Hoja de Datos del LED SMD a Color Completo 67-235 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 1.75-3.65V - Potencia 0.12W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-235 es un LED a color completo de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones que requieren tamaño compacto, alto brillo y capacidades de mezcla de colores. Integra tres chips LED individuales (Rojo, Verde, Azul) dentro de un único encapsulado de resina transparente incolora, lo que permite generar un amplio espectro de colores. El dispositivo presenta un encapsulado SMT blanco con un marco de pistas y seis pines individuales para el control independiente de cada canal de color. Sus principales ventajas incluyen un amplio ángulo de visión, bajo consumo de energía y alta intensidad luminosa, lo que lo hace adecuado para retroiluminación y aplicaciones indicadoras en dispositivos electrónicos con espacio limitado.

1.1 Características Principales y Cumplimiento

• Encapsulado: SMT blanco, resina transparente incolora.
• Configuración de Chips: Incorpora 3 chips LED (Rojo RQ, Verde GC, Azul BJ).
• Interfaz Eléctrica: Encapsulado con marco de pistas y 6 pines individuales.
• Rendimiento Óptico: Amplio ángulo de visión, alta intensidad luminosa.
• Fabricación: Compatible con procesos de soldadura por reflujo.
• Cumplimiento Ambiental: Libre de plomo, cumple con RoHS, cumple con las regulaciones REACH de la UE.
• Libre de Halógenos: Bromo (Br) <900 ppm, Cloro (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.
• Preacondicionamiento: Basado en JEDEC J-STD-020D Nivel 3.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es ideal para aplicaciones donde el espacio, la eficiencia y la capacidad de color son críticos. Los casos de uso típicos incluyen equipos de entretenimiento, tableros de información y señalización, módulos de linterna para cámaras digitales o teléfonos celulares, e iluminación general para pequeños dispositivos electrónicos. Su diseño es particularmente adecuado para su uso con guías de luz.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estas condiciones.

• Voltaje Inverso (VR): 12V para el Rojo (RQ), 5V para el Verde (GC) y el Azul (BJ).
• Corriente Directa (IF): 50mA para RQ, 30mA para GC y BJ.
• Corriente Directa Pico (IFP): 100mA (Ciclo de trabajo 1/10 @1KHz).
• Disipación de Potencia (Pd): 120mW para RQ, 110mW para GC/BJ.
• Límites Térmicos: Temperatura de Unión (Tj) máx. 125°C. Rango de Temperatura de Operación (Topr) -40°C a +100°C. Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg) -40°C a +110°C.
• Resistencia Térmica (Rth): Unión-Ambiente es 500 K/W (RQ) y 600 K/W (GC/BJ). Unión-Punto de Soldadura es 300 K/W (RQ) y 400 K/W (GC/BJ).
• Resistencia a ESD: 2000V para RQ, 500V para GC/BJ (presumiblemente Modelo de Cuerpo Humano).
• Temperatura de Soldadura: Soldadura por reflujo a 260°C durante un máximo de 30 segundos. Soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas (Ta=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (Corriente Directa IF=20mA).

• Intensidad Luminosa (Iv): Rojo (RQ): 450-1400 mcd. Verde (GC): 1120-2240 mcd. Azul (BJ): 225-450 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ1/2): 120 grados (típico).
• Longitud de Onda: Longitud de Onda Pico (λp): RQ~632nm, GC~518nm, BJ~468nm. Longitud de Onda Dominante (λd): RQ 617.5-629.5nm, GC 525-535nm, BJ 465-475nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ): RQ~20nm, GC~35nm, BJ~25nm.
• Voltaje Directo (VF): RQ: 1.75-2.75V. GC/BJ: 2.75-3.65V.
• Corriente Inversa (IR): ≤10 μA al VR nominal para todos los chips.

Nota sobre Tolerancias:Intensidad Luminosa ±11%, Longitud de Onda Dominante ±1nm, Voltaje Directo ±0.1V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia en la producción en masa. Los diseñadores deben especificar los códigos de lote requeridos al realizar el pedido.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Medida a IF=20mA. Los códigos van de menor a mayor intensidad.

• Rojo (RQ): U1 (450-560 mcd), U2 (560-710), V1 (710-900), V2 (900-1120), AA (1120-1400).
• Verde (GC): AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800), BA (1800-2240).
• Azul (BJ): S2 (225-285 mcd), T1 (285-360), T2 (360-450).

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Define el punto de color de cada chip.

• Rojo (RQ): E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5), E6 (625.5-629.5).
• Verde (GC): Y (525-530 nm), Z (530-535).
• Azul (BJ): X (465-470 nm), Y (470-475).

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Importante para el diseño del driver y la gestión de potencia.

• Rojo (RQ): 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15), 2 (2.15-2.35), 3 (2.35-2.55), 4 (2.55-2.75).
• Verde (GC) / Azul (BJ): 5 (2.75-3.05V), 6 (3.05-3.35), 7 (3.35-3.65).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Distribución Espectral

Las curvas muestran la salida de luz relativa en función de la longitud de onda para cada chip. El chip Rojo (RQ) tiene un ancho de banda estrecho (~20nm) centrado alrededor de 632nm. El Verde (GC) tiene un ancho de banda más amplio (~35nm) centrado cerca de 518nm, y el Azul (BJ) tiene un ancho de banda medio (~25nm) cerca de 468nm. Estos datos son cruciales para los cálculos de mezcla de colores y el diseño de filtros.

4.2 Patrón de Radiación

El diagrama ilustra la distribución espacial de la luz, confirmando el amplio ángulo de visión de 120 grados. La intensidad es relativamente uniforme en el cono de visión central, lo que es beneficioso para aplicaciones que requieren una iluminación uniforme.

4.3 Relación Corriente-Voltaje (I-V)

Curvas separadas para RQ, GC y BJ muestran la relación no lineal entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF). Las curvas demuestran la característica exponencial típica de un diodo. El chip Rojo tiene un voltaje de encendido más bajo (~1.8V) en comparación con los chips Verde y Azul (~2.8V). Esto debe tenerse en cuenta en el diseño del circuito, especialmente cuando se alimentan los chips desde una fuente de voltaje común.

4.4 Longitud de Onda vs. Corriente e Intensidad vs. Corriente

Los gráficos de Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa muestran un cambio mínimo con el aumento de la corriente, lo que indica una buena estabilidad del color. Los gráficos de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa son aproximadamente lineales dentro del rango de operación recomendado, pero se saturarán a corrientes más altas debido a efectos térmicos.

4.5 Reducción de Potencia y Gestión Térmica

El gráfico de Corriente Directa Máxima Permisible vs. Temperatura es crítico para la fiabilidad. Muestra cómo la corriente máxima de operación segura debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente o del punto de soldadura. Por ejemplo, a 100°C, la corriente permisible es significativamente menor que a 25°C. Es necesario un diseño adecuado del PCB para la disipación de calor para mantener el rendimiento y la longevidad.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella SMD compacta. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique) son: Longitud total 3.2mm, ancho 2.8mm y altura 1.9mm. El dibujo detallado especifica las ubicaciones de las almohadillas, el contorno del componente y la identificación de los pines (1 a 6). El pin 1 es típicamente el cátodo del chip Rojo, asignándose otros pines a los ánodos y cátodos de los chips Verde y Azul. La asignación exacta de pines debe verificarse en el diagrama de dimensiones para un diseño correcto del PCB.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura

• Soldadura por Reflujo (Recomendada):Temperatura máxima pico de 260°C durante 30 segundos. Un perfil de reflujo estándar sin plomo es adecuado.
• Soldadura Manual:Si es necesario, la temperatura del cautín no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por unión.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

• Estos dispositivos son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Utilice precauciones estándar contra ESD durante la manipulación y el montaje.
• Almacene en un ambiente seco. El nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) está implícito en el preacondicionamiento JEDEC J-STD-020D Nivel 3, que típicamente corresponde a MSL 3. Esto significa que el encapsulado puede estar expuesto a condiciones de piso hasta 168 horas antes de requerir un horneado previo al reflujo.
• Evite el estrés mecánico en la lente durante la colocación.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Resistente a la Humedad

Los dispositivos se suministran en embalaje resistente a la humedad, como cinta y carrete, para mantener la vida útil y prevenir la absorción de humedad.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave para la trazabilidad y verificación: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaque (QTY) y los Códigos de Clasificación específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF). El N° de LOTE proporciona trazabilidad de fabricación.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada canal de color debe ser accionado de forma independiente utilizando una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje. Debido a los diferentes voltajes directos, se requieren resistencias de ajuste de corriente separadas para el canal Rojo y los canales combinados Verde/Azul si se utiliza una fuente de alimentación común. La modulación por ancho de pulso (PWM) es el método recomendado para el atenuado y la mezcla de colores, ya que mantiene una corriente directa constante y, por lo tanto, coordenadas de color estables.

8.2 Diseño Térmico

Dada la disipación de potencia (hasta 120mW) y la resistencia térmica, el PCB actúa como el disipador de calor principal. Utilice un área de cobre adecuada (almohadillas térmicas) conectada a los puntos de soldadura del LED, y considere el uso de vías térmicas a las capas internas o inferiores para mejorar la disipación de calor, especialmente en aplicaciones de alta corriente o alta temperatura ambiente.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia. Para aplicaciones con guías de luz, asegúrese de que la entrada de la guía esté correctamente alineada y dimensionada para capturar el cono de luz emitido. La resina transparente permite una buena mezcla de colores cuando los chips se colocan cerca de una superficie difusora.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave del 67-235 en su clase son la integración de tres chips distintos de alto rendimiento (AlGaInP para el Rojo, InGaN para el Verde y el Azul) en un encapsulado muy compacto de 3.2x2.8mm, combinado con un amplio ángulo de visión de 120 grados. En comparación con los LED RGB más simples de dos pines, la configuración de seis pines permite un control completamente independiente de cada color, lo que permite una gama de colores mucho más amplia y efectos de iluminación más sofisticados. Su cumplimiento de estándares ambientales estrictos (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) lo hace adecuado para mercados globales con regulaciones estrictas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo accionar los tres colores con la misma resistencia limitadora de corriente?

No. El voltaje directo (VF) del chip Rojo (1.75-2.75V) es significativamente menor que el de los chips Verde y Azul (2.75-3.65V). Usar una sola resistencia desde una fuente de alimentación común resultaría en una corriente excesiva a través del chip Rojo o una corriente insuficiente para los chips Verde/Azul, lo que llevaría a un balance de color incorrecto y un posible sobreesfuerzo. Utilice un control de corriente separado para cada canal.

10.2 ¿Qué significan los códigos de lote (CAT, HUE, REF)?

Estos son códigos de clasificación de calidad. CAT se refiere al lote de Intensidad Luminosa (ej., U1, AA). HUE se refiere al lote de Longitud de Onda Dominante (ej., E4, Y). REF se refiere al lote de Voltaje Directo (ej., 0, 5). Especificar lotes garantiza que reciba LED con características eléctricas y ópticas estrechamente agrupadas, lo cual es vital para un rendimiento consistente en matrices de múltiples LED o aplicaciones críticas en color.

10.3 ¿Cómo logro luz blanca con este LED RGB?

La luz blanca se crea mezclando los tres colores primarios (Rojo, Verde, Azul) en proporciones de intensidad específicas. Las proporciones exactas dependen del punto blanco objetivo (ej., blanco frío, blanco cálido) y de la salida espectral específica de los lotes individuales de LED. Esto típicamente requiere calibración y electrónica de accionamiento capaz de ajustar finamente la corriente de cada canal. No es una solución simple de conectar y usar para luz blanca sin el circuito de control adecuado.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Indicador de Estado para un Dispositivo Portátil

Un diseñador necesita un indicador de estado multicolor para un dispositivo médico portátil. El espacio es extremadamente limitado. Se selecciona el LED 67-235. El canal Rojo está programado para indicar una advertencia de batería baja (parpadeante), el Verde para operación normal (fijo) y el Azul para mostrar conectividad Bluetooth (pulsante). Un pequeño microcontrolador con tres salidas PWM acciona el LED a través de simples interruptores de transistor. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado sea visible desde varios ángulos sin necesidad de una lente compleja. El bajo consumo de energía de cada canal (20mA típico) ayuda a conservar la vida útil de la batería. El diseño de seis pines permite que el microcontrolador controle cada color de forma independiente sin circuitos de multiplexación adicionales.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En el 67-235, se utilizan tres materiales semiconductores diferentes: AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para el chip Rojo, e InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para los chips Verde y Azul. La composición específica de estos materiales determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Cuando están polarizados en directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. El encapsulado de resina epoxi transparente sirve para proteger los delicados chips semiconductores, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y puede contener fósforos (aunque no en esta versión transparente) para modificar el color.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El 67-235 representa una tecnología madura en el campo de los LED RGB SMD. Las tendencias actuales en la industria están impulsando varias direcciones simultáneamente: 1)Mayor Eficiencia y Luminancia:Nuevas estructuras epitaxiales y técnicas de encapsulación continúan mejorando la salida de lúmenes por vatio (eficacia). 2)Miniaturización:Tamaños de encapsulado aún más pequeños (ej., 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) se están volviendo comunes para dispositivos ultracompactos. 3)Mejor Reproducción de Color y Gama:Los desarrollos en LED convertidos por fósforo y materiales de emisión directa apuntan a expandir la gama de colores para pantallas y lograr un Índice de Reproducción Cromática (IRC) más alto para iluminación. 4)Inteligencia Integrada:El mercado está viendo un crecimiento en LED con CI de control incorporados (LED RGB direccionables), simplificando el diseño del sistema. Si bien el 67-235 es un componente discreto, comprender estas tendencias ayuda a seleccionar la tecnología adecuada para diseños a prueba de futuro, equilibrando costo, rendimiento y nivel de integración.