Hoja de Datos del LED de Alta Potencia SMD 67-22ST - Paquete PLCC-2 - 6.8V Máx. - 150mA - LED Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-22ST es un LED de alta potencia de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones de iluminación exigentes. Utiliza un paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), que ofrece un factor de forma compacto adecuado para procesos de ensamblaje automatizado. El color principal emitido es blanco, disponible en varias temperaturas de color correlacionadas (CCT) que van desde blanco cálido (2700K) hasta blanco frío (6500K). Sus ventajas principales incluyen una alta eficacia luminosa, una excelente reproducción cromática con un Índice de Reproducción Cromática (CRI) mínimo de 80, un amplio ángulo de visión de 120 grados y una construcción robusta que cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, como RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos.

El dispositivo está diseñado para iluminación general, iluminación decorativa, iluminación de espectáculos, aplicaciones indicadoras e iluminación de interruptores. Su combinación de alta salida de luz, buena calidad de color y rendimiento fiable lo convierte en un componente versátil tanto para productos de iluminación de consumo como profesionales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites para evitar daños permanentes. La corriente directa continua máxima (I_F) es de 180 mA, con una corriente directa de pico (I_FP) de 300 mA permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10ms). La disipación de potencia máxima (P_d) es de 1020 mW. El rango de temperatura ambiente de operación es de -40°C a +85°C, mientras que el almacenamiento puede ser de -40°C a +100°C. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (R_{th J-S}) es de 17 °C/W, lo cual es crítico para el diseño de gestión térmica. La temperatura máxima permitida en la unión (T_j) es de 115°C. La soldadura debe adherirse a perfiles específicos: soldadura por reflujo a 260°C durante un máximo de 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se especifican en una condición de prueba estándar de una temperatura del punto de soldadura (T_Soldadura) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 150 mA. El flujo luminoso (Φ) tiene un valor mínimo a partir de 120 lúmenes, dependiendo del lote específico del producto (ver sección 3). El voltaje directo (V_F) típicamente varía de 5.8V a un máximo de 6.8V. El Índice de Reproducción Cromática (Ra o CRI) tiene un valor mínimo de 80, con una tolerancia de ±2. Es importante notar que el valor R9 (rojo saturado) se especifica como 0, lo cual es típico en muchos LEDs blancos e indica una posible debilidad en la reproducción de colores rojos profundos. El ángulo de visión (2θ_1/2) es de 120 grados, proporcionando una distribución de luz amplia y uniforme. La corriente inversa (I_R) es un máximo de 50 µA a un voltaje inverso (V_R) de 10V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Numeración del Producto y Códigos de Clasificación

El número de producto sigue una estructura específica:67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. Los segmentos clave dentro de este código definen parámetros críticos. Los caracteres que siguen a '5M' indican el CRI, la CCT y el lote de flujo luminoso. Por ejemplo, en '5M40140', '40' representa una CCT de 4000K, y '140' representa un flujo luminoso mínimo de 140 lúmenes. El '68' denota el lote de voltaje directo máximo (6.8V). 'Z15' especifica la corriente directa de operación de 150mA. El '/2T' probablemente indica el tipo de embalaje o la cantidad en carrete.

3.2 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (CRI)

El CRI se clasifica usando códigos de una letra con valores mínimos definidos: M (60), N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90). Los productos listados en esta hoja de datos utilizan principalmente el lote 'K', correspondiente a un CRI mínimo de 80, con una tolerancia de ±2.

3.3 Clasificación del Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica de forma estricta para garantizar la consistencia. Los lotes se organizan en series basadas en un flujo de referencia a 4000K (ej., 135Lm, 140Lm, 145Lm, 155Lm). Cada serie contiene múltiples códigos de lote (ej., 120L5, 125L5) que definen un rango de 5 lúmenes. Por ejemplo, en la serie de 140Lm, el lote 140L5 tiene un mínimo de 140 lm y un máximo de 145 lm a I_F=150mA. La tolerancia general de flujo es de ±11%.

3.4 Clasificación del Voltaje Directo

El voltaje directo se agrupa en lotes con un rango de 0.2V. Los códigos de lote son 58B (5.8-6.0V), 60B (6.0-6.2V), 62B (6.2-6.4V), 64B (6.4-6.6V) y 66B (6.6-6.8V). La tolerancia para el voltaje directo es de ±0.1V. El '68' en el número de pieza indica que el voltaje máximo para ese grupo es de 6.8V.

3.5 Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y Elipse de MacAdam

La CCT se especifica en Kelvin (K) con valores estándar: 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K y 6500K. La consistencia del color se controla dentro de una elipse de MacAdam de 5 pasos. Esto significa que las coordenadas de cromaticidad (Cx, Cy) de los LEDs del mismo lote caerán dentro de una elipse en el diagrama de cromaticidad CIE que es 5 veces la desviación estándar de la coincidencia de color, garantizando una uniformidad de color muy estricta. Se da una coordenada de ejemplo para el lote de 2700K, 5 pasos: Cx=0.4583, Cy=0.4104.

4. Lista de Producción en Masa y Selección del Dispositivo

La hoja de datos proporciona listas extensas de números de pieza producidos en masa, organizados por su flujo luminoso mínimo a 4000K. Cada lista incluye variantes para todas las CCT estándar (de 2700K a 6500K). Por ejemplo, la serie que apunta a 140 lm a 4000K incluye números de pieza como 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K, 140 lm mín.) y 67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K, 135 lm mín.). Esto permite a los diseñadores seleccionar la combinación exacta de temperatura de color y salida de luz requerida para su aplicación. La guía de selección del dispositivo confirma que el material del chip es InGaN, emitiendo luz blanca (fría, neutra, cálida) con una lente de resina transparente.

5. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal paraIluminación General: downlights, paneles de luz, reemplazo de bombillas donde se necesita alta eficacia y buen CRI.Iluminación Decorativa y de Espectáculos: iluminación de acento, realces arquitectónicos, iluminación escénica que se beneficia del amplio ángulo de visión.Indicadores e Iluminación: indicadores de estado, retroiluminación para paneles o interruptores que requieren una fuente de luz brillante y uniforme.

5.2 Consideraciones de Diseño

Gestión Térmica:Con una resistencia térmica de 17 °C/W y una T_jmáx. de 115°C, un disipador de calor adecuado es crucial. La almohadilla de soldadura en el PCB debe diseñarse para actuar como un esparcidor de calor. Calcule la temperatura de unión esperada basándose en la corriente de accionamiento, la temperatura ambiente y el rendimiento térmico del PCB.Accionamiento Eléctrico:Se recomienda un driver de corriente constante, ajustado a 150mA o menos para una vida útil y rendimiento óptimos. Asegúrese de que el driver pueda manejar el rango de voltaje directo (hasta 6.8V). La clasificación de corriente de pico permite un sobremando breve en aplicaciones pulsadas.Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados es intrínseco; se pueden usar ópticas secundarias (lentes, reflectores) para modificar el patrón del haz si es necesario.Sensibilidad a ESD:El producto es sensible a las descargas electrostáticas. Deben seguirse los procedimientos adecuados de manejo ESD durante el ensamblaje y la instalación.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de las especificaciones de soldadura es vital para la fiabilidad. Para soldadura por reflujo, la temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 260°C debe limitarse a 10 segundos. Un perfil de reflujo estándar sin plomo es adecuado. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto por pista debe limitarse a 3 segundos. Evite aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante o después de la soldadura. Almacene los componentes en un entorno seco y antiestático antes de su uso. Después de soldar, permita que el ensamblaje se enfríe naturalmente; evite el enfriamiento rápido.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LEDs se suministran en cinta y carrete para ensamblaje automatizado pick-and-place. La cantidad específica por carrete está implícita en el sufijo '/2T' del número de pieza, aunque el número exacto debe confirmarse con el proveedor. El número de producto en sí sirve como el código de pedido completo, especificando todos los parámetros ópticos y eléctricos clave (CRI, CCT, Flujo, V_F, I_F). Consulte siempre el número de pieza completo de la lista de producción en masa al realizar un pedido.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs de potencia media estándar, el 67-22ST ofrece una corriente de accionamiento más alta (150mA frente a los típicos 60-150mA para LEDs 2835) y, en consecuencia, una mayor salida de flujo luminoso. Su paquete PLCC-2 es un factor de forma común y robusto. Los diferenciadores clave son su clasificación explícitamente definida y estricta para flujo, voltaje y color (MacAdam de 5 pasos), lo cual es esencial para aplicaciones que requieren color y brillo consistentes en múltiples unidades. La especificación de un CRI mínimo de 80 (con algunos lotes disponibles hasta 90) lo posiciona para aplicaciones de iluminación de calidad, a diferencia de los LEDs centrados únicamente en la máxima eficacia. El cumplimiento de los estándares libres de halógenos es un beneficio ambiental adicional para ciertos segmentos de mercado.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo de energía real de este LED?

R: Potencia (W) = Corriente Directa (A) x Voltaje Directo (V). En el accionamiento típico de 150mA (0.15A) y un V_Ftípico de 6.3V, la potencia es aproximadamente 0.945W.

P: ¿Puedo accionar este LED a 180mA continuamente?

R: Si bien 180mA es el Valor Máximo Absoluto, la condición de operación recomendada es 150mA. Operar a 180mA aumentará la temperatura de unión, reducirá la vida útil y puede causar una depreciación acelerada del lumen. Solo debe considerarse si la gestión térmica es excepcional y los requisitos de vida útil son menos estrictos.

P: El valor R9 es 0. ¿Qué significa esto para la calidad de la luz?

R: Un valor R9 de 0 indica que el LED no reproduce bien los tonos rojos saturados. Los objetos con colores rojos profundos pueden parecer apagados o marronáceos. Para aplicaciones donde la reproducción precisa del rojo es crítica (ej., iluminación minorista para carne o productos, galerías de arte), un LED con un valor R9 positivo (parte de los LEDs de "alto CRI" o "espectro completo") sería más adecuado.

P: ¿Cómo interpreto el código de lote de flujo luminoso '140L5'?

R: El '140' indica el flujo luminoso mínimo en lúmenes para ese lote. El 'L5' probablemente denota un ancho de lote de 5 lúmenes. Por lo tanto, '140L5' significa que los LEDs en este lote tendrán un flujo entre 140 lm (mín.) y 145 lm (máx.) bajo condiciones de prueba estándar.

10. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un luminario lineal LED de 4 pies para iluminación de oficinas con temperatura de color objetivo de 4000K y alta uniformidad.

Selección:Elija el número de pieza 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T. Esto garantiza un CRI mínimo de 80, una CCT de 4000K y un flujo mínimo de 140 lm por LED.

Diseño Térmico:El PCB debe ser de núcleo metálico (MCPCB) para una disipación de calor efectiva. Calcule el número requerido de LEDs para alcanzar los lúmenes objetivo del luminario, luego verifique que la carga térmica total pueda ser manejada por la carcasa del luminario para mantener la temperatura del punto de soldadura del LED dentro de un rango seguro (muy por debajo de 85°C ambiente).

Diseño Eléctrico:Use un driver LED de corriente constante clasificado para la caída de voltaje total (Número de LEDs en serie * V_FMáx.) y configurado para entregar 150mA. Incluya la protección adecuada contra sobretensión y circuitos abiertos/cortocircuitos.

Óptica/Mecánica:Espacie los LEDs uniformemente en el MCPCB. Una cubierta difusora ayudará a mezclar los puntos individuales de los LEDs en una línea de luz uniforme, aprovechando el ángulo de haz nativo de 120 grados.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED es una fuente de luz de estado sólido basada en física de semiconductores. Utiliza un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de InGaN determina la longitud de onda azul primaria emitida. Esta luz azul luego golpea un recubrimiento de fósforo (granate de itrio y aluminio dopado con cerio o similar) dentro del paquete de resina transparente. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la reemite a través de un amplio espectro de longitudes de onda más largas (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La temperatura de color correlacionada (CCT) se ajusta modificando la composición y concentración del fósforo.

12. Tendencias Tecnológicas y Contexto

El 67-22ST representa una clase madura y de alta fiabilidad de LEDs SMD de alta potencia. Las tendencias actuales en tecnología LED continúan centrándose en aumentar la eficacia luminosa (lúmenes por vatio), mejorar la calidad de la reproducción cromática (especialmente los valores R9 y Rf) y mejorar la fiabilidad a temperaturas y corrientes de operación más altas. También hay un fuerte impulso hacia la miniaturización (paquetes más pequeños con igual o mayor salida) y la integración (COB - Chip-on-Board, y módulos integrados). Además, la iluminación inteligente y la iluminación centrada en el ser humano están impulsando LEDs con CCT ajustable y capacidades de atenuación sin cambio de color. Si bien este producto específico es un componente discreto, comprender estas tendencias ayuda a seleccionar la tecnología adecuada para diseños a prueba de futuro, donde factores como la iluminación conectada o el soporte del ritmo circadiano podrían convertirse en requisitos.