LED 1.0x1.0x0.25mm Tricolor Naranja/Verde/Azul - Tensión Directa 1.6-3.0V - Potencia 44-60mW - Documentación Técnica

1. Resumen del Producto

El RF-W11010TS-A42-P0 es un LED tricolor compacto de montaje superficial fabricado con chips azul, verde y naranja. Está alojado en un paquete ultrapequeño de 1,0 mm × 1,0 mm × 0,25 mm, lo que lo hace ideal para aplicaciones con espacio limitado. Este componente ofrece un ángulo de visión extremadamente amplio de 140°, garantizando una distribución uniforme de la luz. Es adecuado para todos los procesos estándar de ensamblaje SMT y soldadura. El LED cumple con los requisitos RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3 (MSL 3). Sus aplicaciones principales incluyen indicadores ópticos, interruptores, símbolos, pantallas y señalización de uso general.

2. Interpretación de Parámetros Técnicos

2.1 Características Ópticas y Eléctricas

A una temperatura ambiente de 25 °C y una corriente de prueba de 2 mA, el LED presenta los siguientes parámetros eléctricos y ópticos en sus tres canales de color:

• Tensión Directa (V_F):El naranja varía de 1,6 V a 2,2 V, el verde de 2,4 V a 3,0 V y el azul de 2,4 V a 3,0 V. El ancho de banda espectral a media altura es típicamente de 15 nm para naranja y 30 nm para verde y azul.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):El naranja abarca 615–630 nm, el verde 520–540 nm y el azul 460–480 nm. Estos rangos se clasifican con una granularidad fina (por ejemplo, códigos D00–F00 para naranja, E00–H00 para verde, C00–G00 para azul).
• Intensidad Luminosa (I_V):El naranja alcanza 18–150 mcd, el verde 65–230 mcd y el azul 18–150 mcd, según el código de clasificación. El ángulo de visión (2θ_1/2) es de 140° constante para todos los colores.
• Corriente Inversa (I_R):Con una tensión inversa de 5 V, la corriente inversa máxima es de 10 μA.
• Resistencia Térmica (R_THJ-S):450 °C/W.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

El dispositivo no debe superar los siguientes límites a 25 °C:

• Disipación de Potencia:Naranja 44 mW, Verde 60 mW, Azul 60 mW.
• Corriente Directa (I_F):Continua 20 mA por canal; pulsada (1/10 de ciclo, 0,1 ms) 60 mA.
• Descarga Electroestática (HBM):1000 V.
• Temperatura de Operación/Almacenamiento:-40 °C a +85 °C.
• Temperatura de Unión:95 °C.

3. Descripción del Sistema de Clasificación

El LED se clasifica en lotes según longitud de onda dominante, intensidad luminosa y tensión directa. Cada etiqueta de carrete especifica el Número de Parte, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Clasificación y valores medidos de flujo (o intensidad), cromatismo, tensión directa y código de longitud de onda. Esta clasificación permite a los clientes seleccionar grupos de color y brillo estrechamente controlados para una iluminación uniforme en aplicaciones con múltiples dispositivos. La condición de tensión del probador para la clasificación se establece en 5 V (no la de funcionamiento de 2 mA).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La característica tensión-corriente muestra una curva de diodo típica: a medida que la corriente directa aumenta de 0 a 30 mA, la tensión directa se incrementa aproximadamente de forma logarítmica, saturándose el canal naranja a una tensión menor que el verde y el azul.

4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

La intensidad luminosa relativa aumenta linealmente con la corriente directa hasta 20 mA, lo que permite un control de atenuación sencillo mediante la regulación de corriente.

4.3 Dependencia de la Temperatura

La temperatura ambiente (Pin) afecta el rendimiento: la intensidad relativa disminuye aproximadamente un 10% desde 25 °C hasta 100 °C. La corriente directa máxima permitida se reduce desde 20 mA a bajas temperaturas hasta aproximadamente 10 mA a 100 °C. La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la corriente: el naranja pasa de ~626 nm a 2 mA a ~623 nm a 30 mA, el verde de ~526 nm a ~521 nm, y el azul de ~471 nm a ~467 nm, lo que indica un desplazamiento hacia el azul al aumentar la corriente.

4.4 Distribución Espectral

La intensidad espectral relativa alcanza su punto máximo aproximadamente a 625 nm (naranja), 527 nm (verde) y 470 nm (azul). El ancho de banda espectral a media altura es estrecho (15 nm para naranja, 30 nm para verde y azul), lo que garantiza una buena pureza de color.

4.5 Patrón de Radiación

El diagrama de radiación muestra un patrón de emisión casi lambertiano con un ángulo de visión de 140°, proporcionando una dispersión de luz amplia y uniforme adecuada para aplicaciones de indicadores y retroiluminación.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El paquete mide 1,0 mm × 1,0 mm × 0,25 mm con cuatro terminales visibles desde la vista inferior. El pin 1 es Naranja (cátodo?), el pin 2 Verde, el pin 3 Azul, y el pin 4 es ánodo (o cátodo) común según el diagrama de polaridad. El patrón de soldadura recomendado coincide con la disposición de las almohadillas inferiores. Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0,1 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Carrete y Empaquetado

Cada carrete contiene 4000 piezas en cinta portadora de 8 mm de ancho. Dimensiones del carrete: A = 8,0±0,1 mm (ancho), B = 178±1 mm (diámetro), C = 60±1 mm (diámetro del cubo), D = 13,0±0,5 mm (orificio central). El carrete se coloca en una bolsa barrera contra la humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad, y luego se empaqueta en una caja de cartón para su envío. La información de la etiqueta incluye número de parte, número de especificación, número de lote, código de clasificación, cantidad y fecha.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La soldadura por reflujo recomendada sigue el perfil JEDEC con una temperatura pico de 260 °C (máx. 10 s). La velocidad de rampa de precalentamiento no debe superar los 3 °C/s. La zona de precalentamiento (Tsmin a Tsmax) está entre 150 °C y 200 °C durante 60–120 segundos. El tiempo por encima de 217 °C (t_L) debe ser de 60–150 segundos. Velocidad de rampa de enfriamiento ≤6 °C/s. El tiempo total desde 25 °C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos. Solo se permiten dos ciclos de reflujo, y el intervalo entre ciclos debe ser inferior a 24 horas para evitar daños por absorción de humedad.

6.2 Soldadura Manual y Retrabajo

Se permite la soldadura manual solo una vez, con un soldador por debajo de 300 °C durante menos de 3 segundos. El retrabajo debe realizarse con un soldador de doble punta; debe evitarse la fuerza mecánica. No aplique presión sobre la superficie de la lente de silicona.

6.3 Almacenamiento y Precauciones contra la Humedad

Los carretes sin abrir pueden almacenarse a ≤30 °C y ≤75 % HR hasta por un año. Después de abrir, los dispositivos deben utilizarse dentro de las 24 horas a ≤30 °C y ≤60 % HR. Si el indicador de humedad muestra humedad excesiva o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un horneado a 60±5 °C durante >24 horas antes de su uso.

7. Recomendaciones de Aplicación

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Indicadores ópticosen electrónica de consumo, tableros automotrices y controles industriales.
• Retroiluminación de interruptores y símbolosen teclados, electrodomésticos y señalización.
• Indicación de estado generale iluminación decorativa.

Consideraciones de diseño: Utilice resistencias limitadoras de corriente en serie para evitar exceder las clasificaciones máximas. La gestión térmica es crítica: asegure una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo de 95 °C. Evite la exposición a compuestos de azufre, cloro, bromo (>100 PPM de azufre, >900 PPM de halógeno simple, halógenos totales<1500 PPM) ya que pueden corroer los materiales internos. Los COV de adhesivos y accesorios pueden penetrar el encapsulante de silicona, causando decoloración y pérdida de luz; se recomienda realizar pruebas de compatibilidad.

8. Comparación Técnica y Diferenciación

En comparación con los LED estándar de un solo color en 1,0×1,0 mm, este dispositivo tricolor integra tres canales independientes en la misma huella, reduciendo el espacio en la placa y el costo de ensamblaje. El amplio ángulo de visión de 140° ofrece una cobertura superior a muchos LED de haz estrecho. La baja resistencia térmica (450 °C/W) permite una mejor disipación de calor que los paquetes más antiguos. La combinación de un ancho de banda espectral estrecho y una clasificación fina garantiza una reproducción de color consistente entre lotes.

9. Preguntas Frecuentes

P: ¿Puedo accionar los tres canales simultáneamente a 20 mA?
Sí, pero la disipación de potencia total (44+60+60 = 164 mW) puede exceder la capacidad térmica del paquete si no se proporciona una disipación de calor suficiente. Puede ser necesario reducir la corriente.

P: ¿Cómo debo limpiar el LED después de soldar?
Use alcohol isopropílico. Evite la limpieza ultrasónica, que puede dañar las uniones internas. Asegúrese de que los solventes de limpieza no disuelvan el encapsulante de silicona.

P: ¿Qué precauciones contra ESD se requieren?
Utilice estaciones de trabajo con conexión a tierra, muñequeras y ionizadores. La clasificación HBM de 1000 V significa que puede dañarse por el contacto humano típico; es esencial un manejo adecuado.

10. Casos Prácticos de Aplicación

Caso 1 – Indicador de Estado RGB:En un conmutador de red, se colocan tres LED RF-W11010TS-A42-P0 uno al lado del otro. Cada color indica la velocidad del enlace (verde = 1 Gbps, naranja = 100 Mbps, azul = 10 Mbps). El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde todos los puertos.

Caso 2 – Retroiluminación Multicolor para Interruptor Táctil:El LED se monta debajo de una tapa de interruptor translúcida. Al accionar los canales naranja y azul con PWM, se logra un tono púrpura personalizado, proporcionando una diferenciación estética.

11. Principios de Funcionamiento del LED

Cada canal de color es un chip semiconductor de banda prohibida directa. Cuando se polariza directamente, los electrones se recombinan con los huecos en la región activa, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida. El chip naranja utiliza un sistema de material AlInGaP, mientras que los chips verde y azul utilizan InGaN sobre zafiro. El encapsulante de silicona protege los chips y proporciona una coincidencia de índice de refracción para mejorar la extracción de luz.

12. Tendencias de la Industria y Perspectivas Futuras

La miniaturización continúa con paquetes que se reducen por debajo de 1,0×0,5 mm. La integración de múltiples colores en huellas pequeñas se está convirtiendo en estándar para dispositivos IoT y wearables. Se espera una mayor eficacia y una mejor reproducción cromática mediante estructuras epitaxiales mejoradas y técnicas de fósforo. La tendencia hacia la inspección óptica automatizada y una clasificación más estricta mejorará aún más la calidad de producción.