Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características
- 1.2 Aplicaciones
- 2. Dimensiones del Encapsulado e Información Mecánica
- 3. Especificaciones y Características
- 3.1 Valores Máximos Absolutos
- 3.2 Características Eléctricas y Ópticas
- 4. Sistema de Clasificación (Binning)
- 4.1 Códigos de Lote por Intensidad Luminosa
- 5. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 6. Guía de Montaje y Manipulación
- 6.1 Diseño Recomendado de Pads en PCB
- 6.2 Guías de Soldadura
- 6.3 Limpieza
- 6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)
- 7. Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad
- 8. Especificaciones de Embalaje
- 9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación
- 9.1 Diseño del Circuito de Excitación
- 9.2 Gestión Térmica
- 9.3 Diseño Óptico
- 10. Fiabilidad y Ámbito de Aplicación
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para procesos de ensamblaje automatizado. El dispositivo utiliza un chip Ultra Brillante de AlInGaP para ofrecer una salida luminosa superior en un encapsulado compacto con lente abovedada. Sus principales objetivos de diseño son la fiabilidad, la compatibilidad con las técnicas de fabricación modernas y la idoneidad para aplicaciones con espacio limitado.
1.1 Características
- Cumple con las directivas medioambientales RoHS.
- Incorpora una lente abovedada para una distribución de luz optimizada.
- Fabricado con un chip semiconductor Ultra Brillante de AlInGaP.
- Suministrado en embalaje de cinta y carrete (cinta de 8mm en carretes de 7\") para colocación automática pick-and-place.
- Conforme a los contornos de encapsulado estándar EIA.
- Diseñado para interfaz directa con circuitos integrados (compatible con I.C.).
- Totalmente compatible con equipos de colocación automática.
- Resiste los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
1.2 Aplicaciones
Este LED está diseñado para una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros:
- Dispositivos de telecomunicaciones y equipos de automatización de oficinas.
- Electrodomésticos y sistemas de control industrial.
- Retroiluminación para teclados y paneles de control.
- Indicadores de estado y de alimentación.
- Micro-pantallas e iluminación de símbolos.
2. Dimensiones del Encapsulado e Información Mecánica
El LED está alojado en un encapsulado estándar de montaje superficial. Las dimensiones críticas se proporcionan en los planos de la hoja de datos, con todas las medidas en milímetros. La tolerancia estándar para dimensiones no especificadas es de \u00b10.1 mm. La lente es transparente, mientras que la fuente de luz emite color rojo. Los planos mecánicos precisos son esenciales para el diseño de la huella en la PCB y garantizar una soldadura y alineación correctas.
3. Especificaciones y Características
Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25\u00b0C, salvo que se indique lo contrario. Exceder los Valores Máximos Absolutos puede causar daños permanentes.
3.1 Valores Máximos Absolutos
- Disipación de Potencia (Pd):62.5 mW
- Corriente Directa de Pico (IF):60 mA (a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
- Corriente Directa Continua (IF):25 mA DC
- Voltaje Inverso (VR):5 V
- Rango de Temperatura de Operación:-30\u00b0C a +85\u00b0C
- Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40\u00b0C a +85\u00b0C
- Condición de Soldadura por Reflujo Infrarrojo:Temperatura máxima de 260\u00b0C durante 10 segundos como máximo.
3.2 Características Eléctricas y Ópticas
Parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (IF= 20mA, Ta=25\u00b0C).
- Intensidad Luminosa (IV):1155.0 - 2145.0 mcd (milicandelas). Medida con un filtro que aproxima la respuesta fotópica del ojo CIE.
- Ángulo de Visión (2\u03b81/2):75 grados. Definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial.
- Longitud de Onda de Emisión Pico (\u03bbP):Típicamente 632 nm.
- Longitud de Onda Dominante (\u03bbd):620.0 - 625.0 nm. La longitud de onda única percibida como el color del LED.
- Ancho Medio Espectral (\u0394\u03bb):Típicamente 20 nm. El ancho de banda espectral a la mitad de la intensidad máxima.
- Voltaje Directo (VF):1.6 - 2.4 V a 20mA.
- Corriente Inversa (IR):10 \u03bcA máximo a VR= 5V.
4. Sistema de Clasificación (Binning)
Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa.
4.1 Códigos de Lote por Intensidad Luminosa
- Lote W1:1155.0 mcd (Mín) a 1400.0 mcd (Máx)
- Lote W2:1400.0 mcd (Mín) a 1800.0 mcd (Máx)
- Lote X1:1800.0 mcd (Mín) a 2145.0 mcd (Máx)
La tolerancia dentro de cada lote es de \u00b115%. Los diseñadores deben especificar el código de lote requerido para aplicaciones que exijan un emparejamiento estricto de brillo.
5. Análisis de Curvas de Rendimiento
La hoja de datos incluye curvas características típicas, cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Estas suelen incluir:
- Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación no lineal, importante para el diseño del circuito de excitación.
- Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo escala la salida de luz con la corriente de excitación.
- Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz al aumentar la temperatura, un factor crítico para la gestión térmica.
- Distribución Espectral:Ilustra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, centrada en la longitud de onda dominante.
Analizar estas curvas permite a los diseñadores optimizar las condiciones de excitación, gestionar los efectos térmicos y predecir el rendimiento en la aplicación final.
6. Guía de Montaje y Manipulación
6.1 Diseño Recomendado de Pads en PCB
Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para garantizar la formación fiable de la unión, la alineación correcta y una resistencia mecánica suficiente. Adherirse a este diseño minimiza defectos como el efecto \"tombstoning\" y otros problemas de colocación.
6.2 Guías de Soldadura
El dispositivo está cualificado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo (Pb-free). Se recomienda un perfil de temperatura de ejemplo conforme a JEDEC:
- Precalentamiento:150-200\u00b0C
- Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
- Temperatura Máxima:Máximo 260\u00b0C.
- Tiempo por Encima de 260\u00b0C:Máximo 10 segundos.
- Número de Pasadas de Reflujo:Máximo dos veces.
Para soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe superar los 300\u00b0C, con un tiempo de contacto limitado a 3 segundos para una sola operación. El perfil real debe caracterizarse para el ensamblaje específico de la PCB, considerando el grosor de la placa, la densidad de componentes y las especificaciones de la pasta de soldar.
6.3 Limpieza
Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado epoxi o la lente.
6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)
Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas y a los picos de voltaje. Deben implementarse controles ESD adecuados durante la manipulación y el ensamblaje. Esto incluye el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y asegurar que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra.
7. Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad
Los LED se envasan en bolsas barrera contra la humedad con desecante para mantener un ambiente seco.
- Paquete Sellado:Almacenar a \u2264 30\u00b0C y \u2264 90% de Humedad Relativa. La vida útil es de un año desde la fecha de sellado de la bolsa.
- Paquete Abierto:Para componentes extraídos de la bolsa sellada, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30\u00b0C / 60% HR. Los componentes deben someterse a reflujo dentro de una semana (Nivel MSL 3).
- Almacenamiento Prolongado (Fuera de la Bolsa):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
- Secado (Rebaking):Si los LED están expuestos al aire ambiente durante más de una semana, deben secarse a aproximadamente 60\u00b0C durante al menos 20 horas antes de la soldadura por reflujo para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" (popcorning).
8. Especificaciones de Embalaje
Los componentes se suministran en cinta portadora embutida para manejo automatizado.
- Ancho de Cinta:8 mm.
- Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
- Cantidad por Carrete:3000 unidades.
- Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
- Cobertura de Alvéolos:Los alvéolos vacíos se sellan con cinta de cubierta.
- Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos LED faltantes consecutivos por especificación de carrete.
- Estándar:El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.
9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación
9.1 Diseño del Circuito de Excitación
Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y evitar la concentración de corriente, cada LED en una configuración en paralelo debe tener su propia resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia en serie (Rs) se puede calcular usando la Ley de Ohm: Rs= (Valimentación- VF) / IF, donde VFes el voltaje directo del LED a la corriente deseada IF. Se recomienda usar el VFtípico para el cálculo, pero los márgenes de diseño deben tener en cuenta el rango mínimo/máximo.
9.2 Gestión Térmica
Aunque el encapsulado es pequeño, una gestión térmica efectiva es esencial para mantener el rendimiento y la longevidad. Exceder la temperatura máxima de unión puede provocar una depreciación acelerada del flujo luminoso y una vida útil reducida. Las prácticas de diseño incluyen asegurar un área de cobre adecuada en la PCB debajo y alrededor de los pads del LED para actuar como disipador de calor, y evitar la operación a la corriente máxima absoluta en temperaturas ambientales elevadas.
9.3 Diseño Óptico
El ángulo de visión de 75 grados proporciona un patrón de emisión amplio. Para aplicaciones que requieren luz focalizada o colimada, serán necesarias ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La lente abovedada transparente es adecuada para aplicaciones donde se desea el color nativo del LED sin difusión.
10. Fiabilidad y Ámbito de Aplicación
Estos LED están destinados a su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría comprometer la seguridad o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad en el transporte), son obligatorias calificaciones adicionales y consulta con el fabricante del componente. Las especificaciones y directrices proporcionadas forman la base para una integración fiable en ensamblajes electrónicos estándar.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |