Hoja de Datos del LED Azul SMD3528 - Tamaño 3.5x2.8mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.144W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para un LED azul de un solo chip en el encapsulado SMD3528. Este dispositivo de montaje superficial está diseñado para iluminación general, retroiluminación y aplicaciones indicadoras que requieren una fuente de luz azul fiable y eficiente. La ventaja principal de este componente radica en su encapsulado estandarizado, parámetros de rendimiento consistentes y un sistema de clasificación bien definido, lo que garantiza un comportamiento predecible en el diseño de circuitos.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

La siguiente sección detalla los valores máximos absolutos y las características eléctricas/ópticas típicas del LED. Todos los parámetros se miden en condiciones estándar de prueba de T_s= 25°C.

2.1 Valores Máximos Absolutos

• Corriente Directa (I_F):30 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pulso (I_FP):40 mA (Ancho de pulso ≤ 10ms, Ciclo de trabajo ≤ 1/10)
• Disipación de Potencia (P_D):144 mW
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Unión (T_j):125°C
• Temperatura de Soldadura (T_sld):Soldadura por reflujo a 200°C o 230°C durante 10 segundos.

2.2 Parámetros Técnicos Típicos

Medidos a una corriente directa (I_F) de 20 mA.

• Voltaje Directo (V_F):Típico 3.2 V, Máximo 3.6 V
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):460 nm
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120°

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en grupos (bins) según parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia. Los códigos de clasificación forman parte del número de modelo del producto.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo luminoso se mide a I_F= 20 mA. La tolerancia para la medición del flujo es de ±7%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda

La longitud de onda dominante se clasifica para controlar el tono específico de la luz azul.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica para ayudar en el diseño del circuito de regulación de corriente. La tolerancia para la medición del voltaje es de ±0.08V.

3.4 Regla de Nomenclatura del Producto

El número de modelo sigue una estructura específica:T [Package Code] [Chip Count] [Lens Code] [Internal Code] - [Flux Code] [Wavelength Code].

• Código de Encapsulado (ej., 32):Denota el encapsulado SMD3528.
• Número de Chips (ej., S):'S' para un solo chip de baja potencia.
• Código de Lente:'00' sin lente, '01' con lente.
• Color:Definido por letra (B para Azul).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características ilustran la relación entre parámetros clave, lo cual es crucial para la gestión térmica y del circuito de excitación.

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación exponencial típica de un diodo. El voltaje directo aumenta con la corriente. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito excitador proporcione un margen de voltaje adecuado, especialmente considerando la dispersión de clasificación de voltaje, para lograr la corriente deseada sin exceder los valores máximos absolutos.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente pero puede no ser perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas. Operar por encima de los 20mA recomendados puede producir rendimientos decrecientes en eficiencia y aumentar la temperatura de unión, afectando potencialmente la longevidad.

4.3 Energía Espectral Relativa vs. Temperatura de Unión

El gráfico indica que a medida que la temperatura de unión aumenta desde 25°C hasta 125°C, la salida de energía espectral relativa disminuye. Esto resalta la importancia de la gestión térmica en el diseño de la aplicación para mantener una salida de luz consistente y estabilidad de color durante la vida útil del producto.

4.4 Distribución Espectral de Potencia

La curva espectral confirma una emisión máxima alrededor de la longitud de onda dominante de 460nm, característica de un chip LED azul de InGaN. El ancho de banda estrecho es típico para un LED monocromático.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El encapsulado SMD3528 tiene dimensiones nominales de 3.5mm (largo) x 2.8mm (ancho). Se proporciona el dibujo dimensional exacto con tolerancias (ej., .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Patrón de Pads Recomendado y Diseño de Esténcil

Se suministra un patrón de huella detallado y un diseño de esténcil para pasta de soldadura para garantizar una soldadura y alineación adecuadas durante el proceso de montaje SMT. Adherirse a estas recomendaciones es crítico para lograr uniones de soldadura fiables y una transferencia térmica óptima desde el LED hacia la PCB.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el encapsulado del LED, a menudo con un tinte verde en la lente o una muesca/chaflán en una esquina del cuerpo plástico. El diagrama de disposición de pads indica claramente los pads del ánodo y el cátodo.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED está clasificado para procesos estándar de soldadura por reflujo. La temperatura máxima del cuerpo durante la soldadura no debe exceder los 200°C durante 10 segundos o 230°C durante 10 segundos. Es esencial seguir el perfil de temperatura recomendado para evitar daños al chip interno y al material de la lente epoxi.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

• Almacenar en un ambiente seco y antiestático dentro del rango de temperatura especificado (-40°C a +80°C).
• Evitar estrés mecánico en la lente.
• Usar dentro de los 12 meses posteriores a la fecha de fabricación bajo las condiciones de almacenamiento recomendadas para garantizar la soldabilidad.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes, apta para máquinas pick-and-place automatizadas. Se especifican las dimensiones clave de la cinta (tamaño del bolsillo, paso) y la fuerza de despegue requerida de la cinta de cubierta (0.1 - 0.7N a un ángulo de 10 grados) para garantizar la compatibilidad con el equipo SMT.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Para pantallas LCD, teclados o señalización.
• Indicadores de Estado:En electrónica de consumo, electrodomésticos y equipos industriales.
• Iluminación Decorativa:En iluminación de acento, iluminación ambiental o elementos arquitectónicos.
• Iluminación General:Como componente en módulos LED, tiras o bombillas, a menudo combinado con fósforos para crear luz blanca.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre excitar el LED con una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. No conectar directamente a una fuente de voltaje.
• Gestión Térmica:Diseñar la PCB con un área de cobre adecuada o vías térmicas para disipar calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima. Las altas temperaturas de unión aceleran la depreciación del lumen.
• Protección contra ESD:Aunque no se indique explícitamente como altamente sensible, implementar protección básica contra ESD en el circuito excitador es una buena práctica para la fiabilidad.
• Diseño Óptico:Considerar el ángulo de visión de 120 grados al diseñar lentes o guías de luz para la aplicación prevista.

9. Comparación Técnica

En comparación con los LED de orificio pasante, el SMD3528 ofrece ventajas significativas en montaje automatizado, ahorro de espacio en la placa y mejor rendimiento térmico debido a la fijación directa a la PCB. Dentro de la familia SMD, el encapsulado 3528 es un estándar maduro y ampliamente utilizado, que ofrece un buen equilibrio entre tamaño, salida de luz y costo. En comparación con encapsulados más pequeños como 3020 o 3014, el 3528 típicamente puede manejar una corriente ligeramente mayor y puede tener un área luminosa más grande. En comparación con encapsulados más grandes como 5050, es más compacto.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?

Los parámetros técnicos se especifican a 20mA, que es la corriente de prueba estándar y un punto de operación común para una buena eficiencia y longevidad. Se puede operar hasta el máximo absoluto de 30mA continuos, pero esto generará más calor y puede reducir la vida útil.

10.2 ¿Cómo selecciono la resistencia limitadora de corriente correcta?

Usar la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Usar el V_Fmáximo del bin (ej., 3.6V para el bin 4) para un diseño conservador y asegurar que la corriente no exceda el valor deseado. Para una alimentación de 5V y un objetivo de 20mA: R = (5V - 3.6V) / 0.02A = 70Ω. Elegir el valor estándar más cercano (ej., 68Ω o 75Ω) y calcular la corriente real y la disipación de potencia de la resistencia.

10.3 ¿Por qué se clasifica el flujo luminoso y qué clasificación debo elegir?

Las variaciones de fabricación causan ligeras diferencias en la salida de luz. La clasificación agrupa LEDs con rendimiento similar. Elija un bin según el brillo mínimo requerido para su aplicación. Usar un bin más alto (ej., B3) garantiza unidades más brillantes y consistentes, pero puede tener un costo mayor.

10.4 ¿Puedo usar este LED para aplicaciones exteriores?

El rango de temperatura de operación es de -40°C a +80°C, lo que cubre la mayoría de los entornos exteriores. Sin embargo, el LED en sí no es impermeable ni está estabilizado contra los rayos UV. Para uso exterior, debe estar correctamente encapsulado o alojado dentro de un dispositivo sellado e impermeable que también gestione la disipación de calor.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado de baja potencia para un dispositivo alimentado por USB (5V).
Objetivo:Proporcionar una luz indicadora azul clara.
Pasos de Diseño:
1. Selección del LED:Elegir este LED azul SMD3528 (ej., bin de longitud de onda B4 para un azul puro).
2. Configuración de Corriente:Objetivo de 15mA para un brillo adecuado y menor consumo de energía.
3. Cálculo de la Resistencia:Asumir el peor caso V_F= 3.6V (Bin 4). R = (5V - 3.6V) / 0.015A ≈ 93.3Ω. Usar una resistencia estándar de 100Ω.
4. Verificación de Corriente Real:Usando el V_Ftípico de 3.2V, I = (5V - 3.2V) / 100Ω = 18mA (dentro de los límites seguros).
5. Diseño de PCB:Colocar la resistencia de 100Ω en serie con el ánodo del LED. Usar el diseño de pads recomendado. Asegurarse de que no haya otras trazas o componentes demasiado cerca que obstruyan el ángulo de visión de 120 grados si es necesario.
6. Verificación Térmica:Disipación de potencia en el LED: P = V_F* I_F≈ 3.2V * 0.018A = 57.6mW, muy por debajo del máximo de 144mW. No se requiere disipador de calor especial.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una estructura de diodo semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (el pozo cuántico de InGaN en este LED azul), liberando energía en forma de fotones. La composición específica del material (Nitruro de Galio e Indio - InGaN) determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida, en este caso, azul (~460nm). La lente epoxi encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al haz de salida de luz.

13. Estándares de Pruebas de Fiabilidad

El producto se somete a rigurosas pruebas de fiabilidad basadas en estándares de la industria (JESD22, MIL-STD-202G) para garantizar el rendimiento a largo plazo. Las pruebas clave incluyen:

• Prueba de Vida Operativa:A temperatura ambiente, alta temperatura (85°C) y baja temperatura (-40°C) durante 1008 horas bajo corriente máxima.
• Vida Operativa en Alta Humedad:60°C / 90% HR durante 1008 horas.
• Ciclos de Temperatura:Entre -20°C y 60°C con humedad.
• Choque Térmico:-40°C a 125°C durante 100 ciclos.

Criterios de Fallo:Las pruebas se consideran fallidas si las muestras muestran un cambio en el voltaje directo >200mV, degradación del flujo luminoso >15% (para LEDs InGaN), corriente de fuga inversa >10µA o fallo catastrófico (circuito abierto/corto).

14. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en LEDs SMD como el 3528 es hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color (clasificación más estricta) y una mayor fiabilidad a temperaturas de operación más altas. Si bien este encapsulado sigue siendo popular, hay un desarrollo continuo en encapsulados aún más pequeños (ej., 2016, 1010) para miniaturización y en encapsulados a escala de chip (CSP) que eliminan el cuerpo plástico tradicional para un mejor rendimiento térmico y flexibilidad en el diseño óptico. La búsqueda de mayor eficiencia y menor costo por lumen continúa en todos los factores de forma de LED.