Hoja de Datos del LED SMD a Color Completo 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS - Dimensiones del Paquete - Voltaje 2.4-3.4V - Potencia 0.082-0.102W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones del 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS, un LED a color completo de montaje superficial (SMD). Este componente integra tres chips LED individuales (Rojo, Verde, Azul) dentro de un único paquete de resina difusora blanca, permitiendo la generación de un amplio espectro de colores mediante mezcla aditiva de color. El dispositivo está diseñado para aplicaciones que requieren tamaño compacto, alta intensidad luminosa y un amplio ángulo de visión.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas principales de este LED derivan de su diseño de paquete y selección de materiales. El uso de una resina transparente incolora con un paquete SMT difusor blanco garantiza una excelente difusión de la luz y una apariencia uniforme. El diseño integrado de tres chips simplifica el diseño del circuito al proporcionar un único componente para salida a color completo. El paquete de marco de pines con seis pines individuales permite el control independiente de cada canal de color. Además, el dispositivo cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, incluidos RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED es ideal para aplicaciones donde el espacio es limitado y se requiere indicación o iluminación multicolor vibrante. Su alto rendimiento y fiabilidad lo hacen adecuado para electrónica de consumo, dispositivos portátiles y señalización. Las aplicaciones típicas incluyen retroiluminación para paneles de información, indicadores de estado en equipos de entretenimiento, módulos de flash para cámaras de teléfonos móviles e iluminación decorativa o funcional general en pequeños dispositivos electrónicos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave del dispositivo, tal como se definen en la hoja de datos.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar el LED bajo estas condiciones. Los valores clave incluyen una corriente directa continua (IF) de 30 mA por canal de color (Azul/Amarillo, Verde, Rojo), una corriente directa pico (IFP) de 60 mA por canal con un ciclo de trabajo de 1/10 y 1 kHz, y una disipación de potencia (Pd) que oscila entre 82 mW y 102 mW dependiendo del chip. La temperatura máxima de unión (Tj) es de 115°C, con un rango de temperatura de operación (Topr) de -40°C a +85°C. El dispositivo puede soportar un nivel ESD de 2000V.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estas características se miden a Ta=25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo bajo condiciones de prueba especificadas.

2.2.1 Intensidad Luminosa y Ángulo de Visión

La intensidad luminosa (Iv) varía según el color. Bajo condiciones de prueba de IF=10mA para Azul, 15mA para Verde y 20mA para Rojo, los valores típicos son: Azul: 140-355 mcd, Verde: 900-2240 mcd, Rojo: 450-1120 mcd. La salida combinada de blanco mixto tiene una intensidad típica de 1400-3550 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2) es un amplio 120 grados, lo cual es beneficioso para aplicaciones que requieren una iluminación o visibilidad amplia.

2.2.2 Longitud de Onda y Características Espectrales

La longitud de onda pico (λp) es típicamente 460 nm (Azul), 520 nm (Verde) y 630 nm (Rojo). Los rangos de longitud de onda dominante (λd) son: Azul: 460-475 nm, Verde: 520-535 nm, Rojo: 617.5-629.5 nm. El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) es aproximadamente 23 nm para Azul, 30 nm para Verde y 18 nm para Rojo. Estos parámetros son críticos para la precisión y consistencia del color en aplicaciones de visualización o iluminación.

2.2.3 Parámetros Eléctricos

El voltaje directo (VF) para los chips Azul y Verde oscila entre 2.40V y 3.40V a sus respectivas corrientes de prueba. El chip Rojo tiene un rango de voltaje directo más bajo de 1.75V a 2.75V a 20mA. El dispositivo también incluye un diodo Zener integrado para protección, con un voltaje Zener (VZ) entre 5.30V y 7.00V a una corriente de prueba (IZ) de 5mA.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins).

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La salida de blanco mixto se categoriza en lotes basados en valores mínimos y máximos de intensidad luminosa. Los códigos de lote son AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd), BB (2240-2800 mcd) y CA (2800-3550 mcd). Se aplica una tolerancia de ±11% a la intensidad luminosa.

3.2 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

La salida de color se controla con precisión mediante la clasificación en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Se definen nueve lotes (S1 a S9), cada uno representando un área cuadrilátera pequeña en el plano de coordenadas x,y. Las coordenadas para cada vértice de estos lotes se proporcionan en la hoja de datos. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.01, lo que garantiza un control de color estricto para aplicaciones donde el emparejamiento de color preciso es esencial.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

Una curva de distribución espectral típica muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda para cada chip, superpuesta con la curva de respuesta estándar del ojo humano V(λ). El diagrama de características de radiación ilustra la distribución espacial de la intensidad de la luz, que está relacionada con el ángulo de visión de 120 grados.

4.2 Características Corriente-Voltaje (I-V)

Curvas separadas para los chips BY (Azul), GR (Verde) y RTN (Rojo) grafican la corriente directa frente al voltaje directo. Estas curvas son esenciales para diseñar el circuito limitador de corriente apropiado para cada canal, ya que la relación no es lineal (exponencial).

4.3 Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa

Estas curvas muestran cómo la longitud de onda dominante de cada chip puede desplazarse ligeramente con cambios en la corriente directa. Esta información es importante para aplicaciones que requieren una salida de color estable en diferentes niveles de brillo.

4.4 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta relación es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado, mostrando cómo la salida de luz aumenta con la corriente. Los diseñadores utilizan esto para lograr los niveles de brillo deseados.

4.5 Corriente Directa Máxima Permisible vs. Temperatura

Esta curva de reducción de potencia (derating) es crucial para la fiabilidad. Muestra cómo la corriente directa continua máxima segura debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente. Operar por encima de esta curva puede provocar sobrecalentamiento y reducir la vida útil.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo tiene una huella SMD específica. El dibujo de dimensiones del paquete proporciona todas las medidas críticas, incluidos largo, ancho, altura, tamaños de las almohadillas y espaciado de pines. Todas las tolerancias son de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. La unidad de medida es el milímetro (mm). Esta información es vital para el diseño del layout de la PCB para garantizar un ajuste y soldadura adecuados.

5.2 Diseño de Almohadillas e Identificación de Polaridad

El marco de pines de seis terminales permite conexiones individuales de ánodo/cátodo para cada uno de los tres chips LED. El diagrama de dimensiones de la hoja de datos indica claramente la configuración de los pines, mostrando qué almohadillas corresponden al ánodo y al cátodo para los chips Rojo, Verde y Azul. Se debe observar la polaridad correcta durante el ensamblaje para garantizar el funcionamiento adecuado.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El método de soldadura recomendado es la soldadura por reflujo. La temperatura máxima de soldadura (Tsol) es de 260°C durante una duración de 10 segundos. Se debe respetar este perfil para evitar daños térmicos al paquete del LED, las uniones de soldadura y los enlaces de alambre internos.

6.2 Soldadura Manual (Si es Aplicable)

Aunque se prefiere el reflujo, se especifica la soldadura manual como alternativa con límites más estrictos: una temperatura máxima de 350°C durante solo 3 segundos. Se debe tener extremo cuidado para localizar el calor y evitar una exposición prolongada.

6.3 Preacondicionamiento y Sensibilidad a la Humedad

El dispositivo está preacondicionado según JEDEC J-STD-020D Nivel 3. Esto indica la sensibilidad del componente a la absorción de humedad antes de la soldadura. Para un ensamblaje confiable, especialmente si el dispositivo ha estado expuesto al aire ambiente durante períodos prolongados, se deben seguir los procedimientos de horneado adecuados según el estándar JEDEC antes de la soldadura por reflujo.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

El rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) es de -40°C a +100°C. Los componentes deben almacenarse en un entorno seco y controlado, preferiblemente en sus bolsas de barrera de humedad originales con desecante hasta que estén listos para su uso.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada canal de color requiere una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo del chip específico a la corriente deseada (IF). Debido a los diferentes valores de VF e IF recomendados para cada color, normalmente se necesitarán tres valores de resistencia separados. Se puede utilizar un microcontrolador o un CI controlador de LED dedicado para la modulación por ancho de pulso (PWM) para controlar el brillo y crear mezclas de color.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Asegurar un área de cobre de PCB o vías térmicas adecuadas, especialmente si se opera cerca de corrientes máximas o en altas temperaturas ambientales, para disipar el calor y mantener la temperatura de unión dentro de los límites.
• Control de Corriente:Utilizar siempre una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. La conexión directa a una fuente de voltaje causará corriente excesiva y destruirá el LED.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 120 grados lo hace adecuado para visualización directa. Para aplicaciones con guías de luz, considerar la eficiencia de acoplamiento y la posible mezcla de colores dentro de la guía.
• Protección ESD:Aunque el dispositivo tiene una clasificación ESD de 2000V, implementar protección ESD adicional en las líneas sensibles del producto final es una buena práctica para la robustez.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar los tres chips con la misma corriente de 20mA?

R: Aunque es posible, no se recomienda según las condiciones de prueba. La hoja de datos especifica corrientes de prueba óptimas de 10mA (Azul), 15mA (Verde) y 20mA (Rojo) para los datos fotométricos publicados. Alimentar los chips Azul y Verde a 20mA aumentará la salida de luz, pero también la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que podría afectar la longevidad y la estabilidad del color. Consulte siempre los Valores Máximos Absolutos.

P: ¿Cómo logro luz blanca pura?

R: El blanco puro se logra mezclando las intensidades correctas de luz roja, verde y azul. Debido a las variaciones en la percepción humana y la eficiencia de los chips, las corrientes necesarias no son iguales. Los datos típicos de intensidad de blanco mixto (1400-3550 mcd) se miden con la relación de corriente específica de B:10mA, G:15mA, R:20mA. Puede ser necesario un ajuste fino mediante PWM o ajuste de corriente analógica para un punto blanco deseado (por ejemplo, blanco frío, blanco cálido).

P: ¿Cuál es el propósito del diodo Zener integrado?

R: El diodo Zener está conectado en paralelo con el/los chip(s) LED, probablemente en una orientación de polarización inversa. Actúa como un limitador de voltaje para proteger la sensible unión del LED de picos de voltaje transitorios o eventos de descarga electrostática (ESD) que de otro modo podrían causar daños.

9. Principio de Funcionamiento

El dispositivo funciona según el principio de electroluminiscencia en materiales semiconductores. Los tres chips integrados están hechos de diferentes compuestos semiconductores: AlGaInP para el chip Rojo e InGaN para los chips Verde y Azul. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n de un chip, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La energía específica de la banda prohibida del material semiconductor determina la longitud de onda (color) de la luz emitida. Al controlar de forma independiente la intensidad de estos tres colores primarios (Rojo, Verde, Azul), se puede producir una amplia gama de colores secundarios mediante mezcla aditiva de color directamente dentro del paquete difusor del dispositivo.