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 (SMD) que utiliza un diseño de un solo chip. Este LED se caracteriza por su huella compacta de 3.5mm x 2.8mm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una colocación de alta densidad y un uso eficiente del espacio. Está diseñado para ofrecer una salida de luz blanca consistente en varias temperaturas de color correlacionadas (CCT), que van desde blanco cálido hasta blanco frío. El dispositivo está diseñado para procesos de ensamblaje automatizado y es una opción común para retroiluminación, luces indicadoras e iluminación general en electrónica de consumo, señalización e iluminación decorativa.

1.1 Características Principales

• LED Blanco Monocristal:Proporciona una emisión de luz blanca uniforme desde un solo dado semiconductor.
• Paquete Estándar SMD3528:Dimensiones estándar de la industria para compatibilidad con diseños de PCB existentes y equipos pick-and-place.
• Ángulo de Visión Amplio:Un ángulo de media intensidad típico (2θ1/2) de 120 grados asegura una amplia distribución de la luz.
• Sensibilidad a la Humedad:Clasificado según IPC/JEDEC J-STD-020C, requiere un manejo adecuado para prevenir daños durante la soldadura por reflujo.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de las características eléctricas, ópticas y térmicas clave del LED, tal como se definen en las Clasificaciones Máximas Absolutas y los Parámetros Técnicos Típicos.

2.1 Clasificaciones Máximas Absolutas (Ta=25°C)

Estos valores representan los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estas condiciones.

• Corriente Directa (IF):30 mA (DC)
• Corriente Directa de Pulso (IFP):60 mA (Ancho de pulso ≤10ms, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (PD):108 mW
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Unión (Tj):125°C
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por reflujo a 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Parámetros Eléctricos y Ópticos Típicos (Ta=25°C)

Estos son los valores de rendimiento esperados bajo condiciones de prueba estándar.

• Voltaje Directo (VF):Típico 3.2V, Máximo 3.6V (a IF=20mA). Este parámetro es crucial para el diseño del driver y la selección de la fuente de alimentación.
• Voltaje Inverso (VR):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede dañar el LED.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 µA.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados (típico). Esto define la dispersión angular donde la intensidad de la luz es al menos la mitad de la intensidad máxima.

3. Explicación del Sistema de Binning

El rendimiento del LED se clasifica en bins para garantizar consistencia. La regla de nomenclatura del producto define estos bins.

3.1 Estructura del Número de Modelo

El modelo sigue el patrón: T [Código de Flujo Luminoso] [Código de CCT] [Código Interno] - [Código de Voltaje] [Código de Paquete/Otro]. Por ejemplo, T3200SL(C,W)A.

• Código de Flujo Luminoso:Indica el bin de salida de luz mínimo (por ejemplo, códigos como B6, B7, B8).
• Código de CCT:Define la temperatura de color correlacionada y, a veces, el índice de reproducción cromática (CRI).
  • Blanco Cálido: L (<3700K)
  • Blanco Neutro: C (3700-5000K)
  • Blanco Frío: W (>5000K)
  • Existen otros códigos para versiones de alto CRI (por ejemplo, CRI 80, CRI 90).
• Conteo de Chips:'S' denota un solo chip de baja potencia.
• Código de Óptica:'00' para sin lente, '01' para con lente.
• Código de Paquete:'32' identifica específicamente el paquete 3528.
• Código de Voltaje:Letras de la B a la J definen rangos de voltaje directo (por ejemplo, F: 3.2-3.3V).

3.2 Binning de Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

Los LEDs blancos se clasifican en rangos específicos de CCT con regiones de cromaticidad asociadas en el diagrama CIE. Las CCT estándar de pedido incluyen 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6500K y 8000K. Cada CCT corresponde a un conjunto de cajas de cromaticidad (por ejemplo, 8A, 8B, 8C, 8D para 2700K). Se garantiza que los productos estén dentro de la región de cromaticidad de la CCT pedida.

3.3 Binning de Flujo Luminoso

El flujo se clasifica por el valor mínimo a 20mA. Se definen diferentes bins para combinaciones de CCT y CRI. Por ejemplo, un LED blanco neutro de 70 CRI (3700-5300K) puede tener bins 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.). Tenga en cuenta que las piezas enviadas pueden exceder el valor de flujo mínimo pero permanecerán dentro de la región de cromaticidad especificada.

3.4 Binning de Voltaje Directo

El voltaje se clasifica en rangos desde 2.8-2.9V (Código B) hasta 3.5-3.6V (Código J). Esto permite un mejor emparejamiento de corriente cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo.

3.5 Regiones de Cromaticidad Estándar

La hoja de datos incluye una representación gráfica de las regiones de cromaticidad estándar (cajas) en el diagrama del espacio de color CIE 1931 para los diversos bins de CCT. Esta referencia visual es esencial para aplicaciones críticas en color para comprender la variación permitida en el punto de color.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

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

Esta curva muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje. Es fundamental para determinar el punto de operación y diseñar drivers de corriente constante. El voltaje de rodilla típico es de alrededor de 3.0V.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

Este gráfico ilustra cómo aumenta la salida de luz con la corriente. Normalmente muestra una relación sub-lineal, donde la eficiencia (lúmenes por vatio) puede disminuir a corrientes más altas debido al aumento de calor y efectos de droop. Operar en o por debajo de los 20mA recomendados asegura una eficiencia y longevidad óptimas.

4.3 Distribución Espectral de Potencia Relativa

La curva espectral traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda (típicamente 400-750nm). Muestra el pico característico de la bomba azul y la banda de emisión amarilla más amplia convertida por fósforo que se combinan para crear luz blanca. La forma de esta curva varía con la CCT: los blancos más fríos tienen más contenido azul, mientras que los blancos más cálidos tienen más contenido amarillo/rojo. Estos datos son críticos para calcular el índice de reproducción cromática (CRI) y comprender la calidad espectral de la luz.

4.4 Temperatura de Unión vs. Energía Espectral Relativa

Esta curva demuestra cómo el espectro del LED cambia con el aumento de la temperatura de unión. Normalmente, a medida que aumenta la temperatura, la eficiencia de conversión del fósforo puede cambiar, lo que potencialmente conduce a un cambio en la CCT y una disminución en el flujo luminoso general. Esto subraya la importancia de la gestión térmica para mantener un color y una salida de luz consistentes.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El paquete SMD3528 tiene un tamaño de cuerpo de 3.5mm (largo) x 2.8mm (ancho). El dibujo dimensional especifica todas las medidas críticas, incluida la altura de la lente y las dimensiones de las patillas. Las tolerancias son típicamente ±0.10mm para dimensiones .X y ±0.05mm para dimensiones .XX.

5.2 Diseño de Pads y Plantilla

La hoja de datos proporciona la geometría recomendada del patrón de pistas (pads) en el PCB y el diseño de apertura de la plantilla de pasta de soldar. Adherirse a estas recomendaciones es vital para lograr juntas de soldadura confiables, una alineación adecuada y una disipación de calor efectiva durante el reflujo. El diseño de los pads normalmente incluye conexiones de alivio térmico para gestionar la disipación de calor en el PCB.

5.3 Identificación de Polaridad

El LED tiene un ánodo (+) y un cátodo (-). La polaridad generalmente se indica mediante una marca en la parte superior del LED (como un punto verde, una esquina cortada o una muesca) y/o mediante diferentes formas o tamaños de patillas en la parte inferior. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Horneado

El LED SMD3528 es sensible a la humedad (clasificado MSL según J-STD-020C). Si se abre la bolsa sellada original con barrera de humedad y los componentes se exponen a la humedad ambiental más allá de los límites especificados, la humedad absorbida puede vaporizarse durante la soldadura por reflujo, causando delaminación interna o agrietamiento (\"efecto palomita\").

• Almacenamiento:Las bolsas sin abrir deben almacenarse por debajo de 30°C/85% HR. Después de abrir, almacenar a 5-30°C/<60% HR, preferiblemente en un gabinete seco o contenedor sellado con desecante.
• Vida Útil en Planta:Usar dentro de las 12 horas posteriores a la apertura de la bolsa si las condiciones ambientales son <30°C/60% HR.
• Requisitos de Horneado:Hornear si la tarjeta indicadora de humedad muestra exposición o si se excede la vida útil en planta.
• Método de Horneado:Hornear a 60°C durante 24 horas en el carrete original. No exceder los 60°C. Usar o re-envasar dentro de 1 hora después del horneado.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

La temperatura máxima de soldadura se especifica como 200°C o 230°C durante 10 segundos. Un perfil de reflujo estándar sin plomo con una temperatura máxima que no exceda los 260°C y un tiempo por encima de 240°C limitado a 30-60 segundos es generalmente aplicable. El perfil específico debe validarse para el ensamblaje del PCB.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Diseño del Circuito Driver

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante sobre una fuente de voltaje constante con una resistencia en serie para una operación estable, especialmente ante variaciones de temperatura. El driver debe diseñarse para suministrar la corriente deseada (por ejemplo, 20mA) mientras acomoda el rango de bins de voltaje directo de los LEDs utilizados.

7.2 Gestión Térmica

Aunque es un dispositivo pequeño, una disipación de calor efectiva es crucial para mantener el rendimiento y la vida útil. El PCB actúa como el disipador de calor principal. Utilice un área de cobre suficiente (pads térmicos) conectada al pad térmico del LED, y considere usar vías térmicas para transferir calor a las capas internas o inferiores. Las altas temperaturas ambientales o un diseño térmico deficiente conducirán a una temperatura de unión elevada, reduciendo la salida de luz, cambiando el color y acelerando la depreciación de lúmenes.

7.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es adecuado para iluminación de área amplia. Para haces enfocados, se requieren ópticas secundarias (lentes, reflectores). La presencia o ausencia de una lente primaria (código 00 vs. 01) afecta la distribución angular inicial y la compatibilidad con ópticas secundarias.

7.4 Conexiones en Serie/Paralelo

Conectar LEDs en serie asegura una corriente idéntica a través de cada dispositivo, simplificando el diseño del driver pero requiriendo un voltaje de alimentación más alto. Las conexiones en paralelo requieren voltajes directos muy emparejados (usando bins de voltaje estrechos) para prevenir un desequilibrio de corriente, lo que puede conducir a un brillo desigual y un estrés potencial de los LEDs de menor voltaje.

8. Comparación Técnica y Tendencias

8.1 Comparación con Otros Paquetes

El SMD3528 fue un paquete muy popular pero ha sido ampliamente sucedido por el SMD2835 y el SMD3030 en muchas aplicaciones de iluminación general debido a su mejor rendimiento térmico y mayor eficacia (lúmenes por vatio). El 3528 sigue siendo relevante en aplicaciones sensibles al costo, retroiluminación y donde se requiere su factor de forma específico.

8.2 Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología de LED blanco es hacia una mayor eficacia, una mejor reproducción cromática (valores R9 más altos, diseños de espectro completo) y una mejor confiabilidad a temperaturas de operación más altas. La tecnología de fósforos continúa avanzando, permitiendo bins de CCT más estrechos y un color más estable a lo largo de la vida útil y la temperatura. Los principios de operación de este SMD3528—excitación de fósforo por chip azul—siguen siendo el estándar de la industria para los LEDs blancos.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre los valores 'mínimo' y 'típico' del flujo luminoso?

El valor 'mínimo' es el límite inferior garantizado para ese bin. El valor 'típico' es el rendimiento promedio esperado. Las piezas enviadas estarán en o por encima del mínimo, pero no se garantiza que alcancen el valor típico, aunque muchas lo harán.

9.2 ¿Por qué es necesario el horneado y puedo omitirlo?

El horneado elimina la humedad absorbida que puede causar una falla catastrófica durante el reflujo. Omitir el horneado cuando es requerido (basado en la exposición a la humedad) aumenta significativamente el riesgo de pérdida de rendimiento debido a dados o paquetes agrietados. Siempre verifique la tarjeta indicadora de humedad y siga las pautas de manejo.

9.3 ¿Puedo alimentar este LED a 30mA continuamente?

Si bien la clasificación máxima absoluta es de 30mA, la operación continua a esta corriente generará un calor significativo, probablemente empujando la temperatura de unión más allá de los límites recomendados a menos que se proporcione un enfriamiento excepcional. Para una operación confiable a largo plazo, es recomendable alimentar el LED en o por debajo de la corriente de prueba de 20mA.

9.4 ¿Cómo interpreto los códigos de región de cromaticidad (por ejemplo, 5A, 5B)?

Estos códigos corresponden a cuadriláteros específicos (cajas) en el diagrama de cromaticidad CIE definidos por los estándares ANSI. Garantizan la consistencia del color. Al pedir una CCT (por ejemplo, 4000K), se le garantizan LEDs cuyos puntos de color caen dentro del conjunto de cajas (5A, 5B, 5C, 5D) asociadas con esa CCT.