Tabla de contenido
- 1. Resumen del Producto
- 1.1 Descripción General
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Dimensiones del Paquete y Polaridad
- 2.1 Esquema Mecánico
- 2.2 Identificación de Polaridad
- 3. Características Eléctricas y Ópticas
- 3.1 Voltaje Directo
- 3.2 Longitud de Onda Dominante
- 3.3 Intensidad Luminosa
- 3.4 Otros Parámetros
- 3.5 Clasificaciones Máximas Absolutas
- 4. Sistema de Clasificación en Contenedores
- 5. Curvas Típicas de Características Ópticas
- 5.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa
- 5.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
- 5.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa y Corriente Directa
- 5.4 Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante
- 5.5 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda
- 5.6 Patrón de Radiación
- 6. Información de Empaque
- 6.1 Cinta Portadora y Carrete
- 6.2 Formato de Etiqueta
- 6.3 Bolsa Barrera de Humedad
- 6.4 Caja de Cartón
- 6.5 Condiciones de Almacenamiento
- 7. Pruebas de Fiabilidad y Criterios
- 8. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
- 8.1 Perfil de Reflujo Recomendado
- 8.2 Soldadura Manual
- 8.3 Reparación
- 8.4 Precauciones
- 9. Precauciones de Manipulación y Consideraciones de Diseño
- 9.1 Condiciones Ambientales
- 9.2 Descarga Electrostática (ESD)
- 9.3 Diseño de Circuito
- 9.4 Gestión Térmica
- 10. Ejemplos de Aplicación y Notas de Diseño
- 11. Resumen del Principio
- 12. Tendencias de Desarrollo
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Resumen del Producto
1.1 Descripción General
Este LED verde está fabricado con un chip verde y empaquetado en un compacto paquete de montaje superficial con dimensiones de 1.6mm x 0.8mm x 0.93mm. Está diseñado para aplicaciones generales de indicadores, visualización de símbolos y retroiluminación de interruptores. El LED cuenta con un ángulo de visión estrecho de 60 grados, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una salida de luz enfocada. Cumple con los requisitos RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad 3 (MSL 3). El producto es adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura.
1.2 Características
- Ángulo de visión estrecho: 60° (al 50% de IV)
- Adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3
- Compatible con RoHS
- Disponible en múltiples contenedores de longitud de onda e intensidad
1.3 Aplicaciones
- Indicador óptico
- Visualización de interruptores y símbolos
- Uso general
2. Dimensiones del Paquete y Polaridad
2.1 Esquema Mecánico
El paquete del LED tiene una longitud de 1.60mm, ancho de 0.80mm y altura de 0.93mm (tolerancia ±0.2mm a menos que se indique lo contrario). La vista superior muestra un contorno rectangular con una pequeña proyección en un lado para la identificación de polaridad. La vista inferior indica dos terminales: el terminal 1 es el cátodo, el terminal 2 es el ánodo. El diseño recomendado de la almohadilla de soldadura es de 0.70mm (ancho de almohadilla del ánodo), 0.30mm (espacio), 1.2mm (ancho de almohadilla del cátodo), y la distancia externa entre almohadillas es de 2.8mm. Todas las dimensiones están en milímetros.
2.2 Identificación de Polaridad
La polaridad está marcada en el paquete. En la vista inferior, el cátodo se indica con una pequeña muesca o marca. Los usuarios deben asegurar la orientación correcta durante el ensamblaje para evitar daños por polarización inversa.
3. Características Eléctricas y Ópticas
3.1 Voltaje Directo
A una corriente directa de 20mA y temperatura de 25°C, el voltaje directo (VF) se clasifica en múltiples contenedores: E0 (2.4-2.6V), F0 (2.6-2.8V), G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), I0 (3.2-3.4V) y J0 (3.4-3.6V). Los valores típicos rondan los 3.2V. La corriente directa máxima absoluta es de 30mA DC, con una corriente de pulso máxima de 60mA (1/10 de ciclo, ancho de pulso 0.1ms).
3.2 Longitud de Onda Dominante
La longitud de onda dominante (λD) se mide a 20mA y 25°C. Los contenedores incluyen D00 (515-520nm), E00 (520-525nm), F00 (525-530nm), G00 (530-535nm) y J00 (535-540nm? Nota: el PDF muestra J00 típico 530nm? En realidad, la Tabla 1-1 muestra J00: min 350? Espera, los contenedores de longitud de onda: D00 515-520, E00 520-525, F00 525-530, G00 530-535, J00? El PDF muestra J00 con min 350 para intensidad luminosa pero ¿longitud de onda? En realidad, la Tabla 1-1 es confusa: tiene contenedores de Voltaje Directo E0-J0, contenedores de Longitud de Onda Dominante D00-J00 con valores 515-535nm, pero la tabla también tiene contenedores de Intensidad Luminosa. Revisión: Las filas de la tabla para Longitud de Onda Dominante: D00 515-520, E00 520-525, F00 525-530, G00 530-535, J00? Muestra J00: min 350? Eso debe ser un error de ubicación. Probablemente J00 es 530-535nm? Corrijamos: Según el texto del PDF: D00 515, E00 520, F00 525, G00 530, J00 350? Eso es probablemente un error. Confiaremos en los valores típicos dados: la longitud de onda dominante típica para J00 es 530nm? En realidad, la tabla muestra para Longitud de Onda Dominante: E0? Creo que la tabla está desalineada. Mejor decir: Los contenedores de longitud de onda dominante disponibles cubren de 515nm a 535nm, con valores típicos alrededor de 525-530nm. La tolerancia de medición es ±2nm.
3.3 Intensidad Luminosa
La intensidad luminosa (IV) a 20mA se clasifica en I0 (350-530mcd), K00 (530-800mcd) y L00 (800-1200mcd). Las intensidades típicas son alrededor de 530mcd para el contenedor K00. La tolerancia de medición es ±10%.
3.4 Otros Parámetros
- Ancho de banda espectral a media altura (Δλ): típicamente 15nm.
- Ángulo de visión (2θ1/2): 60°.
- Corriente inversa (IR) a VR=5V: máximo 10μA.
- Resistencia térmica (RTHJ-S): típicamente 450°C/W.
3.5 Clasificaciones Máximas Absolutas
A Ts=25°C: Disipación de potencia 108mW; Corriente directa 30mA; Corriente directa de pico 60mA (pulso); ESD (HBM) 1000V; Temperatura de operación -40 a +85°C; Temperatura de almacenamiento -40 a +85°C; Temperatura de unión 95°C. Se debe tener cuidado de no exceder estos límites, especialmente la temperatura de unión y la disipación de potencia.
4. Sistema de Clasificación en Contenedores
El LED se clasifica en contenedores para voltaje directo, longitud de onda dominante e intensidad luminosa. Esto permite a los clientes seleccionar dispositivos con parámetros estrictamente controlados para un rendimiento consistente. El código de contenedor en la etiqueta incluye campos para VF, WLD (longitud de onda) y flujo luminoso/IV. La estructura típica de contenedores es la siguiente:
- Contenedores de Voltaje Directo:E0 (2.4-2.6V), F0 (2.6-2.8V), G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), I0 (3.2-3.4V), J0 (3.4-3.6V).
- Contenedores de Longitud de Onda:D00 (515-520nm), E00 (520-525nm), F00 (525-530nm), G00 (530-535nm), J00 (535-540nm? pero típicamente 530nm).
- Contenedores de Intensidad:I0 (350-530mcd), K00 (530-800mcd), L00 (800-1200mcd).
5. Curvas Típicas de Características Ópticas
5.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa
El voltaje directo aumenta con la corriente directa en una curva típica de diodo. A 20mA, VF es alrededor de 3.0-3.2V. La curva muestra un aumento pronunciado a baja corriente y un aumento más gradual a corrientes más altas.
5.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
La intensidad relativa aumenta con la corriente directa hasta la clasificación máxima. La curva muestra una relación lineal a ligeramente superlineal.
5.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa y Corriente Directa
A medida que la temperatura de soldadura (o temperatura ambiente) aumenta, la intensidad relativa disminuye. La corriente directa debe reducirse para mantener la temperatura de unión por debajo de 95°C. Estas curvas ayudan en el diseño térmico.
5.4 Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante
A medida que la corriente directa aumenta, la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente hacia longitudes de onda más largas (desplazamiento al rojo) debido al calentamiento y la reducción de la banda prohibida.
5.5 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda
La distribución espectral muestra un pico alrededor de 520-530nm con un ancho de banda a media altura de aproximadamente 15nm.
5.6 Patrón de Radiación
El patrón de radiación es direccional con un ángulo de visión de 60° al 50% de intensidad, adecuado para aplicaciones de indicadores enfocados.
6. Información de Empaque
6.1 Cinta Portadora y Carrete
Los LED se empaquetan en cinta portadora con un ancho de 8.0mm y paso de bolsillo de 4.0mm. La cinta se enrolla en un carrete con diámetro de 178mm, diámetro del cubo de 60mm y ancho de 8.0mm. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se indica la dirección de alimentación y hay una marca de polaridad en la cinta.
6.2 Formato de Etiqueta
La etiqueta incluye Número de Parte, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Contenedor (VF, Longitud de Onda, Flujo Luminoso/IV), Cantidad y Fecha de Fabricación. El código de contenedor permite la trazabilidad de las características eléctricas y ópticas.
6.3 Bolsa Barrera de Humedad
El carrete se sella en una bolsa barrera de humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. El paquete está etiquetado con precauciones de ESD.
6.4 Caja de Cartón
Varios carretes se empacan en una caja de cartón para su envío.
6.5 Condiciones de Almacenamiento
Antes de abrir la bolsa de aluminio: almacenar a ≤30°C y ≤75%HR, vida útil de 1 año desde la entrega. Después de abrir: almacenar a ≤30°C y ≤60%HR, y debe usarse dentro de 168 horas. Si las condiciones de almacenamiento se exceden, se requiere un horneado a 60±5°C durante al menos 24 horas.
7. Pruebas de Fiabilidad y Criterios
El LED ha superado las siguientes pruebas de fiabilidad (tamaño de muestra 22 piezas, criterios de aceptación 0/1):
- Soldadura por Reflujo:260°C máx., 10 segundos, 2 veces (JESD22-B106).
- Ciclo de Temperatura:-40°C a 100°C, 100 ciclos (JESD22-A104).
- Choque Térmico:-40°C a 100°C, 300 ciclos (JESD22-A106).
- Almacenamiento a Alta Temperatura:100°C, 1000 horas (JESD22-A103).
- Almacenamiento a Baja Temperatura:-40°C, 1000 horas (JESD22-A119).
- Prueba de Vida:25°C, IF=20mA, 1000 horas (JESD22-A108).
Criterios de fallo: cambio de voltaje directo dentro de ±10% (U.S.L x 1.1), corriente inversa menor que U.S.L x 2.0, y mantenimiento del flujo luminoso ≥70% (L.S.L x 0.7).
8. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
8.1 Perfil de Reflujo Recomendado
El LED es compatible con la soldadura por reflujo sin plomo. El perfil debe seguir estos parámetros: velocidad de aumento ≤3°C/s; precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos; tiempo por encima de 217°C (TL) de 60-150 segundos; temperatura pico (TP) 260°C, máximo 10 segundos; velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico debe ser ≤8 minutos.
8.2 Soldadura Manual
Si es necesaria la soldadura manual: temperatura del hierro <300°C, tiempo <3 segundos, solo una vez.
8.3 Reparación
Se debe evitar la reparación. Si es inevitable, use un soldador de doble punta y verifique previamente que las características del LED no se dañen.
8.4 Precauciones
- No monte LEDs en PCB deformadas.
- No aplique estrés mecánico o vibración durante el enfriamiento después del reflujo.
- No enfríe el dispositivo rápidamente.
9. Precauciones de Manipulación y Consideraciones de Diseño
9.1 Condiciones Ambientales
El LED no debe exponerse a altas concentraciones de compuestos de azufre (>100ppm) o compuestos halógenos (bromo <900ppm, cloro <900ppm, halógenos totales <1500ppm). Los compuestos orgánicos volátiles (COV) de los materiales de los accesorios pueden penetrar el encapsulante de silicona y causar decoloración; use materiales compatibles.
9.2 Descarga Electrostática (ESD)
El LED es sensible a ESD (HBM 1000V). Use protección ESD adecuada durante la manipulación, almacenamiento y ensamblaje.
9.3 Diseño de Circuito
Use siempre una resistencia limitadora de corriente para evitar exceder la corriente máxima absoluta. El circuito de accionamiento no debe aplicar voltaje inverso o sobrecorriente. El diseño térmico es crítico: asegure una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo de 95°C.
9.4 Gestión Térmica
Dado que la resistencia térmica es de 450°C/W, a 20mA la disipación de potencia es de aproximadamente 64-72mW, lo que provoca un aumento de temperatura de aproximadamente 29-32°C sobre la ambiente. A corrientes más altas, es necesario reducir la capacidad.
10. Ejemplos de Aplicación y Notas de Diseño
Este LED verde es ideal para indicadores de estado, retroiluminación de botones pulsadores e iluminación de símbolos en electrónica de consumo, controles industriales e interiores automotrices. Su ángulo de visión estrecho proporciona un alto brillo en el eje. Para una iluminación uniforme, se pueden usar múltiples LED con el espaciado adecuado. Al diseñar la PCB, siga las dimensiones recomendadas de las almohadillas de soldadura. Considere siempre las curvas de reducción de capacidad para temperatura y corriente. Se requiere un horneado previo si la bolsa barrera de humedad ha estado abierta por más de 168 horas o si el desecante ha cambiado de color. El LED debe almacenarse en un ambiente seco y protegido contra ESD.
11. Resumen del Principio
El LED verde se basa en un chip de nitruro de galio (GaN) o nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz cuando los electrones se recombinan con los huecos en la unión p-n. El ancho de banda prohibida del semiconductor determina la longitud de onda dominante, que típicamente es alrededor de 520nm para el verde. El dispositivo está encapsulado en una resina de silicona o epoxi transparente que protege el chip y proporciona el efecto de lente óptica para lograr el ángulo de visión deseado.
12. Tendencias de Desarrollo
Los LED verdes evolucionan continuamente hacia una mayor eficacia y una mejor estabilidad del color. Las tendencias actuales incluyen tamaños de paquete más pequeños (por ejemplo, 0603), mayor eficacia luminosa y una mejor gestión térmica. El uso de LED verdes en retroiluminación de pantallas e iluminación automotriz continúa creciendo. Este paquete 1608 sigue siendo popular para aplicaciones generales de indicadores debido a su equilibrio entre tamaño, brillo y costo.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |