en comparación con los LEDs indicadores de baja corriente clasificados para 5-20 mA.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V?

A: Usando el V_Fmáximo de 3.95V para un diseño conservador y una I_Fde 30mA: R = (5V - 3.95V) / 0.03A = 35 Ohmios. Use el valor estándar más cercano (ej., 33 o 39 Ohmios) y verifique la potencia nominal.

P: ¿Puedo controlar este LED con una señal PWM para atenuar?

A: Sí. El LED puede atenuarse eficazmente usando PWM. Asegúrese de que la corriente pico en el pulso no exceda la clasificación I_FPde 100 mA y que la corriente promedio no exceda la I_F.

de 30 mA.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

A: La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El voltaje directo también disminuye ligeramente con el aumento de la temperatura. Para un brillo consistente, puede ser necesaria una gestión térmica y/o retroalimentación óptica en entornos exigentes.

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Dominante?

A: La Longitud de Onda Pico (468 nm) es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante (464.5-476.5 nm) es el color percibido por el ojo humano, calculado a partir del espectro completo. La longitud de onda dominante es más relevante para la indicación de color.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

1. Escenario: Diseñar un panel indicador de estado para un router de red usando una guía de luz.Selección:

2. Elija un LED 67-31A del lote de intensidad luminosa U1 o U2 para alta visibilidad. Seleccione un lote consistente de Longitud de Onda Dominante (ej., A10) para un color uniforme en múltiples unidades.Diseño del Circuito:_FLa lógica interna del router funciona a 3.3V. Usando un V_Ftípico de 3.2V y una I

3. de 20 mA para ahorrar energía: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohmios. Una resistencia de 5.1 Ohmios sería adecuada.Diseño de Placa:

4. Coloque el LED en el PCB directamente debajo del punto de entrada de la guía de luz. Siga el diseño recomendado de la huella de soldadura para fiabilidad.Resultado:

El amplio ángulo de visión de 120° acopla eficientemente la luz en la guía, creando un indicador brillante e iluminado uniformemente que es claramente visible desde varios ángulos, cumpliendo con el requisito de diseño con una solución simple y fiable.

12. Principio de Operación

El LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un semiconductor. El componente central es un chip de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de encendido del diodo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material InGaN determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, azul. La resina epoxi transparente incolora encapsula el chip, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y puede contener fósforos si se requiere un color diferente (como el naranja suave, rojo o amarillo mencionados), aunque para la versión azul, permanece transparente.

13. Tendencias Tecnológicas

• La industria del LED continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia, factores de forma más pequeños y una mayor integración. Las tendencias relevantes para dispositivos como el 67-31A incluyen:Mayor Eficiencia:
• Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a producir más lúmenes por vatio (eficacia), permitiendo una salida más brillante con la misma corriente o el mismo brillo con menor consumo de energía.Miniaturización:
• Si bien el P-LCC-3 es un paquete estándar, existe una tendencia paralela hacia LEDs de paquete a escala de chip (CSP) aún más pequeños para aplicaciones con espacio limitado, aunque a menudo con compensaciones en el ángulo de visión y la facilidad de manejo.Mejor Consistencia de Color:
• Los avances en el crecimiento epitaxial y los procesos de clasificación (binning) conducen a distribuciones de longitud de onda e intensidad más estrechas, reduciendo la necesidad de una clasificación selectiva en aplicaciones de alto volumen.Fiabilidad Mejorada: