Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 2. Parámetros y Especificaciones Técnicas
- 2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
- 2.2 Características Electro-Ópticas (Ts=25°C, IF=60mA)
- 3. Sistema de Clasificación y Binning
- 3.1 Clasificación por Flujo Luminoso
- 3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- 4. Curvas y Gráficos de Rendimiento
- 4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva IV)
- 4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo
- 4.3 Temperatura de Unión vs. Distribución Espectral de Potencia Relativa
- 4.4 Curva de Distribución de Energía Espectral
- 5. Información Mecánica y de Empaquetado
- 5.1 Dimensiones del Encapsulado y Dibujo de Contorno
- 5.2 Patrón de Soldadura Recomendado y Diseño de Plantilla
- 6. Guías de Montaje, Manejo y Aplicación
- 6.1 Sensibilidad a la Humedad y Requisitos de Secado
- 6.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)
- 6.3 Diseño del Circuito de Aplicación
- 6.4 Precauciones de Manejo
- 7. Nomenclatura del Producto e Información de Pedido
- 8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 8.1 Gestión Térmica
- 8.2 Diseño Óptico
- 8.3 Fiabilidad y Vida Útil
- 9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
- 9.1 ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de flujo luminoso?
- 9.2 ¿Es siempre necesario el secado antes de soldar?
- 9.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje constante de 3.3V?
- 9.4 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación de longitud de onda (G5, G6, G7)?
1. Descripción General del Producto
La serie SMD5050N es un LED de montaje superficial de alta luminosidad, diseñado para aplicaciones que requieren una iluminación verde fiable y eficiente. Esta serie se caracteriza por su huella compacta de 5.0mm x 5.0mm y su robusto rendimiento en una amplia gama de condiciones de funcionamiento. Es adecuado para diversas aplicaciones de iluminación, incluyendo retroiluminación, iluminación decorativa y luces indicadoras, donde la consistencia del color y el brillo son críticos.
2. Parámetros y Especificaciones Técnicas
2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
La siguiente tabla enumera los límites máximos más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos valores.
- Corriente Directa (IF): 90 mA
- Corriente Directa de Pulso (IFP): 120 mA (Ancho de pulso ≤ 10ms, Ciclo de trabajo ≤ 1/10)
- Disipación de Potencia (PD): 306 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): 200°C o 230°C durante 10 segundos (Soldadura por reflujo)
2.2 Características Electro-Ópticas (Ts=25°C, IF=60mA)
Parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.
- Voltaje Directo (VF): 3.2 V (Típico), 3.4 V (Máximo)
- Voltaje Inverso (VR): 5 V
- Longitud de Onda Dominante (λd): 525 nm (Típico)
- Corriente Inversa (IR): 10 µA (Máximo)
- Ángulo de Visión (2θ1/2): 120° (Típico)
3. Sistema de Clasificación y Binning
3.1 Clasificación por Flujo Luminoso
Los LED se clasifican en grupos (bins) según su flujo luminoso de salida a una corriente directa de 60mA. Esto garantiza la consistencia de color y brillo dentro de una aplicación.
- B4: 6.0 - 6.5 lm
- B5: 6.5 - 7.0 lm
- B6: 7.0 - 7.5 lm
- B7: 7.5 - 8.0 lm
- B8: 8.0 - 8.5 lm
- B9: 8.5 - 9.0 lm
- C1: 9.0 - 10.0 lm
- C2: 10.0 - 11.0 lm
- C3: 11.0 - 12.0 lm
- C4: 12.0 - 13.0 lm
- C5: 13.0 - 14.0 lm
3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
Para mantener una salida de color precisa, los LED también se clasifican según su longitud de onda dominante.
- G5: 519.0 - 522.5 nm
- G6: 522.5 - 526.0 nm
- G7: 526.0 - 530.0 nm
4. Curvas y Gráficos de Rendimiento
La hoja de datos incluye varios gráficos clave de rendimiento esenciales para los ingenieros de diseño.
4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva IV)
Este gráfico ilustra la relación entre el voltaje directo aplicado y la corriente directa resultante. Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente apropiado, asegurando una operación estable y previniendo la fuga térmica.
4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo
Esta curva muestra cómo escala la salida de luz con el aumento de la corriente de accionamiento. Ayuda a optimizar el equilibrio entre brillo y eficiencia/consumo de energía para una aplicación específica.
4.3 Temperatura de Unión vs. Distribución Espectral de Potencia Relativa
Este gráfico demuestra el efecto de la temperatura de unión en la salida espectral del LED. Comprender esta relación es vital para aplicaciones donde la estabilidad del color con la temperatura es importante.
4.4 Curva de Distribución de Energía Espectral
Esta curva proporciona una vista detallada de la luz emitida a través del espectro visible, mostrando la longitud de onda pico y el ancho espectral, lo que define la pureza del color verde.
5. Información Mecánica y de Empaquetado
5.1 Dimensiones del Encapsulado y Dibujo de Contorno
El encapsulado SMD5050N tiene dimensiones nominales de 5.0mm (L) x 5.0mm (A) x 1.6mm (H). Se proporcionan dibujos mecánicos detallados con tolerancias (ej., .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) para el diseño de la PCB.
5.2 Patrón de Soldadura Recomendado y Diseño de Plantilla
Para garantizar una soldadura fiable y un rendimiento térmico óptimo, se recomiendan diseños específicos de patrón de soldadura y apertura de plantilla para la pasta. Seguir estas directrices ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" y asegura la formación correcta de la junta de soldadura.
6. Guías de Montaje, Manejo y Aplicación
6.1 Sensibilidad a la Humedad y Requisitos de Secado
La serie SMD5050N es sensible a la humedad (clasificada MSL según IPC/JEDEC J-STD-020C). Si se abre la bolsa barrera de humedad original y los componentes se exponen a la humedad ambiente, deben secarse antes de la soldadura por reflujo para prevenir el agrietamiento por "popcorn" u otras fallas inducidas por la humedad.
- Condición de Secado:60°C durante 24 horas.
- Post-Secado:Los componentes deben soldarse en 1 hora o almacenarse en un ambiente seco (<20% HR).
- Almacenamiento (Sin Abrir):Temperatura: 5-30°C, Humedad: <85% HR.
- Almacenamiento (Abierto):Usar en 12 horas o almacenar en gabinete seco (<60% HR, preferiblemente con desecante o nitrógeno).
6.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)
Como dispositivos semiconductores, estos LED son susceptibles a daños por descargas electrostáticas.
- Fuentes de ESD:Fricción, inducción y conducción.
- Daño Potencial:Aumento de la corriente de fuga (reducción de brillo/vida útil) o fallo catastrófico (LED muerto).
- Medidas de Protección:Usar estaciones de trabajo antiestáticas conectadas a tierra, pulseras, ionizadores y suelos conductores. Manipular con herramientas y empaques seguros contra ESD.
6.3 Diseño del Circuito de Aplicación
Un diseño de circuito adecuado es crítico para la longevidad y el rendimiento.
- Método de Accionamiento:Se recomienda encarecidamente el uso de drivers de corriente constante en lugar de fuentes de voltaje constante para garantizar una salida de luz estable y proteger el LED de picos de corriente.
- Limitación de Corriente:Incorpore una resistencia en serie en cada cadena de LED para una regulación y protección de corriente adicional, especialmente cuando se usan fuentes de voltaje constante.
- Polaridad:Verifique siempre la polaridad antes de conectar la alimentación para evitar daños por polarización inversa.
- Secuencia de Encendido:Conecte primero la carga del LED a la salida del driver, luego aplique la alimentación de entrada al driver para evitar transitorios de voltaje.
6.4 Precauciones de Manejo
Evite manipular directamente la lente del LED con las manos desnudas o pinzas metálicas.
- Contacto con las Manos:Los aceites de la piel pueden contaminar la lente de silicona, reduciendo la salida de luz. Una presión excesiva con los dedos puede dañar los alambres de unión o el chip.
- Contacto con Pinzas:Las pinzas metálicas pueden rayar la lente o el chip si no se usan con cuidado. Use herramientas de vacío o pinzas de plástico dedicadas siempre que sea posible.
7. Nomenclatura del Producto e Información de Pedido
El número de modelo del producto sigue un sistema de codificación específico que define atributos clave. La estructura del código es: T [Código de Forma] [Número de Chips] [Código de Lente] [Código de Color] - [Bin de Flujo] [Bin de Longitud de Onda].
- Código de Forma (5A):Denota el contorno del encapsulado 5050N.
- Número de Chips:Indica el número de chips LED dentro del encapsulado (ej., 1, 2, 3).
- Código de Lente (00/01):00 para sin lente secundaria, 01 con lente.
- Código de Color (G):Especifica emisión Verde.
- Bin de Flujo:Un código (ej., B4, C1) correspondiente al rango de flujo luminoso.
- Bin de Longitud de Onda:Un código (ej., G5, G6) correspondiente al rango de longitud de onda dominante.
8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
8.1 Gestión Térmica
Aunque el encapsulado ofrece un buen rendimiento térmico, un disipador de calor efectivo es esencial para mantener la vida útil del LED y la estabilidad del color, especialmente cuando se opera a corrientes altas o en temperaturas ambiente elevadas. Asegúrese de que la PCB tenga suficientes vías térmicas y área de cobre conectada a la almohadilla térmica del LED.
8.2 Diseño Óptico
El amplio ángulo de visión de 120 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia. Para haces enfocados, serán necesarias ópticas secundarias (reflectores o lentes). El material de la lente de silicona debe considerarse al seleccionar adhesivos o encapsulantes compatibles.
8.3 Fiabilidad y Vida Útil
La vida útil del LED está significativamente influenciada por las condiciones de operación. Accionar el LED por debajo de su corriente máxima nominal y mantener una baja temperatura de unión maximizará su vida operativa. Se deben respetar los rangos de temperatura de almacenamiento y operación especificados para un rendimiento fiable.
9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
9.1 ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de flujo luminoso?
Las clasificaciones (de B4 a C5) representan grupos ordenados según la salida de luz medida. Usar LED de la misma clasificación dentro de un producto garantiza un brillo uniforme. Para aplicaciones críticas, especifique una clasificación más estrecha para minimizar la variación.
9.2 ¿Es siempre necesario el secado antes de soldar?
No. El secado solo es necesario si los componentes sensibles a la humedad han estado expuestos a ambientes húmedos después de abrir la bolsa sellada original y antes de la soldadura por reflujo. Los componentes almacenados correctamente en condiciones secas no requieren secado.
9.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje constante de 3.3V?
No es recomendable. El voltaje directo tiene una tolerancia y varía con la temperatura. Una fuente de voltaje constante cerca del Vf típico (3.2V) podría llevar a una corriente excesiva y a un fallo rápido. Utilice siempre un driver de corriente constante o una fuente de voltaje constante con una resistencia limitadora de corriente en serie.
9.4 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación de longitud de onda (G5, G6, G7)?
Estos códigos definen el rango de la longitud de onda dominante del LED. Los LED G5 emiten luz con un pico entre 519nm y 522.5nm (un verde ligeramente más azulado), mientras que los LED G7 tienen un pico entre 526nm y 530nm (un verde más amarillento). Elija la clasificación que coincida con su punto de color objetivo.
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. |