Tabla de contenido
- 1. Resumen del producto
- 1.1 Características principales
- 1.2 Aplicaciones
- 2. Análisis detallado de los parámetros técnicos
- 2.1 Características eléctricas / ópticas (IF=20mA)
- 2.2 Valores máximos absolutos
- 3. Explicación del sistema de clasificación por lotes
- 3.1 Lotes de longitud de onda dominante
- 3.2 Lotes de intensidad luminosa
- 3.3 Lotes de tensión directa
- 4. Análisis de curvas de rendimiento
- 4.1 Tensión directa vs. Corriente directa (Fig.1-6)
- 4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa (Fig.1-7)
- 4.3 Temperatura del pin vs. Intensidad relativa (Fig.1-8)
- 4.4 Temperatura del pin vs. Corriente directa (Fig.1-9)
- 4.5 Longitud de onda dominante vs. Corriente directa (Fig.1-10 a 1-12)
- 4.6 Intensidad relativa vs. Longitud de onda (Fig.1-13)
- 4.7 Patrón de radiación (Fig.1-14)
- 5. Información mecánica y de empaque
- 5.1 Dimensiones del encapsulado
- 5.2 Diseño recomendado de la almohadilla de soldadura
- 5.3 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
- 5.4 Información de la etiqueta
- 5.5 Bolsa barrera contra la humedad (MBB)
- 6. Pautas de soldadura y ensamblaje
- 6.1 Perfil de soldadura por reflujo
- 6.2 Soldadura manual
- 6.3 Almacenamiento y horneado
- 7. Información de empaque y pedido
- 8. Recomendaciones de diseño de aplicación
- 8.1 Aplicaciones típicas
- 8.2 Consideraciones de diseño
- 9. Comparación tecnológica
- 10. Preguntas frecuentes
- 11. Caso de estudio de diseño: Indicador de estado multicolor
- 12. Principio de funcionamiento
- 13. Tendencias del mercado y desarrollos futuros
- 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
El RF-W2S118TS-A42-E1 es un LED SMD tricolor de alto rendimiento diseñado para aplicaciones generales de indicación y visualización. Integra chips LED azul, verde y naranja en un encapsulado compacto de 3.2mm x 1.0mm x 1.48mm, ofreciendo una excelente mezcla de colores y un ángulo de visión amplio. El dispositivo es adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y cumple con RoHS, con un nivel de sensibilidad a la humedad de 3. Su tamaño reducido y perfil bajo lo hacen ideal para diseños con espacio limitado que requieren múltiples colores.
1.1 Características principales
- Ángulo de visión extremadamente amplio (140° típico) para una distribución uniforme de la luz.
- Adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura por reflujo.
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (vida útil de 168 horas después de abrir la bolsa).
- Cumple con RoHS, respetuoso con el medio ambiente.
- Salida tricolor: Naranja (620-630nm), Verde (515-530nm), Azul (465-475nm).
1.2 Aplicaciones
- Indicadores ópticos y señales de estado.
- Interruptores, símbolos y retroiluminación de pantallas.
- Iluminación de uso general en electrónica de consumo, automoción y equipos industriales.
2. Análisis detallado de los parámetros técnicos
Todos los parámetros se miden a Ts=25°C a menos que se indique lo contrario. Las siguientes secciones proporcionan una interpretación detallada de las características eléctricas, ópticas y térmicas.
2.1 Características eléctricas / ópticas (IF=20mA)
| Parámetro | Color | Mín | Típ | Máx | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|
| Ancho de banda espectral medio | Naranja | -- | 15 | -- | nm |
| Ancho de banda espectral medio | Verde | -- | 30 | -- | nm |
| Ancho de banda espectral medio | Azul | -- | 30 | -- | nm |
| Tensión directa (VF) | Naranja | 1.8 | -- | 2.4 | V |
| Tensión directa (VF) | Verde | 2.8 | -- | 3.5 | V |
| Tensión directa (VF) | Azul | 2.8 | -- | 3.5 | V |
| Longitud de onda dominante (λd) | Naranja | 620.0 | -- | 630.0 | nm |
| Longitud de onda dominante (λd) | Verde | 515.0 | -- | 530.0 | nm |
| Longitud de onda dominante (λd) | Azul | 465.0 | -- | 475.0 | nm |
| Intensidad luminosa (IV) | Naranja | 70 | -- | 900 | mcd |
| Intensidad luminosa (IV) | Verde | 70 | -- | 330 | mcd |
| Intensidad luminosa (IV) | Azul | 70 | -- | 260 | mcd |
| Ángulo de visión (2θ1/2) | Todos | -- | 140 | -- | grados |
| Corriente inversa (IR) @ VR=5V | Todos | -- | -- | 10 | µA |
| Resistencia térmica (RTHJ-S) | Todos | -- | -- | 450 | °C/W |
2.2 Valores máximos absolutos
| Parámetro | Naranja | Verde | Azul | Unidad |
|---|---|---|---|---|
| Disipación de potencia (Pd) | 48 | 70 | 70 | mW |
| Corriente directa (IF) | 20 | mA | ||
| Corriente directa de pico (IFP) (ciclo 1/10, 0.1ms) | 60 | mA | ||
| ESD (HBM) | 1000 | V | ||
| Temperatura de operación (Topr) | -40 ~ +85 | ℃ | ||
| Temperatura de almacenamiento (Tstg) | -40 ~ +85 | ℃ | ||
| Temperatura de unión (Tj) | 95 | ℃ | ||
3. Explicación del sistema de clasificación por lotes
El LED se clasifica por lotes según la longitud de onda dominante, la intensidad luminosa y la tensión directa para garantizar la consistencia en la producción. Los códigos de lote se indican en la etiqueta del producto.
3.1 Lotes de longitud de onda dominante
Naranja: Códigos E00-F00 (620-630nm). Verde: D10-F20 (515-530nm). Azul: D10-E20 (465-475nm). Cada lote cubre un rango de 2.5nm o 5nm para un control estricto del color.
3.2 Lotes de intensidad luminosa
Los lotes de intensidad se codifican como 1DW, 1AP, G20, etc., cada uno cubre un rango específico (por ejemplo, 70-90 mcd para 1DW, 90-120 mcd para 1AP). El naranja tiene el rango más amplio (1DW a 1CL) hasta 900 mcd. El verde va de 1DW a 1GK (70-260 mcd). El azul va de 1DW a 1AU (70-330 mcd).
3.3 Lotes de tensión directa
Naranja utiliza el código 1L (1.8-2.4V). Verde y azul utilizan el código 1N (2.8-3.5V).
4. Análisis de curvas de rendimiento
La hoja de datos proporciona curvas típicas de características ópticas para ayudar a los diseñadores a predecir el comportamiento en diversas condiciones.
4.1 Tensión directa vs. Corriente directa (Fig.1-6)
A medida que la corriente directa aumenta de 0 a 30mA, la tensión directa se incrementa de forma no lineal. A 20mA, VF es aproximadamente 2.0V para naranja y 3.0V para verde/azul. Esta curva es esencial para diseñar resistencias limitadoras de corriente.
4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa (Fig.1-7)
La intensidad relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 30mA, con una ligera saturación a corrientes más altas. Operar a 20mA proporciona un buen equilibrio entre brillo y eficiencia.
4.3 Temperatura del pin vs. Intensidad relativa (Fig.1-8)
A medida que la temperatura ambiente sube de 25°C a 100°C, la intensidad relativa disminuye aproximadamente un 20% para todos los colores. La gestión térmica es importante en entornos de alta temperatura para mantener un brillo constante.
4.4 Temperatura del pin vs. Corriente directa (Fig.1-9)
La corriente directa máxima permitida disminuye al aumentar la temperatura del pin para evitar superar el límite de temperatura de unión. Por ejemplo, a 85°C, la corriente debe reducirse a aproximadamente 15mA.
4.5 Longitud de onda dominante vs. Corriente directa (Fig.1-10 a 1-12)
Para los chips azules, aumentar la corriente de 0 a 30mA provoca un desplazamiento hacia el azul (la longitud de onda disminuye ~3nm). El naranja y el verde muestran un desplazamiento mínimo. Este efecto debe considerarse en aplicaciones multicolor que requieren un color estable.
4.6 Intensidad relativa vs. Longitud de onda (Fig.1-13)
La distribución espectral muestra picos estrechos para azul (~468nm), verde (~522nm) y naranja (~624nm). El ancho total a la mitad del máximo (FWHM) es de 15nm para naranja, 30nm para verde y azul.
4.7 Patrón de radiación (Fig.1-14)
El ángulo de visión es de 140° (ángulo medio), lo que indica una distribución amplia tipo Lambert, adecuada para iluminación uniforme de áreas.
5. Información mecánica y de empaque
5.1 Dimensiones del encapsulado
El encapsulado del LED mide 3.20mm x 1.00mm x 1.48mm (largo x ancho x alto). En la hoja de datos se proporcionan vistas superior y lateral. La vista inferior muestra cuatro almohadillas: almohadilla 1 (marca de polaridad, probablemente cátodo para azul), almohadilla 2 (ánodo verde), almohadilla 3 (ánodo azul), almohadilla 4 (ánodo naranja). La marca de polaridad se indica con un triángulo o muesca en la parte superior.
5.2 Diseño recomendado de la almohadilla de soldadura
La huella PCB recomendada incluye cuatro almohadillas rectangulares: 0.80mm x 0.35mm cada una, con un paso de 1.30mm entre filas. Se sugieren alivios térmicos adecuados y aberturas de máscara de soldadura para un ensamblaje confiable.
5.3 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
El LED se suministra en cinta portadora de 8mm de ancho con paso de orificio de arrastre de 4mm. El espesor de la cinta es de 1.25mm. El diámetro del carrete es de 178mm (7 pulgadas), con un diámetro de cubo de 60mm y un orificio de husillo de 13mm. Cada carrete contiene 3000 piezas.
5.4 Información de la etiqueta
Las etiquetas del carrete incluyen número de pieza, número de especificación, número de lote, código de lote (flujo luminoso, cromaticidad, tensión directa, longitud de onda), cantidad y código de fecha.
5.5 Bolsa barrera contra la humedad (MBB)
El carrete se sella en una bolsa barrera de aluminio con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se embala al vacío para mantener el nivel de humedad por debajo del umbral especificado.
6. Pautas de soldadura y ensamblaje
6.1 Perfil de soldadura por reflujo
El perfil de reflujo recomendado se basa en JEDEC J-STD-020. Parámetros clave: Precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. Velocidad de rampa ≤3°C/s. Tiempo por encima de 217°C: 60-150 segundos. Temperatura pico: 260°C (máx. 10 segundos). Velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. Tiempo total de 25°C a pico: máx. 8 minutos. El reflujo se puede realizar dos veces, pero el intervalo entre reflujos no debe exceder las 24 horas para evitar daños por absorción de humedad.
6.2 Soldadura manual
Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador a<300°C durante menos de 3 segundos por almohadilla, y solo una vez. No aplique fuerza mecánica durante el enfriamiento.
6.3 Almacenamiento y horneado
Antes de abrir la MBB, almacene a ≤30°C y ≤75% HR hasta por 1 año. Después de abrir, los LEDs deben usarse dentro de las 168 horas bajo ≤30°C y ≤60% HR. Si el indicador de humedad muestra exposición o se excede el tiempo de almacenamiento, hornee a 60°C ±5°C durante más de 24 horas antes de usar.
7. Información de empaque y pedido
El empaque estándar es de 3000 piezas por carrete en cinta de 8mm. Cada carrete está etiquetado individualmente y sellado en una bolsa barrera contra la humedad. Para pedidos al por mayor, varios carretes se empacan en una caja de cartón. El número de pieza RF-W2S118TS-A42-E1 incluye detalles de configuración específicos. Comuníquese con el proveedor para opciones personalizadas de clasificación o empaque.
8. Recomendaciones de diseño de aplicación
8.1 Aplicaciones típicas
Indicadores de estado, retroiluminación de pulsadores, iluminación decorativa RGB, paneles de visualización, iluminación interior de automóviles y electrónica de consumo.
8.2 Consideraciones de diseño
- Limitación de corriente:Utilice siempre resistencias en serie para limitar la corriente a 20mA por canal. Un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede causar una gran variación de corriente debido a la característica I-V exponencial del LED.
- Gestión térmica:La temperatura máxima de unión es de 95°C. Asegure una adecuada disipación de calor a través de planos de cobre del PCB. Reduzca la corriente a altas temperaturas ambiente.
- Protección ESD:El LED está clasificado para 1000V HBM. Use precauciones ESD estándar durante la manipulación y el ensamblaje. Considere agregar diodos TVS para diseños robustos.
- Mezcla de colores:Para generar luz blanca, accione los tres chips con corrientes PWM o analógicas adecuadas. El amplio ángulo de visión ayuda a una mezcla uniforme.
- Medio ambiente:Evite la exposición a compuestos de azufre, cloro, bromo que excedan los límites recomendados (S<100ppm, Br<900ppm, Cl<900ppm, halógenos totales<1500ppm).
9. Comparación tecnológica
En comparación con los LED SMD convencionales 3528 o 2835, el RF-W2S118TS-A42-E1 ofrece una huella más pequeña (3.2x1.0mm frente a 3.5x2.8mm típico) y un ángulo de visión muy amplio (140° frente a 120° típico). Es uno de los LED tricolores más delgados (1.48mm) disponibles, lo que lo hace adecuado para diseños delgados. Los tres chips integrados permiten un control independiente para una mezcla de colores dinámica sin ópticas externas.
10. Preguntas frecuentes
- ¿Cuál es la corriente máxima para cada color?La corriente directa máxima absoluta es de 20mA DC, y 60mA pulsada (ciclo 1/10, 0.1ms). No exceda estos valores para evitar daños.
- ¿Puedo usar los tres colores simultáneamente a 20mA cada uno?Sí, pero asegúrese de que la disipación de potencia total no provoque que la temperatura de unión supere los 95°C. En la práctica, el encapsulado puede manejar 48mW (naranja) + 70mW (verde) + 70mW (azul) = 188mW total, lo cual está dentro de los límites seguros si el diseño térmico es adecuado.
- ¿Cuál es la intensidad luminosa típica para cada color?Naranja: 70-900 mcd, Verde: 70-330 mcd, Azul: 70-260 mcd (a 20mA). Estos rangos dependen de la clasificación por lotes. Consulte el código de lote en la etiqueta para obtener valores exactos.
- ¿Cómo debo limpiar el LED después de soldar?Use alcohol isopropílico (IPA). No use solventes que puedan atacar el encapsulante de silicona. No se recomienda la limpieza ultrasónica.
- ¿Cuál es el requisito de humedad de almacenamiento?Después de abrir la bolsa barrera contra la humedad, los LEDs deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) bajo<60% HR y<30°C. Se requiere horneado si se violan estas condiciones.
- ¿El LED es compatible con el reflujo libre de plomo?Sí, la temperatura pico de 260°C cumple con los estándares de soldadura sin plomo.
11. Caso de estudio de diseño: Indicador de estado multicolor
En un conmutador de red típico, el RF-W2S118TS-A42-E1 se puede usar para indicar estado del enlace (verde), actividad (naranja) y error (azul). Cada LED es accionado por una fuente de corriente constante a 15mA para reducir la potencia y prolongar la vida útil. El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde múltiples ángulos. El tamaño compacto permite una colocación densa en un panel de 1U. El análisis térmico muestra que con un PCB de cobre de 0.5oz y una costura de vías adecuada, la temperatura de unión se mantiene por debajo de 75°C a 25°C ambiente.
12. Principio de funcionamiento
Cada chip de color es un diodo semiconductor que emite luz cuando se polariza en directa. El chip naranja utiliza tecnología AlGaInP, mientras que el verde y el azul utilizan tecnología InGaN. La longitud de onda emitida está determinada por la banda prohibida de los materiales semiconductores. El encapsulante de silicona protege los chips y proporciona un acoplamiento de índice de refracción para una extracción de luz eficiente.
13. Tendencias del mercado y desarrollos futuros
La tendencia en el empaque de LED es hacia huellas más pequeñas, mayor eficacia luminosa e integración multicolor. Este dispositivo refleja el cambio de la industria hacia la miniaturización manteniendo un alto rendimiento. Las mejoras futuras pueden incluir sustratos de mayor conductividad térmica y una clasificación de color más estricta para permitir una mejor consistencia en pantallas modulares.
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. |