Hoja de Datos del LED Azul de Vista Lateral 57-11-UB0200H-AM - Paquete PLCC-2 - 3.1V - 20mA - 355mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED azul de vista lateral de alta fiabilidad, diseñado principalmente para aplicaciones de iluminación interior automotriz. El componente está alojado en un compacto paquete de montaje superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), que ofrece un amplio ángulo de visión de 120 grados, ideal para retroiluminación y funciones indicadoras donde se requiere visibilidad desde múltiples ángulos. Sus ventajas clave incluyen el cumplimiento del estricto estándar de calificación automotriz AEC-Q101, lo que garantiza el rendimiento y la longevidad bajo las duras condiciones ambientales típicas de los interiores de vehículos. El LED también cumple con las directivas ambientales RoHS y REACH. El mercado objetivo son los fabricantes de electrónica automotriz que requieren soluciones de iluminación robustas, fiables y compactas para interruptores del salpicadero, paneles de control y otras necesidades de iluminación interior.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

El rendimiento central se define bajo una condición de prueba estándar de una corriente directa (I_F) de 20mA. La intensidad luminosa típica es de 355 milicandelas (mcd), con un mínimo garantizado de 224 mcd y un máximo de 560 mcd. La tensión directa (V_F) mide típicamente 3.10V, con un rango desde un mínimo de 2.75V hasta un máximo de 3.75V. Este rango de V_F representa la banda de tolerancia del 99% de la salida. La longitud de onda dominante (λ_d) está centrada en 468 nm (espectro azul), con una estrecha tolerancia de ±1 nm, lo que garantiza una salida de color consistente. El ángulo de visión (φ), definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo, es de 120 grados con una tolerancia de ±5 grados.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Para garantizar la integridad del dispositivo, no se deben superar los límites absolutos máximos. La corriente directa continua máxima es de 30 mA, con una capacidad de corriente de pico (t ≤ 10 μs) de 300 mA. La disipación de potencia máxima es de 112 mW. La temperatura de unión (T_J) no debe superar los 125°C, con un rango de temperatura ambiente de funcionamiento de -40°C a +110°C. Se proporcionan dos valores de resistencia térmica: la resistencia térmica real (R_{thJS real}) desde la unión hasta el punto de soldadura es ≤ 180 K/W, mientras que el valor derivado por el método eléctrico (R_{thJS el}) es ≤ 140 K/W. Estos valores son críticos para calcular el aumento de temperatura de la unión durante el funcionamiento y así prevenir la fuga térmica y garantizar la estabilidad de la salida luminosa.

2.3 Especificaciones de Fiabilidad y Ambientales

El dispositivo está calificado según el estándar AEC-Q101, lo que confirma su idoneidad para aplicaciones automotrices. Cuenta con una clasificación de sensibilidad a ESD (Descarga Electroestática) de 8 kV (Modelo de Cuerpo Humano), proporcionando una buena robustez en el manejo. El nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) está clasificado como Nivel 2, lo que indica una vida útil de un año cuando se almacena a ≤ 30°C/60% de humedad relativa. La temperatura máxima de soldadura por reflujo es de 260°C durante 30 segundos.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

La curva IV muestra la relación exponencial típica de los LED. A 25°C, la tensión directa aumenta con la corriente. Este gráfico es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente y asegurar que el LED opere dentro de sus rangos especificados de tensión y corriente.

3.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz es aproximadamente lineal con la corriente en el rango bajo a medio. Ayuda a los diseñadores a comprender la compensación entre la corriente de accionamiento y la salida de luz, especialmente al considerar el consumo de energía y la gestión térmica.

3.3 Características de Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos ilustran los cambios de rendimiento con la temperatura de unión (T_J). La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo aproximadamente 2 mV/°C. La intensidad luminosa también disminuye a medida que aumenta la temperatura, un factor crítico para mantener un brillo constante en los entornos automotrices de alta temperatura. La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la temperatura, lo cual es importante para aplicaciones críticas en cuanto al color.

3.4 Curva de Reducción de la Corriente Directa

Este es un gráfico vital para el diseño térmico. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una T_S de 110°C, la I_F máxima se reduce a 22 mA. No se recomienda operar por debajo de 5mA. Se debe utilizar esta curva para evitar superar la temperatura máxima de unión.

3.5 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de distribución espectral relativa muestra un pico en la región de longitud de onda azul (~468 nm). El diagrama del patrón de radiación confirma visualmente el amplio ángulo de visión de 120 grados, similar al de Lambert.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El LED está disponible en clasificaciones de rendimiento específicas para permitir a los diseñadores seleccionar componentes que coincidan con los requisitos de brillo y color de su aplicación.

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Una tabla de clasificación exhaustiva enumera grupos desde L1 (11.2-14 mcd) hasta GA (18000-22400 mcd). La clasificación resaltada para este número de pieza específico (57-11-UB0200H-AM) es T1, que corresponde a un rango de intensidad luminosa de 280 a 355 mcd. Esto se alinea con el valor típico de 355 mcd indicado en la tabla de características.

4.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La tabla de clasificación por longitud de onda incluye códigos para varios rangos de color. La clasificación relevante para este LED azul es 7175, que cubre una longitud de onda dominante de 471 nm a 475 nm. Esto engloba el valor típico de 468 nm, confirmando la ubicación de la pieza dentro de la clasificación del espectro azul.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado que especifica la longitud, anchura, altura del paquete, espaciado de las patillas y otras tolerancias mecánicas críticas. Esta información es necesaria para el diseño de la huella en la PCB y para garantizar un ajuste adecuado en el ensamblaje.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Un diagrama proporciona el patrón de tierra óptimo en la PCB (geometría de la almohadilla de soldadura) para el paquete PLCC-2. Seguir esta recomendación garantiza la formación fiable de la junta de soldadura durante el reflujo, una resistencia mecánica adecuada y una transferencia de calor efectiva desde el dispositivo a la PCB.

5.3 Identificación de la Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por una marca en el encapsulado, como una muesca, un punto o una esquina recortada. La orientación correcta de la polaridad durante el ensamblaje es crucial para que el dispositivo funcione.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 30 segundos. Es obligatorio cumplir con este perfil para evitar daños térmicos en el chip del LED, las conexiones por hilo y el encapsulado plástico. El perfil incluye etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento con velocidades de rampa definidas y tiempo por encima del líquido.

6.2 Precauciones de Uso

Las precauciones generales de manejo incluyen evitar tensiones mecánicas en la lente, prevenir descargas electrostáticas (ESD) utilizando equipos conectados a tierra y no superar los límites absolutos máximos. El dispositivo no debe operarse en polarización inversa. Se deben observar las condiciones de almacenamiento adecuadas según la clasificación MSL-2.

7. Información de Empaquetado y Pedido

Los LED se suministran en cinta y carrete para el ensamblaje automatizado pick-and-place. La hoja de datos incluye especificaciones de empaquetado como dimensiones del carrete, ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos y orientación. El número de pieza 57-11-UB0200H-AM sigue un sistema de codificación específico que probablemente denota el tipo de paquete (57), color/vista (11-UB para vista lateral azul) y la clasificación de rendimiento (0200H).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal es la iluminación interior automotriz, incluida la retroiluminación de interruptores, botones, cuadros de instrumentos, controles de infoentretenimiento y la iluminación ambiental. La emisión de vista lateral y el amplio ángulo lo hacen adecuado para aplicaciones donde el LED se monta perpendicularmente a la superficie de visión, iluminando una guía de luz o una pequeña abertura.

8.2 Consideraciones de Diseño

Accionamiento de Corriente:Se recomienda un controlador de corriente constante sobre una fuente de tensión constante con una resistencia en serie para una salida de luz más estable, especialmente con la temperatura. El circuito debe limitar I_F a ≤ 30 mA de forma continua.
Gestión Térmica:El diseño de la PCB debe maximizar el área de cobre alrededor de las almohadillas de soldadura para que actúe como disipador de calor, manteniendo la temperatura del punto de soldadura (T_S) lo más baja posible para maximizar la corriente permitida y la salida luminosa. Utilice la curva de reducción para el diseño.
Diseño Óptico:Considere el ángulo de visión de 120 grados al diseñar guías de luz o difusores para garantizar una iluminación uniforme.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED comerciales estándar, los diferenciadores clave de este dispositivo son su calificación AEC-Q101 para fiabilidad automotriz, el amplio ángulo de visión de 120 grados en un paquete de vista lateral y su clasificación específica para un color y brillo consistentes. La clasificación ESD de 8kV y la clasificación MSL-2 mejoran aún más su robustez para los procesos de fabricación industrial y automotriz.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la corriente de funcionamiento recomendada?
R: La condición de funcionamiento típica es de 20mA, proporcionando 355 mcd. Se puede accionar hasta un máximo de 30mA, pero se debe aplicar la reducción térmica según la curva de reducción.
P: ¿Cómo interpreto la clasificación de intensidad luminosa T1?
R: La clasificación T1 garantiza que la intensidad luminosa estará entre 280 mcd y 355 mcd cuando se mida a I_F=20mA y T_J=25°C.
P: ¿Se puede utilizar este LED en aplicaciones no automotrices?
R: Sí, su alta fiabilidad lo hace adecuado para controles industriales, electrónica de consumo y electrodomésticos donde se necesita una larga vida útil y un rendimiento estable, aunque puede estar optimizado en coste para volúmenes automotrices.
P: ¿Por qué hay una especificación de corriente mínima (5mA)?
R: Operar por debajo de esta corriente mínima puede provocar una emisión de luz inestable o no uniforme desde la unión semiconductor.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Retroiluminación para un Panel de Control Climático Automotriz.Un diseñador necesita iluminar varios interruptores de membrana y un pequeño codificador rotativo. El espacio detrás del panel es extremadamente limitado. Eligen este LED azul de vista lateral por su compacto paquete PLCC-2. Se colocan múltiples LED a lo largo del borde de una fina guía de luz de acrílico. El ángulo de visión de 120 grados acopla eficientemente la luz en la guía. El diseñador utiliza un CI controlador de LED de corriente constante configurado a 18mA por LED para garantizar la longevidad y tener en cuenta las posibles altas temperaturas ambientales dentro del salpicadero. El diseño de la PCB incluye almohadillas de alivio térmico generosas conectadas a un plano de tierra. La calificación AEC-Q101 da confianza en la vida útil del producto a lo largo de la vida del vehículo en diversas condiciones climáticas.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su energía de banda prohibida, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor (típicamente basado en materiales de InGaN para la luz azul). Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas semiconductoras determina la longitud de onda dominante (color) de la luz emitida. El encapsulado plástico incorpora una lente moldeada que da forma al patrón de radiación para lograr el ángulo de visión especificado de 120 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LED para iluminación automotriz y general es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que reduce el consumo de energía y la carga térmica. También existe un impulso hacia una mayor fiabilidad y una vida útil más larga. En el empaquetado, la tendencia es hacia la miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico y la disipación térmica. Para los LED de vista lateral, los avances incluyen una mayor eficiencia de extracción de luz del chip y un control óptico más preciso desde la lente del paquete para crear patrones de haz específicos para aplicaciones de guías de luz. La integración de circuitos de accionamiento y múltiples chips LED en módulos únicos también es un desarrollo en curso.