Tabla de contenido
- 1. Resumen del producto
- 1.1 Descripción general
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Parámetros técnicos
- 2.1 Dimensiones del encapsulado
- 2.2 Características eléctricas/ópticas (Ts=25°C, IF=20mA)
- 2.3 Clasificaciones máximas absolutas
- 3. Sistema de clasificación
- 4. Análisis de curvas de rendimiento
- 5. Información mecánica y de empaquetado
- 5.1 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
- 5.2 Especificación de la etiqueta
- 5.3 Embalaje resistente a la humedad
- 6. Guía de soldadura y montaje
- 6.1 Soldadura por reflujo SMT
- 6.2 Soldadura manual y reparación
- 7. Información de empaquetado y pedido
- 8. Consideraciones de aplicación
- 8.1 Aplicaciones típicas
- 8.2 Precauciones de diseño
- 9. Fiabilidad y pruebas
- 9.1 Elementos de prueba de fiabilidad
- 9.2 Criterios de fallo
- 10. Precauciones de manejo y almacenamiento
- 11. Preguntas frecuentes
- 12. Principio de funcionamiento
- 13. Tendencias de desarrollo
- 14. Caso de estudio
- 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 amarillo está fabricado con un chip amarillo y empaquetado en un compacto encapsulado de montaje superficial 1608 con dimensiones de 1.6 mm × 0.8 mm × 0.7 mm. Está diseñado para aplicaciones de indicación óptica y visualización de propósito general, ofreciendo un amplio ángulo de visión y compatibilidad con procesos estándar de montaje SMT.
1.2 Características
- Ángulo de visión extremadamente amplio de 140°.
- Adecuado para todos los procesos de montaje y soldadura SMT.
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (MSL 3).
- Cumple con RoHS.
1.3 Aplicaciones
- Indicadores ópticos
- Interruptores, símbolos y pantallas
- Uso general
2. Parámetros técnicos
2.1 Dimensiones del encapsulado
El encapsulado del LED mide 1.6 mm de largo, 0.8 mm de ancho y 0.7 mm de alto. Las vistas superior e inferior muestran dos terminales con marcado de polaridad. El patrón de soldadura recomendado sugiere una disposición de almohadillas con dos pads de 0.8 mm separados por una distancia centro a centro de 2.4 mm, permitiendo una formación de juntas de soldadura fiable.
2.2 Características eléctricas/ópticas (Ts=25°C, IF=20mA)
| Parámetro | Símbolo | Mín | Típ | Máx | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|
| Ancho de banda espectral a media altura | Δλ | -- | 15 | -- | nm |
| Tensión directa (B0) | VF | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| Tensión directa (C0) | VF | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| Tensión directa (D0) | VF | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| Longitud de onda dominante (2K) | λD | 585 | -- | 590 | nm |
| Longitud de onda dominante (2L) | λD | 590 | -- | 595 | nm |
| Intensidad luminosa (F20) | IV | 80 | -- | 100 | mcd |
| Intensidad luminosa (G10) | IV | 100 | -- | 120 | mcd |
| Intensidad luminosa (G20) | IV | 120 | -- | 150 | mcd |
| Intensidad luminosa (H10) | IV | 150 | -- | 180 | mcd |
| Intensidad luminosa (H20) | IV | 180 | -- | 230 | mcd |
| Ángulo de visión | 2θ1/2 | -- | 140 | -- | grados |
| Corriente inversa (VR=5V) | IR | -- | -- | 10 | μA |
| Resistencia térmica | RTHJ-S | -- | -- | 450 | °C/W |
2.3 Clasificaciones máximas absolutas
| Parámetro | Símbolo | Clasificación | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de potencia | Pd | 72 | mW |
| Corriente directa | IF | 30 | mA |
| Corriente directa de pico (1/10 de ciclo, 0.1ms) | IFP | 60 | mA |
| Descarga electrostática (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura de operación | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de almacenamiento | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de unión | Tj | 95 | °C |
3. Sistema de clasificación
El LED se clasifica en diferentes contenedores según la tensión directa, la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa para garantizar un rendimiento consistente en las aplicaciones.
- Tensión directa (VF): Tres contenedores – B0 (1.8-2.0V), C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V).
- Longitud de onda dominante (λD): Dos contenedores – 2K (585-590nm), 2L (590-595nm).
- Intensidad luminosa (IV): Cinco contenedores – F20 (80-100mcd), G10 (100-120mcd), G20 (120-150mcd), H10 (150-180mcd), H20 (180-230mcd).
4. Análisis de curvas de rendimiento
Las curvas típicas de características ópticas proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo en diversas condiciones de funcionamiento.
- Tensión directa vs. Corriente directa (Fig 1-6): Muestra un aumento exponencial de la corriente con la tensión, típico de un diodo LED. A 20mA, la tensión directa se encuentra dentro de los contenedores clasificados.
- Corriente directa vs. Intensidad relativa (Fig 1-7): La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente hasta el máximo nominal, lo que indica una buena eficiencia en corrientes más bajas.
- Temperatura del pin vs. Intensidad relativa (Fig 1-8): La temperatura más alta del pin reduce la salida de luz; aproximadamente un 20% de caída a 85°C en comparación con 25°C, destacando la necesidad de gestión térmica.
- Temperatura del pin vs. Corriente directa (Fig 1-9): La corriente directa disminuye a medida que la temperatura aumenta si se aplica una tensión constante, enfatizando la importancia de la regulación de corriente.
- Corriente directa vs. Longitud de onda dominante (Fig 1-10): La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente hacia longitudes de onda más largas (desplazamiento hacia el rojo) con el aumento de corriente, típico de los LEDs amarillos.
- Intensidad relativa vs. Longitud de onda (Fig 1-11): La distribución espectral alcanza su punto máximo alrededor de la longitud de onda dominante con un ancho de banda de 15 nm, asegurando un color amarillo saturado.
- Patrón de radiación (Fig 1-12): El LED emite luz en un amplio ángulo de 140°, con una distribución uniforme de la intensidad, adecuado para aplicaciones de indicadores y retroiluminación.
5. Información mecánica y de empaquetado
5.1 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete
El LED se empaqueta en una cinta portadora de ancho 8.0 mm, con paso de bolsillo de 4.0 mm y dimensiones internas del bolsillo de 1.8 mm x 0.92 mm. El diámetro del carrete es de 178 mm ±1 mm, con un diámetro del núcleo de 60 mm ±1 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas.
5.2 Especificación de la etiqueta
La etiqueta incluye el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de contenedor (incluyendo contenedor de flujo luminoso, contenedor de cromaticidad, contenedor de tensión directa, código de longitud de onda), cantidad y fecha de fabricación.
5.3 Embalaje resistente a la humedad
Los carretes se sellan en una bolsa barrera contra la humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. El nivel de sensibilidad a la humedad es MSL 3, que requiere condiciones de almacenamiento por debajo de 30°C y 60% HR después de abrirse, con una vida útil en planta de 168 horas.
6. Guía de soldadura y montaje
6.1 Soldadura por reflujo SMT
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Velocidad media de rampa ascendente (Tsmax a Tp) | Máx 3°C/s |
| Temperatura de precalentamiento (Tsmin a Tsmax) | 150°C a 200°C |
| Tiempo de precalentamiento | 60 a 120 segundos |
| Tiempo por encima de 217°C (tL) | Máx 60 segundos |
| Temperatura pico (Tp) | 260°C |
| Tiempo dentro de 5°C del pico (tp) | Máx 10 segundos |
| Velocidad de enfriamiento | Máx 6°C/s |
| Tiempo de 25°C a Tp | Máx 8 minutos |
La soldadura por reflujo no debe exceder dos veces. Si ocurre un intervalo de más de 24 horas entre dos procesos de soldadura, los LEDs pueden absorber humedad y dañarse. No aplique tensión mecánica durante el calentamiento.
6.2 Soldadura manual y reparación
La soldadura manual está permitida solo una vez, con temperatura del soldador inferior a 300°C y duración inferior a 3 segundos. No se recomienda reparar después de soldar; si es inevitable, use un soldador de doble punta y verifique la integridad del LED.
7. Información de empaquetado y pedido
La unidad de empaquetado estándar es de 4000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene 8 mm de ancho y cumple con el estándar EIA-481. Los carretes se empaquetan en bolsas barrera contra la humedad y luego se colocan en cajas de cartón para su envío. Las dimensiones de la caja permiten el transporte seguro de múltiples carretes.
8. Consideraciones de aplicación
8.1 Aplicaciones típicas
Los usos típicos incluyen indicadores ópticos en dispositivos electrónicos, retroiluminación de interruptores, iluminación de símbolos y funciones de visualización general donde se necesita un indicador amarillo brillante.
8.2 Precauciones de diseño
- Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para evitar un aumento descontrolado de la corriente debido a variaciones de tensión.
- El diseño térmico es crítico: asegure una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo de 95°C.
- El contenido de azufre en el entorno debe ser inferior a 100 PPM; el contenido de halógenos (bromo y cloro) individualmente por debajo de 900 PPM y total por debajo de 1500 PPM.
- Evite la exposición a compuestos orgánicos volátiles (COV) que puedan desgasificarse de adhesivos o encapsulantes, ya que pueden decolorar la silicona.
- Proporcione protección contra ESD durante el manejo y montaje; la clasificación HBM típica es de 2000 V.
9. Fiabilidad y pruebas
9.1 Elementos de prueba de fiabilidad
| Elemento de prueba | Condición | Duración/Recuento | Aceptar/Rechazar |
|---|---|---|---|
| Soldadura por reflujo | 260°C, 10 seg | 2 veces | 0/1 |
| Ciclo de temperatura | -40°C a 100°C, 30 min cada uno | 100 ciclos | 0/1 |
| Choque térmico | -40°C a 100°C, 15 min | 300 ciclos | 0/1 |
| Almacenamiento a alta temperatura | 100°C | 1000 h | 0/1 |
| Almacenamiento a baja temperatura | -40°C | 1000 h | 0/1 |
| Prueba de vida (IF=20mA, Ta=25°C) | 25°C, 20mA | 1000 h | 0/1 |
9.2 Criterios de fallo
Después de las pruebas de fiabilidad, el LED se considera fallado si: la tensión directa (a IF=20mA) supera U.S.L × 1.1; la corriente inversa (a VR=5V) supera U.S.L × 2.0; el flujo luminoso está por debajo de L.S.L × 0.7.
10. Precauciones de manejo y almacenamiento
- Almacene las bolsas sin abrir a ≤30°C y ≤75% HR hasta un año desde la fecha de fabricación.
- Después de abrir, la vida útil en planta es de 168 horas a ≤30°C y ≤60% HR.
- Si la bolsa barrera contra la humedad está dañada o el indicador de humedad muestra humedad excesiva, hornee los LEDs a 60±5°C durante al menos 24 horas antes de usar.
- Maneje con precaución ESD: use estaciones de trabajo con conexión a tierra, pulseras antiestáticas y embalaje conductor.
- No doble ni tuerza la PCB después de soldar; evite el enfriamiento rápido.
- No use adhesivos que desprendan vapor orgánico en las proximidades del LED.
11. Preguntas frecuentes
P: ¿Por qué es necesaria una resistencia limitadora de corriente?
R: La tensión directa de un LED varía con la temperatura y de una unidad a otra. Un pequeño cambio en la tensión puede provocar un gran cambio en la corriente, superando potencialmente la clasificación máxima. Una resistencia en serie estabiliza la corriente.
P: ¿Se pueden conducir estos LEDs en paralelo?
R: Conectar LEDs en paralelo sin limitación de corriente individual puede causar desequilibrio de corriente debido a variaciones de VF. Se recomienda usar resistencias separadas o controladores de corriente constante para cada cadena.
P: ¿Cuál es la vida útil típica de este LED?
R: Bajo condiciones de operación estándar (20mA, 25°C), se espera que el LED funcione durante más de 50,000 horas, aunque la vida útil exacta depende de la gestión térmica y las condiciones de accionamiento.
12. Principio de funcionamiento
Este LED amarillo se basa en un diodo semiconductor fabricado con un chip emisor amarillo (típicamente fosfuro de galio o un compuesto relacionado). Cuando se polariza directamente, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda de la luz emitida (alrededor de 585-595 nm) corresponde a la energía de la banda prohibida del material, produciendo un color amarillo. El amplio ángulo de visión se logra mediante el diseño del encapsulado y el uso de un encapsulante difusor.
13. Tendencias de desarrollo
Las tendencias continuas en la tecnología LED incluyen una mayor miniaturización de los encapsulados, una mayor eficacia luminosa, una mejor estabilidad del color y un cumplimiento ambiental más estricto. El encapsulado 1608 ya es un factor de forma compacto; los desarrollos futuros pueden incluir encapsulados aún más pequeños (por ejemplo, 1006) con rendimiento similar o superior. Los avances en materiales de fósforo y chip también pueden ampliar la gama de colores disponibles y mejorar el rendimiento térmico.
14. Caso de estudio
Aplicación: Indicador de estado en un dispositivo para hogar inteligente
Un termostato inteligente utiliza un LED amarillo (similar a este producto) para indicar el estado de comunicación Wi-Fi. El LED se acciona a 10 mA para proporcionar un brillo cómodo sin deslumbramiento. Se utiliza una resistencia en serie de 180 Ω con una fuente de alimentación de 3.3 V. El amplio ángulo de visión garantiza que el indicador sea visible desde cualquier dirección. El dispositivo pasa las pruebas de fiabilidad, incluidos los ciclos de temperatura y el almacenamiento en alta humedad, lo que confirma su robustez. El manejo MSL 3 garantiza que no haya defectos relacionados con la humedad durante el montaje.
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. |