Hoja de Datos del LED Verde SMD3528 de un Solo Chip - Tamaño 3.5x2.8mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.108W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El SMD3528 es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) que presenta una fuente de luz verde de un solo chip encapsulada dentro de la huella estándar de la industria del paquete 3528. Este LED está diseñado para iluminación indicadora de propósito general, aplicaciones de retroiluminación e iluminación decorativa donde se requiere una salida de color verde consistente y un rendimiento fiable. Su tamaño compacto y diseño de montaje superficial lo hacen adecuado para procesos de montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB).

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotoelectrónicas y Eléctricas

El rendimiento central del LED se define bajo condiciones de prueba estándar (T_s=25°C). El voltaje directo típico (V_F) es de 3.2V a una corriente de accionamiento de 20mA, con un valor máximo permitido de 3.6V. Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. La longitud de onda dominante (λ_d) se especifica en 525nm, definiendo su punto de color verde. El dispositivo exhibe un amplio ángulo de visión de 120 grados (2θ_1/2), proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para iluminación de área.

2.2 Valores Máximos Absolutos y Características Térmicas

Para garantizar la fiabilidad a largo plazo, el dispositivo no debe operarse más allá de sus valores máximos absolutos. La corriente directa continua máxima (I_F) es de 30mA. Se permite una corriente directa pulsada más alta (I_FP) de 60mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤10ms, ciclo de trabajo ≤1/10). La disipación de potencia máxima (P_D) es de 108mW. La temperatura de unión (T_j) no debe exceder los 125°C. El rango de temperatura ambiente operativo es de -40°C a +80°C, con un rango de temperatura de almacenamiento idéntico. Para la soldadura, se especifica un perfil de reflujo con una temperatura máxima de 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en bins para garantizar la consistencia de color y brillo dentro de una aplicación. El sistema de clasificación cubre tres parámetros clave: flujo luminoso, longitud de onda y voltaje directo.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo luminoso, medido en lúmenes (lm) a 20mA, se categoriza en varios bins (por ejemplo, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2). Cada bin especifica un valor mínimo y típico. Por ejemplo, el bin B1 tiene un mínimo de 1.5 lm y un valor típico de 2.0 lm. La tolerancia de medición es de ±7%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda

La longitud de onda dominante se clasifica para controlar el tono preciso del verde. Los bins se definen como G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm) y G7 (526-530nm). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con coordenadas de color muy específicas.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo (V_F) se clasifica para ayudar en el diseño de circuitos para aplicaciones impulsadas por voltaje o para emparejar LEDs en cadenas en serie. Los bins son: Código 1 (2.8-3.0V), Código 2 (3.0-3.2V), Código 3 (3.2-3.4V) y Código 4 (3.4-3.6V), con una tolerancia de medición de ±0.08V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Curva Característica IV

La relación entre el voltaje directo (V_F) y la corriente directa (I_F) es no lineal, típica de un diodo. La curva muestra que un pequeño aumento en el voltaje más allá del punto de encendido resulta en un rápido aumento de la corriente. Esto subraya la importancia de usar un controlador de corriente constante en lugar de una fuente de voltaje constante para prevenir la fuga térmica y garantizar una salida de luz estable.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente

La salida de luz aumenta con la corriente de accionamiento pero no de forma lineal. A corrientes más altas, la eficiencia típicamente disminuye debido a efectos térmicos incrementados y otros comportamientos no ideales del semiconductor. Operar el LED significativamente por encima de los 20mA recomendados puede producir rendimientos decrecientes en brillo mientras reduce drásticamente la vida útil.

3.3 Características Espectrales y Térmicas

La curva de distribución de energía espectral relativa muestra cómo se distribuye la salida de luz a través de las longitudes de onda. La curva para este LED verde alcanza su punto máximo alrededor de 525nm. El gráfico que ilustra la energía espectral relativa versus la temperatura de unión indica que el espectro de emisión y la intensidad pueden cambiar con la temperatura. A medida que la temperatura de unión aumenta de 25°C a 125°C, la energía espectral relativa generalmente disminuye, lo cual es una consideración crítica para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o densamente empaquetadas.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Físicas y Dibujo de Contorno

El LED cumple con el estándar del paquete SMD 3528, con dimensiones nominales de 3.5mm de longitud y 2.8mm de ancho. El dibujo dimensional exacto proporciona tolerancias críticas: las dimensiones especificadas con un decimal (por ejemplo, .X) tienen una tolerancia de ±0.10mm, mientras que las especificadas con dos decimales (.XX) tienen una tolerancia más ajustada de ±0.05mm. La altura del paquete también se define en el dibujo.

5.2 Patrón de Pads Recomendado y Diseño de Plantilla

Se proporciona un patrón de pistas (huella) recomendado para el diseño de PCB para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. También se sugiere un diseño de plantilla correspondiente para la aplicación de pasta de soldadura. Adherirse a estas recomendaciones ayuda a lograr uniones de soldadura fiables, una buena alineación y una disipación de calor efectiva desde la almohadilla térmica del LED (si está presente).

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo, a menudo por un punto verde, una muesca en el paquete o una esquina achaflanada. El diagrama de disposición de pads indica claramente los pads del ánodo y el cátodo. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento del dispositivo.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos estándar de soldadura por reflujo por infrarrojos o convección. La temperatura máxima de soldadura permitida se especifica como 200°C o 230°C en el cuerpo del paquete, con un tiempo máximo de exposición de 10 segundos por encima de la temperatura líquida. Es crítico seguir un perfil que precaliente adecuadamente para minimizar el choque térmico, permita una activación adecuada del fundente y mojado de la soldadura, y enfríe a una velocidad controlada.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

Los LEDs son sensibles a la descarga electrostática (ESD). Deben manipularse en un entorno protegido contra ESD usando pulseras conectadas a tierra y tapetes conductores. Los dispositivos deben almacenarse en sus bolsas de barrera de humedad originales con desecante, en condiciones que no excedan los rangos de temperatura y humedad de almacenamiento especificados. La exposición a alta humedad puede requerir horneado antes del reflujo para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del paquete debido a la rápida expansión del vapor).

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora embutida enrollada en carretes, adecuada para máquinas de colocación automática. Se proporcionan dimensiones detalladas para los bolsillos de la cinta portadora, la cinta de cubierta y el carrete. La fuerza de despegue de la cinta de cubierta se especifica entre 0.1N y 0.7N cuando se despega en un ángulo de 10 grados, asegurando que sujete el componente de forma segura durante el envío pero se libere fácilmente durante el montaje.

7.2 Regla de Numeración del Modelo del Producto

Un sistema de codificación alfanumérica detallado define el modelo del producto. La estructura del código incluye campos para: contorno del paquete (por ejemplo, '32' para 3528), número de chips ('S' para chip único de baja potencia), código de lente/óptica ('00' sin lente, '01' con lente), código de color ('G' para verde), código interno y código de bin de flujo luminoso. Esto permite realizar pedidos precisos de una combinación específica de características.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para una variedad de aplicaciones, incluidos indicadores de estado en electrónica de consumo y equipos industriales, retroiluminación para pantallas LCD y teclados, iluminación decorativa en letreros y acentos arquitectónicos, e iluminación de letras canal. Su amplio ángulo de visión lo hace bueno para la iluminación de área donde se necesita una fuente de luz difusa.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o, preferiblemente, un circuito controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (V_supply), el voltaje directo del LED (V_Fde su bin) y la corriente deseada (I_F, típicamente 20mA). Fórmula: R = (V_supply- V_F) / I_F.
Gestión Térmica:Aunque este es un dispositivo de baja potencia, un diseño eficaz del PCB es importante. Asegure un área de cobre adecuada conectada a la almohadilla térmica (si corresponde) para disipar el calor, especialmente cuando opere en o cerca de los valores máximos o en altas temperaturas ambientales.
Diseño Óptico:Considere el ángulo de visión de 120 grados. Para haces enfocados, pueden requerirse ópticas secundarias (lentes). La clasificación por longitud de onda y flujo debe coincidir dentro de un solo producto para una apariencia uniforme.

9. Fiabilidad y Estándares de Calidad

9.1 Estándares de Pruebas de Fiabilidad

El producto se somete a rigurosas pruebas de fiabilidad basadas en estándares de la industria (JESD22, MIL-STD-202G). Las pruebas clave incluyen:
Pruebas de Vida Operativa:Realizadas a temperatura ambiente, alta temperatura (85°C) y baja temperatura (-40°C) durante 1008 horas cada una bajo corriente máxima.
Pruebas Ambientales:Vida Operativa de Alta Humedad y Alta Temperatura (HHHTOHL) a 60°C/90% HR, y ciclado de temperatura con humedad.
Choque Térmico:Ciclado entre -40°C y 125°C.

9.2 Criterios de Fallo

Una prueba se considera un fallo si alguna muestra exhibe: un cambio en el voltaje directo >200mV; degradación del flujo luminoso >15% para LEDs basados en InGaN (que incluye este LED verde); corriente de fuga inversa >10μA; o fallo catastrófico (circuito abierto o cortocircuito). Estos criterios estrictos aseguran un alto nivel de robustez del producto.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs verdes de orificio pasante más antiguos, el SMD3528 ofrece ventajas significativas en tamaño, idoneidad para montaje automatizado y, típicamente, un mejor rendimiento térmico debido a que el PCB actúa como disipador de calor. Dentro de la categoría SMD3528, este producto específico se diferencia por su sistema de clasificación detallado para flujo, longitud de onda y voltaje, permitiendo un emparejamiento de rendimiento más ajustado en aplicaciones críticas. Su amplio ángulo de visión de 120 grados puede ser una ventaja sobre los LEDs de ángulo más estrecho para algunas aplicaciones, pero una desventaja para otras que requieren un haz enfocado.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 5V?
R: No. Debe usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, con una fuente de 5V y una V_Ftípica de 3.2V a 20mA, la resistencia requerida es (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios. Use el siguiente valor estándar (por ejemplo, 91 Ohmios).
P: ¿Cuál es la diferencia entre los bins G5, G6 y G7?
R: Representan diferentes rangos de longitud de onda dominante. G5 es la longitud de onda más corta (verde azulado, ~520nm), G7 es la más larga (verde amarillento, ~528nm) y G6 está en medio. Elija según el punto de color deseado.
P: ¿Cuánto durará este LED?
R: La vida útil del LED se define típicamente como el punto donde la salida de luz se degrada a un cierto porcentaje (por ejemplo, 70% o 50%) de su valor inicial. Aunque no se establece explícitamente aquí, las rigurosas pruebas de fiabilidad (1008+ horas bajo estrés) sugieren una larga vida operativa cuando se usa dentro de las especificaciones, especialmente con una gestión térmica adecuada.
P: ¿Se necesita una lente?
R: El producto estándar no tiene lente integral (código '00'), proporcionando un patrón de emisión lambertiano. Una lente (código '01') se usaría para colimar o dar forma al haz de luz para aplicaciones específicas.

12. Caso de Estudio de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado:Un producto requiere diez indicadores de estado verdes uniformes.Pasos de Diseño:1. Seleccione todos los LEDs del mismo bin de flujo luminoso (por ejemplo, B2) y bin de longitud de onda (por ejemplo, G6) para garantizar brillo y color idénticos. 2. Diseñe el PCB con el diseño de pads recomendado. 3. Para un riel de alimentación de 12V, calcule la resistencia limitadora de corriente. Usando la V_Fmáxima del bin 4 (3.6V) por seguridad: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420 Ohmios. Una resistencia de 430 Ohmios sería adecuada. 4. Asegúrese de que el PCB tenga suficiente área de cobre para la disipación de calor, ya que los diez LEDs estarán agrupados. 5. Especifique el número de pieza exacto incluyendo todos los códigos de bin al proveedor para garantizar consistencia.

13. Introducción al Principio de Funcionamiento

La luz se produce a través de un proceso llamado electroluminiscencia. El chip LED es un diodo semiconductor con una unión p-n hecha de materiales de nitruro de galio e indio (InGaN) específicamente diseñados para emitir luz verde. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa (la unión). Cuando un electrón se recombina con un hueco, libera energía en forma de fotón (partícula de luz). El bandgap específico del material InGaN determina la longitud de onda (color) del fotón emitido, que en este caso es verde (~525nm). El encapsulante de epoxi o silicona protege el chip y a menudo actúa como una lente primaria.

14. Tendencias y Avances Tecnológicos

La tendencia general en los LEDs SMD como el 3528 es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que permite una salida más brillante con la misma potencia o el mismo brillo con menor consumo de energía y menos calor. También hay una mejora continua en la consistencia del color y la estabilidad a lo largo del tiempo y la temperatura. Si bien este es un tamaño de paquete maduro, los materiales semiconductores subyacentes y los procesos de fabricación se perfeccionan constantemente. Para los LEDs verdes específicamente, lograr una alta eficiencia y una saturación de color pura ha sido un desafío histórico, pero los avances continuos en ciencia de materiales siguen ampliando los límites del rendimiento.