Hoja de Datos del LED Rojo de Vista Lateral 57-21-UR0200H-AM - Paquete PLCC-2 - 2.0V - 1120mcd - Grado Automotriz

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED rojo de alto rendimiento y emisión lateral, diseñado principalmente para aplicaciones de interior automotriz. El dispositivo está encapsulado en un paquete de montaje superficial compacto PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), ofreciendo un equilibrio entre alta salida luminosa y un amplio ángulo de visión, ideal para retroiluminación y funciones indicadoras.

La ventaja principal de este componente radica en su fiabilidad de grado automotriz, habiendo calificado según el estándar AEC-Q101, lo que garantiza su rendimiento bajo las estrictas condiciones de temperatura, humedad y vibración típicas de los entornos vehiculares. Su cumplimiento con las directivas RoHS y REACH lo hace apto para mercados globales con normativas ambientales estrictas.

El mercado objetivo es la electrónica automotriz, con aplicaciones específicas que incluyen retroiluminación de cuadros de instrumentos, iluminación de interruptores y otros indicadores de estado interiores donde se requiere una salida de luz roja consistente, brillante y fiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave definen el rendimiento del LED bajo condiciones de prueba estándar (T_s=25°C). La tensión directa típica (V_F) es de 2.00V a una corriente directa (I_F) de 20mA, con un rango especificado de 1.75V a 2.75V. Esta tensión relativamente baja es compatible con los buses de alimentación comunes en automoción.

El parámetro fotométrico principal es la intensidad luminosa (I_V), que tiene un valor típico de 1120 milicandelas (mcd) a 20mA. Los límites mínimo y máximo para este lote son 710 mcd y 1400 mcd, respectivamente. Esta alta luminosidad se logra manteniendo un ángulo de visión (φ) muy amplio de 120 grados, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo. Este ángulo amplio garantiza una iluminación uniforme en un área extensa, lo cual es crucial para la retroiluminación de paneles.

La longitud de onda dominante (λ_d) está centrada en 622 nm (típico), definiendo el tono de luz roja emitida, con un rango de 618 nm a 627 nm. El dispositivo no está diseñado para operar con tensión inversa.

2.2 Valores Máximos Absolutos y Gestión Térmica

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La corriente directa continua máxima absoluta es de 50 mA, y la disipación de potencia máxima es de 137 mW. Para pulsos cortos (t ≤ 10 μs, ciclo de trabajo D=0.005), se permite una corriente de sobretensión (I_FM) de 100 mA.

La gestión térmica es crucial para la longevidad y estabilidad del rendimiento del LED. La resistencia térmica desde la unión del LED hasta el punto de soldadura (R_thJS) se especifica con dos valores: 160 K/W (real, basado en medición térmica) y 120 K/W (eléctrico, derivado de parámetros eléctricos). Este parámetro indica la eficacia con la que se transfiere el calor desde la unión del semiconductor. La temperatura máxima permitida en la unión (T_J) es de 125°C. El rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -40°C a +110°C, confirmando su idoneidad para entornos automotrices hostiles.

El dispositivo tiene una clasificación de sensibilidad a ESD (Descarga Electroestática) de 2 kV (Modelo de Cuerpo Humano), que es un nivel estándar para muchos componentes electrónicos, pero requiere precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para gestionar las variaciones de producción, los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave de rendimiento. Esta hoja de datos proporciona información detallada de binning para intensidad luminosa y longitud de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica mediante un código alfanumérico (ej., L1, M2, V1, AA). Cada bin cubre un rango específico de valores mínimo y máximo de intensidad luminosa medidos en milicandelas (mcd). Los bins siguen una progresión logarítmica, donde cada paso corresponde aproximadamente a un aumento del 25%. Para este número de parte específico (57-21-UR0200H-AM), los bins de salida posibles están resaltados, con el valor típico de 1120 mcd cayendo en el bin "AA" (1120-1400 mcd). Este sistema permite a los diseñadores seleccionar componentes con brillo consistente para su aplicación.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

De manera similar, la longitud de onda dominante, que determina el color preciso de la luz roja, también se clasifica en bins. Los bins se definen por códigos numéricos que representan el rango de longitud de onda en nanómetros (nm). El valor típico de 622 nm para este LED caería dentro de un bin de longitud de onda específico, asegurando la consistencia de color entre múltiples unidades en una producción. La tolerancia para la medición de longitud de onda dominante es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos que ilustran el comportamiento del LED bajo condiciones variables, lo cual es esencial para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre la corriente directa (I_F) y la tensión directa (V_F). Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. La curva demuestra que un pequeño aumento en la tensión más allá de los 2.0V típicos puede conducir a un aumento significativo y potencialmente dañino de la corriente, destacando la necesidad de usar drivers de corriente constante en lugar de fuentes de tensión constante.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra cómo escala la salida de luz con la corriente de accionamiento. Si bien la salida aumenta con la corriente, no es perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas donde la eficiencia puede disminuir debido al aumento de la generación de calor.

4.3 Características de Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos detallan el impacto de la temperatura de unión (T_J):

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esta reducción debe tenerse en cuenta en diseños donde el LED pueda operar a temperaturas ambiente elevadas.
• Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:Demuestra que V_Ftiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo aproximadamente 2 mV/°C. Esto puede afectar el rendimiento de los limitadores de corriente simples basados en resistencias.
• Longitud de Onda Relativa vs. Temperatura de Unión:Indica que la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente (típicamente aumenta) con la temperatura, lo que puede causar un cambio de color menor en la aplicación.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es uno de los gráficos más críticos para un diseño fiable. Traza la corriente directa continua máxima permitida frente a la temperatura de la pista de soldadura. A medida que aumenta la temperatura en el punto de soldadura, la corriente segura máxima disminuye linealmente. Por ejemplo, a la temperatura máxima de la pista de soldadura de 110°C, la corriente continua máxima permitida es de solo 34 mA, significativamente menor que el máximo absoluto de 50 mA a 25°C. Los diseñadores deben asegurarse de que el diseño térmico mantenga el punto de soldadura lo suficientemente frío para permitir la corriente de accionamiento deseada.

4.5 Capacidad de Manejo de Pulsos Admisible

Este gráfico define la relación entre el ancho de pulso (t_p) y la corriente directa de sobretensión admisible (I_F) para varios ciclos de trabajo (D). Permite a los diseñadores comprender los límites para la operación pulsada, como en sistemas de iluminación multiplexados o para crear efectos de parpadeo, asegurando que el LED no esté sujeto a pulsos de corriente que puedan causar degradación.

4.6 Distribución Espectral y de Radiación

El gráfico de distribución espectral relativa muestra la salida de luz a través del espectro visible, alcanzando su pico en la región roja alrededor de 622 nm. El diagrama del patrón de radiación (gráfico polar) confirma visualmente el ángulo de visión de 120 grados, mostrando cómo se distribuye la intensidad espacialmente.

5. Información Mecánica, de Montaje y de Embalaje

5.1 Dimensiones Mecánicas y Polaridad

El componente utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico proporciona dimensiones precisas para el cuerpo del paquete, el espaciado de las patillas y la altura total. La polaridad se indica claramente, típicamente mediante una muesca o un marcador en el paquete y/o en el diagrama de huella. La orientación correcta es esencial para un funcionamiento adecuado.

5.2 Diseño Recomendado de la Pista de Soldadura

Se proporciona una recomendación de patrón de pistas (huella) para el diseño de PCB. Esto incluye las dimensiones y el espaciado para las pistas de cobre a las que se soldarán las patillas del LED. Seguir esta recomendación asegura una buena formación de la junta de soldadura, una alineación correcta y una transferencia térmica óptima desde el dispositivo al PCB.

5.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de soldadura por reflujo compatible con procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 240°C debe limitarse a un máximo de 30 segundos. Adherirse a este perfil es crítico para prevenir daños térmicos al paquete plástico del LED y a las conexiones internas de alambre durante el proceso de montaje superficial.

5.4 Información de Embalaje

Los LEDs se suministran en embalaje de cinta y carrete, adecuado para máquinas de colocación automática. Las especificaciones incluyen dimensiones del carrete, ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos y orientación de los componentes en la cinta. Esta información es necesaria para configurar el equipo de la línea de montaje.

6. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal esiluminación interior automotriz. Esto incluye:

• Retroiluminación del Cuadro de Instrumentos y Salpicadero:Iluminación de indicadores, pantallas LCD y símbolos de advertencia.
• Iluminación de Interruptores y Controles:Retroiluminación de botones para climatización, sistemas de audio, interruptores de ventanas y selectores de marchas.
• Indicadores de Estado Generales:Luces de encendido, advertencias de puerta entreabierta u otros indicadores funcionales.

6.2 Consideraciones de Diseño Críticas

1. Circuito de Accionamiento:Utilice siempre un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Asegúrese de que la potencia nominal de la resistencia sea suficiente (P = I_F²* R).

2. Gestión Térmica:Esto es primordial para la fiabilidad y el mantenimiento de la salida de luz. Use la curva de reducción para determinar la corriente de accionamiento máxima para su temperatura de operación esperada. Asegure un área de cobre adecuada (alivio térmico) en el PCB conectada a las pistas de soldadura para disipar el calor. En entornos de alta temperatura ambiente (como cerca de la electrónica del compartimento del motor de un coche), pueden ser necesarias medidas de refrigeración adicionales.

3. Protección ESD:Implemente procedimientos estándar de manejo ESD durante el montaje. Para aplicaciones sensibles, considere añadir diodos de supresión de tensión transitoria (TVS) u otros circuitos de protección en las líneas de alimentación de entrada.

4. Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados puede requerir difusores o guías de luz para lograr la uniformidad y apariencia deseada en el producto final. El factor de forma de vista lateral se elige específicamente para acoplarse eficientemente a dichos elementos ópticos.

7. Precauciones de Uso

La hoja de datos incluye una sección estándar de precauciones. Los puntos clave incluyen:

• Evite aplicar tensión inversa.
• No exceda los valores máximos absolutos de corriente, potencia y temperatura.
• Siga el perfil de soldadura por reflujo recomendado para evitar daños al paquete.
• Almacene en condiciones apropiadas para evitar la absorción de humedad (la clasificación MSL 2 indica una vida útil de 1 año después de abrir el paquete seco, bajo condiciones ≤30°C/60% HR).
• Limpie usando métodos compatibles con el material del paquete (evite la limpieza ultrasónica con ciertas frecuencias).

8. Información de Pedido

El número de parte 57-21-UR0200H-AM sigue un sistema de codificación específico. Si bien el desglose completo puede ser propietario, típicamente codifica información como el tipo de paquete (57-21 probablemente indica PLCC-2), color (UR para rojo), bin de brillo y posiblemente otros atributos. Para la selección específica de bin o opciones de embalaje (ej., tamaño de cinta y carrete), la sección de información de pedido proporcionaría los códigos exactos a utilizar.

9. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde un bus automotriz de 5V o 12V?

R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie o un driver de corriente constante. Conectarlo directamente a una fuente de tensión superior a su tensión directa causará un flujo de corriente excesivo, pudiendo destruir el LED instantáneamente.

P: La hoja de datos muestra una intensidad típica de 1120mcd. ¿Por qué mi valor medido podría ser diferente?

R: Varios factores afectan la intensidad medida: la corriente de accionamiento (debe ser exactamente 20mA), la temperatura del LED durante la medición, la calibración del equipo de medición y la variación inherente del binning (su muestra podría ser del extremo inferior o superior del bin AA).

P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices exteriores como luces traseras?

R: Si bien está calificado AEC-Q101, su aplicación principal se indica como iluminación interior. Las luces exteriores a menudo tienen requisitos diferentes de mayor brillo, diferentes coordenadas de color y una protección más estricta contra la intemperie y la exposición a los rayos UV. Un LED de grado exterior dedicado sería más apropiado.

P: ¿Qué significa MSL 2 para el almacenamiento?

R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 significa que el paquete puede estar expuesto a condiciones de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta por 1 año antes de requerir horneado previo a la soldadura por reflujo. Los componentes en cinta y carrete se envían en una bolsa seca con una tarjeta indicadora de humedad.