Hoja de Datos de LED Azul Cielo PLCC-2 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.9V - Potencia 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de alta luminosidad en color Azul Cielo, en un encapsulado superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dispositivo está diseñado para ofrecer fiabilidad y rendimiento en entornos exigentes, destacando por su amplio ángulo de visión de 120 grados y su calificación según el estándar AEC-Q101 para componentes automotrices. Sus aplicaciones principales incluyen la iluminación ambiental interior de vehículos, retroiluminación de interruptores e indicadores, y otros fines de iluminación general donde se requiera un color y un brillo consistentes.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Eficiencia Luminosa:Proporciona una intensidad luminosa típica de 355 milicandelas (mcd) con una corriente de accionamiento estándar de 10mA, garantizando una salida brillante y visible.
• Amplio Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 120 grados ofrece una distribución de luz uniforme, ideal para iluminación de paneles e indicadores.
• Grado Automotriz:La calificación AEC-Q101 garantiza la fiabilidad bajo las duras condiciones típicas de las aplicaciones automotrices, incluyendo amplios rangos de temperatura y vibración.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con las normativas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH, apoyando una fabricación respetuosa con el medio ambiente.
• Robusta Protección contra ESD:Resiste descargas electrostáticas (ESD) de hasta 8kV (Modelo de Cuerpo Humano), mejorando la fiabilidad en el manejo y montaje.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y de Color

El rendimiento principal del LED se define por sus parámetros fotométricos y colorimétricos, medidos en condiciones estándar (T_s=25°C, I_F=10mA salvo que se especifique lo contrario).

• Intensidad Luminosa Típica (I_V):355 mcd. Esta es la medida principal del brillo. Los valores mínimo y máximo en condiciones de prueba estándar son 140 mcd y 560 mcd, respectivamente, lo que indica la dispersión en la producción.
• Coordenadas de Color (CIE x, y):Las coordenadas de cromaticidad típicas son (0.16, 0.08), que definen el tono específico de Azul Cielo. La tolerancia para estas coordenadas es de ±0.005, asegurando una consistencia de color muy ajustada entre unidades.
• Ángulo de Visión (φ):120 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (a menudo denotado como 2θ_1/2). Se aplica una tolerancia de ±5 grados.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

• Tensión Directa (V_F):Típicamente 2.90V a 10mA, con un rango desde 2.75V (Mín.) hasta 3.75V (Máx.). Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Directa (I_F):La corriente de operación continua recomendada es de 10mA (Típ.), con una corriente máxima absoluta de 20mA. Se requiere una corriente mínima de 2mA para su funcionamiento.
• Disipación de Potencia (P_d):La disipación de potencia máxima permitida es de 75 mW, lo que dicta los requisitos de gestión térmica.
• Resistencia Térmica:Se proporcionan dos valores: R_{th JS(el)}(modelo eléctrico) es 125 K/W máx., y R_{th JS(real)}(condición real) es 200 K/W máx. Estos valores describen la eficacia con la que el calor viaja desde la unión del LED hasta el punto de soldadura.

2.3 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente. No se garantiza la operación bajo estas condiciones.

• Temperatura de Unión (T_J):125 °C
• Temperatura de Operación/Almacenamiento (T_opr/T_stg):-40 °C a +110 °C
• Tensión Inversa (V_R):El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.
• Corriente de Sobretensión (I_FM):300 mA para pulsos ≤10μs con un ciclo de trabajo bajo (D=0.005).
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 30 segundos durante la soldadura por reflujo.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Distribución Espectral y de Radiación

El gráfico de Distribución Espectral Relativa muestra un pico estrecho en la región de longitud de onda azul, característico de un LED azul con un recubrimiento de fósforo para producir el color azul cielo. El Diagrama Típico de Características de Radiación ilustra el patrón de emisión de tipo Lambertiano, confirmando el amplio ángulo de visión de 120 grados con una caída suave de la intensidad.

3.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Este gráfico muestra la relación exponencial típica de un diodo. La curva permite a los diseñadores determinar la caída de tensión precisa para una corriente de accionamiento dada, lo que es esencial para calcular el consumo de potencia y seleccionar los componentes del driver apropiados.

3.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La salida de luz aumenta de forma supralineal con la corriente antes de saturarse potencialmente a corrientes más altas. Esta curva es vital para comprender la eficiencia y para el diseño de atenuación por modulación de ancho de pulso (PWM), donde la corriente media controla el brillo.

3.4 Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos detallan los cambios de rendimiento con la temperatura:

• Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:Muestra que V_Fdisminuye linealmente al aumentar la temperatura (coeficiente de temperatura negativo), lo que puede usarse para la detección de temperatura.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:Demuestra que la salida de luz disminuye al aumentar la temperatura, un factor crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta luminosidad o cerradas.
• Desviación de Cromaticidad vs. Temperatura de Unión:Traza el cambio en las coordenadas CIE x e y, mostrando un desplazamiento mínimo, lo que es importante para aplicaciones que requieren un color estable frente a cambios de temperatura.

3.5 Derating y Manejo de Pulsos

La Curva de Derating de Corriente Directa dicta cómo se debe reducir la corriente continua máxima permitida a medida que la temperatura de la almohadilla de soldadura aumenta por encima de los 25°C. El gráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisible define la corriente pico (I_F) permitida para anchos de pulso muy cortos (t_p) en varios ciclos de trabajo, útil para aplicaciones de estroboscopio o multiplexación.

4. Explicación del Sistema de Binning

Para gestionar las variaciones de producción, los LED se clasifican en bins según parámetros clave.

4.1 Binning de Intensidad Luminosa

Se define una estructura de binning exhaustiva con códigos desde L1 hasta GA. Cada bin especifica un rango mínimo y máximo de intensidad luminosa (mcd). Por ejemplo, el bin T1 cubre de 280 a 355 mcd, y el T2 cubre de 355 a 450 mcd. La parte típica (355 mcd) se sitúa en el límite inferior del bin T2. Los diseñadores deben especificar el bin requerido al realizar el pedido para asegurar la consistencia del brillo en su aplicación.

4.2 Binning de Color

La hoja de datos hace referencia a una \"Estructura de Bin de Color Azul Cielo Estándar\" (el gráfico CIE específico no se detalla completamente en el extracto proporcionado). Típicamente, esta sería una región definida en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 dentro de la cual deben caer las coordenadas (x, y) del LED. La estrecha tolerancia de ±0.005 asegura que todas las unidades dentro de un bin de color coincidan visualmente.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Mecánicas

El LED utiliza un paquete superficial PLCC-2 estándar. Las dimensiones clave (en milímetros) suelen incluir el tamaño del cuerpo (ej., 3.2mm x 2.8mm), la altura (ej., 1.9mm) y el espaciado de las patillas. Los dibujos dimensionales precisos son esenciales para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura para asegurar una soldadura fiable y una disipación térmica adecuada. Seguir esta recomendación previene el efecto 'tombstoning', el desalineamiento y asegura una conexión mecánica y eléctrica robusta.

5.3 Identificación de Polaridad

El paquete PLCC-2 tiene un indicador de polaridad incorporado, normalmente una muesca o una esquina biselada en el cuerpo. La pata del cátodo (negativo) se identifica típicamente por este marcador. La orientación correcta es crucial para el funcionamiento del circuito.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil detallado de temperatura-tiempo para la soldadura por reflujo. Los parámetros clave incluyen:

• Temperatura Máxima:260°C máximo.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):Típicamente 30-60 segundos dentro de un rango especificado (ej., 217-260°C).
• Tasas de Calentamiento y Enfriamiento:Controladas para prevenir choques térmicos en el componente.

Cumplir con este perfil es crítico para evitar dañar el LED o comprometer su fiabilidad a largo plazo.

6.2 Precauciones de Uso

• Precauciones contra ESD:Manipular utilizando procedimientos y equipos seguros contra ESD, ya que el dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas.
• Limitación de Corriente:Utilizar siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar la corriente directa al valor especificado. No conectar directamente a una fuente de tensión.
• Gestión Térmica:Asegurar un área de cobre en la PCB o una disipación de calor adecuada, especialmente cuando se opera a corrientes altas o en temperaturas ambientales elevadas, para mantener la temperatura de unión dentro de los límites.
• Limpieza:Utilizar disolventes de limpieza apropiados que sean compatibles con el material del paquete del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Embalaje

Los LED se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. Se especifican las cantidades estándar por carrete (ej., 2000 o 4000 piezas) y las dimensiones de la cinta para ser compatibles con equipos pick-and-place estándar.

7.2 Estructura del Número de Parte

El número de parte 57-11-SB0100L-AM codifica atributos específicos:

• 57-11:Probablemente denota la serie del producto o el tipo de paquete (PLCC-2).
• SB:Indica el color Azul Cielo (Sky Blue).
• 0100L:Puede relacionarse con el bin de brillo o un grado de rendimiento específico.
• AM:Podría indicar grado automotriz o una revisión específica.

Consulte la guía completa de pedidos para seleccionar los códigos de bin correctos para intensidad y color.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El circuito de accionamiento más básico es una fuente de tensión (V_CC) en serie con una resistencia limitadora de corriente (R_S) y el LED. El valor de la resistencia se calcula como: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y un objetivo I_Fde 10mA: R_S= (5V - 2.9V) / 0.01A = 210 Ω. Se usaría una resistencia de 210Ω o el valor estándar más cercano (220Ω). Para una mejor estabilidad y eficiencia, especialmente en aplicaciones automotrices, se recomienda un circuito integrado driver de corriente constante.

8.2 Diseño para Entornos Automotrices

• Transitorios de Tensión:El sistema eléctrico del vehículo experimenta 'load dumps' y otros transitorios. Asegúrese de que el circuito driver incluya protección (ej., diodos TVS, reguladores robustos) para mantener la tensión/corriente del LED dentro de las especificaciones.
• Ciclos Térmicos:Diseñe la PCB y el montaje para resistir las tensiones por expansión/contracción térmica desde -40°C hasta +110°C.
• Resistencia a la Vibración:Una soldadura robusta, lograda siguiendo el diseño de almohadilla y el perfil de reflujo recomendados, es esencial.

8.3 Técnicas de Atenuación

El brillo se puede controlar mediante:

• Modulación por Ancho de Pulso (PWM):El método preferido. Conmutar el LED encendido/apagado a una frecuencia lo suficientemente alta como para ser imperceptible al ojo (típicamente >100Hz). La corriente media, y por tanto el brillo, es proporcional al ciclo de trabajo. Este método mantiene un color consistente.
• Atenuación Analógica:Reducir la corriente de accionamiento en DC. Es más simple pero puede causar un ligero desplazamiento en las coordenadas de color y la tensión directa, como se muestra en los gráficos de características.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre intensidad luminosa (mcd) y flujo luminoso (lm)?

La intensidad luminosa mide el brillo en una dirección específica (candelas), mientras que el flujo luminoso mide la luz visible total emitida en todas las direcciones (lúmenes). La hoja de datos de este LED especifica la intensidad porque es una fuente direccional con un ángulo de visión definido. El flujo se puede estimar, pero no es la métrica principal especificada para este tipo de componente.

9.2 ¿Puedo accionar este LED a 20mA de forma continua?

Aunque la corriente máxima absoluta es de 20mA, la operación continua a esta corriente requiere una gestión térmica cuidadosa para asegurar que la temperatura de unión no exceda los 125°C. Se debe consultar la curva de derating en función de la temperatura real de la almohadilla de soldadura. Para una operación fiable a largo plazo, se recomienda accionar a o cerca de los 10mA típicos.

9.3 ¿Cómo interpreto los códigos de binning al realizar un pedido?

Debe especificar tanto un bin de intensidad luminosa (ej., T1, T2) como un código de bin de color. Los códigos exactos de bin de color y sus regiones CIE correspondientes se definen en la información completa de binning. Pedir solo por número de parte puede dar como resultado un bin por defecto; para obtener resultados consistentes entre lotes de producción, es necesario especificar explícitamente los bins requeridos.

9.4 ¿Se requiere un disipador de calor?

Para operación a baja corriente (ej., 10mA) en temperaturas ambientales moderadas, la vía térmica a través de las almohadillas de la PCB suele ser suficiente. Para corrientes más altas, temperaturas ambientales elevadas, o cuando se colocan múltiples LED muy juntos, añadir vías térmicas bajo la almohadilla o aumentar el área de cobre en la PCB actúa como un disipador efectivo. En casos extremos, puede ser necesaria una PCB con núcleo metálico dedicada.