Hoja de Datos del LED Blanco SMD3528 - 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) blanco de montaje superficial diseñado para aplicaciones de iluminación general. Este LED de un solo chip ofrece un tamaño compacto y es adecuado para retroiluminación, luces indicadoras e iluminación decorativa. La ventaja principal de este componente radica en su tamaño de encapsulado estandarizado, lo que facilita los procesos de montaje automatizado y garantiza la compatibilidad con diseños de PCB comunes. El mercado objetivo incluye fabricantes de electrónica de consumo, iluminación interior automotriz y señalización comercial que buscan soluciones de iluminación confiables y rentables.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

El rendimiento del LED se caracteriza bajo condiciones de prueba estándar (T_s=25°C). Los parámetros clave definen sus límites operativos y su comportamiento típico.

2.1.1 Límites Absolutos Máximos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No se recomienda operar fuera de estos límites.

• Corriente Directa (I_F):30 mA (Continuo)
• Corriente Directa de Pulso (I_FP):60 mA (Ancho de pulso ≤10ms, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (P_D):108 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.

2.1.2 Parámetros Técnicos Típicos

Estos valores representan el rendimiento esperado bajo condiciones normales de operación.

• Voltaje Directo (V_F):3.2 V (Típico), 3.6 V (Máximo) a I_F=20mA
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máximo)
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (Típico)

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en lotes (bins) para garantizar la consistencia de color y brillo dentro de una aplicación. La clasificación se define por la regla de nomenclatura del producto.

3.1 Estructura del Número de Modelo

El número de modelo T3200SL(C,W)A sigue un sistema de codificación específico que define sus atributos. Si bien el desglose completo del código se proporciona en la fuente, los elementos clave incluyen el número de chips (S para chip único de baja potencia), código de encapsulado (32 para 3528) y código de color (C para Blanco Neutro, W para Blanco Frío).

3.2 Clasificación por Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

La luz blanca está disponible en varios lotes estándar de CCT, cada uno asociado con una región de cromaticidad específica en el diagrama CIE.

• 2725K ±145K (Lote: 27M5)
• 3045K ±175K (Lote: 30M5)
• 3985K ±275K (Lote: 40M5)
• 5028K ±283K (Lote: 50M5)
• 5665K ±355K (Lote: 57M7)
• 6530K ±510K (Lote: 65M7)

Nota: Los pedidos especifican un lote mínimo de flujo luminoso, no un máximo. Los productos enviados pueden exceder el valor de flujo pedido, pero siempre se adherirán a la región de cromaticidad CCT especificada.

3.3 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo se clasifica según la CCT y el Índice de Reproducción Cromática (CRI). Las tablas definen valores mínimos y típicos a 20mA. Por ejemplo, un LED Blanco Neutro con CRI 70 (3700-5300K) tiene lotes como B6 (7.0-7.5 lm mín.), B7 (7.5-8.0 lm mín.), B8 (8.0-8.5 lm mín.) y B9 (8.5-9.0 lm mín.). Las versiones con CRI más alto (80 y 90) tienen lotes de flujo correspondientemente más bajos debido a la compensación del sistema de fósforo.

3.4 Clasificación por Voltaje Directo

Para ayudar en la igualación de corriente en conexiones en serie, el voltaje directo también se clasifica. Los códigos van desde B (2.8-2.9V) hasta J (3.5-3.6V), con una tolerancia de medición de ±0.08V.

3.5 Regiones de Cromaticidad

Cada lote de CCT corresponde a una región elíptica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. La especificación proporciona las coordenadas del centro (x, y), las longitudes de los ejes semi-mayor (b) y semi-menor (a), y el ángulo de rotación de la elipse (Φ). Estas elipses se definen según los estándares ANSI C78.377 (elipses MacAdam de 5 o 7 pasos), asegurando que la luz de los LEDs dentro del mismo lote aparezca uniforme en color para el ojo humano.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Curva Característica Corriente-Voltaje (I-V)

El voltaje directo aumenta de forma no lineal con la corriente directa. Los diseñadores deben usar esta curva para seleccionar resistencias limitadoras de corriente o circuitos de excitación apropiados para garantizar una operación estable y evitar exceder la corriente máxima nominal.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

La salida de luz aumenta con la corriente, pero eventualmente se saturará. Operar significativamente por encima de la corriente de prueba recomendada de 20mA puede conducir a una eficiencia reducida y a una depreciación acelerada de los lúmenes debido al aumento de la temperatura de unión.

4.3 Distribución Espectral de Potencia (SPD)

La curva de energía espectral relativa muestra el espectro de emisión del LED blanco, que es una combinación de la luz azul del chip semiconductor y la luz amarilla/roja más amplia del recubrimiento de fósforo. La curva se desplaza ligeramente con los cambios en la CCT: los blancos más cálidos (2600-3700K) tienen más energía en las longitudes de onda más largas (rojo), mientras que los blancos más fríos (5000-10000K) tienen un pico azul más prominente.

4.4 Temperatura de Unión vs. Energía Espectral Relativa

A medida que la temperatura de unión aumenta, la eficiencia del fósforo y del chip en sí puede cambiar, lo que potencialmente causa un desplazamiento en la SPD, un ligero cambio en el color percibido (desplazamiento de cromaticidad) y una disminución en la salida de luz. Una gestión térmica adecuada es crucial para mantener un rendimiento consistente.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado SMD3528 tiene dimensiones nominales de 3.5mm de largo y 2.8mm de ancho. Se proporciona el dibujo dimensional exacto con tolerancias: las dimensiones .X tienen una tolerancia de ±0.10mm, y las dimensiones .XX tienen una tolerancia de ±0.05mm.

5.2 Diseño de Pads y Plantilla de Estarcido

Se suministra un patrón de pistas (footprint) recomendado para el diseño de PCB, junto con un patrón de plantilla correspondiente para la aplicación de pasta de soldar. Adherirse a estas recomendaciones asegura la formación confiable de las juntas de soldadura durante el reflujo.

5.3 Identificación de Polaridad

El componente tiene una marca de cátodo (típicamente una línea verde, una muesca u otra marca en el encapsulado) para indicar la polaridad. La orientación correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Secado (Baking)

El LED SMD3528 está clasificado como sensible a la humedad según IPC/JEDEC J-STD-020C. Si se abre la bolsa de barrera de humedad original y los componentes están expuestos a la humedad ambiental, deben secarse (baking) antes de la soldadura por reflujo para prevenir el "efecto palomita de maíz" o daños internos durante el proceso de alta temperatura.

• Condición de Secado:60°C durante 24 horas.
• Post-Secado:Los componentes deben soldarse dentro de 1 hora o almacenarse en un contenedor con <20% de humedad relativa.
• Noseque a temperaturas superiores a 60°C.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED puede soportar perfiles de soldadura por reflujo estándar con una temperatura máxima de 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos. El perfil específico (tasa de calentamiento, tiempo de remojo, temperatura máxima, tasa de enfriamiento) debe optimizarse para todo el conjunto, pero debe mantenerse dentro de estos límites.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sin Abrir:Almacenar a 5-30°C, humedad <85%.
• Paquete Abierto:Almacenar a 5-30°C, humedad <60%. Para el almacenamiento a largo plazo de paquetes abiertos, se recomienda encarecidamente usar un contenedor sellado con desecante o una atmósfera de nitrógeno para prevenir la absorción de humedad.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación del Empaquetado

Los LEDs normalmente se suministran en cinta y carrete para máquinas de colocación automática. El tamaño del carrete, el número de cavidades y el ancho de la cinta se ajustan a los estándares de la industria (ej., EIA-481).

7.2 Número de Modelo para Pedido

Debe especificarse el número de modelo completo, como T3200SLWA, para obtener la combinación deseada de atributos: encapsulado (3528), tipo de chip, color (Blanco Frío) y código interno. Es necesario contactar al fabricante para combinaciones no estándar de flujo y CCT.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Para paneles LCD en electrodomésticos, controles industriales y tableros de automóviles.
• Luces Indicadoras Generales:Indicadores de estado en dispositivos electrónicos.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento en productos de consumo.
• Señalización y Letras Canal:Iluminación de baja potencia para letreros interiores.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Excitación de Corriente:Siempre use un excitador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. No conecte directamente a una fuente de voltaje.
• Gestión Térmica:Aunque es de baja potencia, asegúrese de que el PCB tenga un alivio térmico adecuado, especialmente cuando opere a o cerca de la corriente máxima. Las altas temperaturas ambientales reducirán la salida de luz y la vida útil.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° proporciona una iluminación amplia. Para haces enfocados, se requieren ópticas secundarias (lentes).
• Clasificación para Consistencia:Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme, especifique lotes ajustados de CCT y flujo. Usar LEDs de diferentes lotes en el mismo producto puede resultar en diferencias visibles de color o brillo.

9. Comparación Técnica

El SMD3528 es un encapsulado heredado que ha sido ampliamente superado por encapsulados más eficientes como el 2835 y el 3030. Su principal diferenciación radica en su amplia disponibilidad, bajo costo y extenso uso histórico en diseños. En comparación con los encapsulados más nuevos, generalmente tiene una eficacia luminosa más baja (lúmenes por vatio) y puede tener una resistencia térmica mayor. Sin embargo, para aplicaciones sensibles al costo o reemplazos directos en productos existentes, sigue siendo una opción viable.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de CCT (ej., 27M5 vs. 30M5)?

El número (27, 30) se refiere a la temperatura de color correlacionada nominal dividida por 100 (ej., 2700K, 3000K). La combinación letra/número (M5, M7) se refiere al tamaño de la elipse de cromaticidad en el diagrama CIE, donde M7 representa una variación de color permitida mayor que M5. Un lote más ajustado (M5) asegura una mejor consistencia de color.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

Si bien el límite absoluto máximo es 30mA, la condición de prueba típica y la mayoría de los datos de rendimiento se especifican a 20mA. Operar a 30mA producirá más luz, pero también generará significativamente más calor, lo que podría reducir la vida útil y causar un desplazamiento de cromaticidad. Es recomendable diseñar para una corriente de operación más baja (ej., 15-20mA) para mayor confiabilidad y eficiencia.

10.3 ¿Por qué es necesario el secado (baking) y cómo sé si mis LEDs lo necesitan?

El encapsulado de plástico puede absorber humedad del aire. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad se convierte rápidamente en vapor, lo que podría causar delaminación o grietas. Verifique la tarjeta indicadora de humedad dentro de la bolsa de barrera inmediatamente después de abrirla. Si la tarjeta muestra un nivel de humedad superior al umbral especificado (ej., 10% o 30%, dependiendo del nivel de sensibilidad), o si la bolsa ha estado abierta por un período prolongado en un ambiente húmedo, se requiere secado.

10.4 ¿Cómo interpreto el código de clasificación de flujo luminoso (ej., B7)?

El código de lote de flujo (A9, B1, B2... B9) define un rango de valores mínimos de flujo luminoso. Por ejemplo, un lote B7 para un LED Blanco Neutro con CRI 70 garantiza un flujo mínimo de 7.5 lúmenes a 20mA, con un valor típico de hasta 8.0 lúmenes. Las piezas enviadas estarán en o por encima del valor mínimo para ese lote.

11. Caso Práctico de Diseño

11.1 Diseño de un Arreglo de LEDs con Corriente Constante

Considere diseñar un panel de luz usando 20 LEDs SMD3528 en una configuración serie-paralelo. Para garantizar un brillo uniforme, deben usarse LEDs del mismo lote de CCT y flujo. Si el lote elegido tiene una V_Ftípica de 3.2V a 20mA, y hay disponible una fuente de alimentación de CC de 24V, podría organizar 10 LEDs en serie (10 * 3.2V = 32V, lo que excede 24V). Una configuración mejor podría ser 5 cadenas de 4 LEDs en serie. Cada cadena caería aproximadamente 12.8V (4 * 3.2V). Una resistencia limitadora de corriente para cada cadena se calcularía como R = (V_{alimentación}- V_cadena) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω. La potencia disipada en cada resistencia sería P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W, por lo que se recomienda una resistencia de 0.25W o 0.5W. Este diseño proporciona redundancia (si un LED falla en circuito abierto, solo su cadena se apaga) y ayuda a gestionar las tolerancias de voltaje entre los LEDs.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED blanco SMD funciona según el principio de electroluminiscencia en un material semiconductor, combinado con conversión de fósforo. Un chip, típicamente hecho de nitruro de galio e indio (InGaN), emite luz azul cuando está polarizado en directa. Esta luz azul es parcialmente absorbida por una capa de material de fósforo (ej., granate de itrio y aluminio dopado con cerio, YAG:Ce) recubierta sobre o alrededor del chip. El fósforo absorbe los fotones azules y re-emite luz a través de un amplio espectro en la región amarilla. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como blanca. La proporción exacta de luz azul a amarilla, controlada por la composición y el grosor del fósforo, determina la temperatura de color correlacionada (CCT) de la luz blanca emitida.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor confiabilidad a menor costo. Para encapsulados en esta categoría de tamaño, la industria ha migrado en gran medida a la huella del encapsulado 2835, que a menudo ofrece un mejor rendimiento térmico y una mayor salida de luz en un tamaño similar. También existe un impulso continuo para mejorar los sistemas de fósforo para obtener valores más altos del Índice de Reproducción Cromática (CRI), especialmente R9 (rojo saturado), y para lograr un color más consistente en ángulo y temperatura. Además, la integración de LEDs con excitadores y controles inteligentes para blanco ajustable (CCT ajustable) es una tendencia de aplicación creciente, aunque esto típicamente requiere encapsulados multi-chip.