Hoja de Datos del LED Blanco SMD5050 - Dimensiones 5.0x5.0x1.6mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.306W - Documentación Técnica

1. Descripción General del Producto

La serie SMD5050 es un LED blanco de montaje superficial y alto brillo diseñado para aplicaciones de iluminación general. Esta serie ofrece un rango de temperaturas de color desde blanco cálido hasta blanco frío, con opciones para diferentes índices de reproducción cromática (CRI). El encapsulado presenta unas dimensiones compactas de 5.0mm x 5.0mm, lo que lo hace adecuado para diseños con limitaciones de espacio que requieren una iluminación uniforme y eficiente.

1.1 Características Principales y Aplicaciones Objetivo

Las ventajas principales del LED SMD5050 incluyen su alta salida de flujo luminoso, un amplio ángulo de visión de 120 grados y un rendimiento robusto en un rango de temperatura especificado. Está diseñado para ofrecer fiabilidad en diversos dispositivos de iluminación, incluyendo iluminación arquitectónica, iluminación decorativa, retroiluminación para pantallas y señalización. El diseño del producto facilita una gestión térmica eficiente y una fácil integración en procesos automatizados de tecnología de montaje superficial (SMT).

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para el LED SMD5050.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los siguientes parámetros definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el LED. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Corriente Directa (IF): 90 mA (Continuo)
• 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 Eléctricas y Ópticas Típicas

Medidas en condiciones estándar de prueba de T_s= 25°C e I_F= 60mA.

• Voltaje Directo (V_F): Típico 3.2V, Máximo 3.4V (Tolerancia: ±0.08V)
• Voltaje Inverso (V_R): 5V
• Corriente Inversa (I_R): Máximo 10 µA
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 120°

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La serie SMD5050 emplea un sistema de clasificación (binning) integral para garantizar la consistencia de color y brillo, lo cual es crítico para aplicaciones de iluminación.

3.1 Clasificación por Temperatura de Color (CCT)

Los LEDs se clasifican en rangos estándar de Temperatura de Color Correlacionada (CCT), cada uno asociado a regiones de cromaticidad específicas en el diagrama CIE. Los rangos estándar de pedido son:

• 2700K (Regiones: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (Regiones: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (Regiones: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (Regiones: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (Regiones: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (Regiones: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (Regiones: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (Regiones: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (Regiones: 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

Nota: El pedido del producto especifica el flujo luminoso mínimo y la región de cromaticidad exacta, no un valor máximo de flujo.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica según la temperatura de color y el Índice de Reproducción Cromática (CRI). La siguiente tabla describe los rangos estándar de flujo a I_F=60mA. Las tolerancias son ±7% para el flujo luminoso y ±2 para el CRI.

• CRI 70, Blanco Cálido (2700-3700K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• CRI 70, Blanco Neutro (3700-5000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm)
• CRI 70, Blanco Frío (5000-10000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm), 1H (24-26 lm)
• CRI 80-85, Blanco Cálido (2700-3700K): Código 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm)
• CRI 80-85, Blanco Neutro (3700-5300K): Código 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• CRI 80-85, Blanco Frío (5300-10000K): Código 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• CRI 90-93, Blanco Cálido (2700-3700K): Código 1C (14-16 lm), 1D (16-18 lm)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Comprender la relación entre la excitación eléctrica, la salida óptica y la temperatura es esencial para un diseño de circuito y una gestión térmica óptimos.

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

La curva I-V es característica de un diodo semiconductor. Para el SMD5050, el voltaje directo típico es de 3.2V a 60mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito limitador de corriente (ej. driver de corriente constante o resistencia) esté diseñado para operar dentro del rango de voltaje especificado para mantener una salida de luz estable y evitar una disipación de potencia excesiva.

4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

Esta curva muestra que la salida luminosa aumenta con la corriente directa, pero no de forma lineal. Operar significativamente por encima de la corriente de prueba (60mA) puede conducir a una eficiencia reducida (lúmenes por vatio) y a una degradación acelerada debido al aumento de la temperatura de unión. La corriente continua máxima de 90mA debe considerarse el límite superior de diseño.

4.3 Temperatura de Unión vs. Distribución Espectral de Potencia Relativa

A medida que la temperatura de unión del LED aumenta, la salida espectral puede desplazarse. Para los LEDs blancos, esto a menudo se manifiesta como un cambio en la temperatura de color y una posible disminución del flujo luminoso. Un disipador de calor eficaz es crucial para mantener un color y un brillo estables durante la vida útil del producto.

4.4 Distribución Espectral de Potencia Relativa

El gráfico espectral ilustra las características de emisión para diferentes rangos de CCT (ej. 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). Los LEDs de blanco cálido tienen más energía en las longitudes de onda más largas (rojo/amarillo), mientras que los LEDs de blanco frío tienen un pico en la región azul, complementado por la luz amarilla convertida por fósforo. Esta información es vital para aplicaciones con requisitos de color específicos.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Dibujo de Contorno

El encapsulado SMD5050 tiene dimensiones nominales de 5.0mm (L) x 5.0mm (A) x 1.6mm (H). Los dibujos mecánicos detallados especifican dimensiones críticas, incluyendo el tamaño de la lente, la ubicación del marco de conexión y las tolerancias generales (ej. ±0.10mm para dimensiones .X, ±0.05mm para dimensiones .XX).

5.2 Diseño de Pads y Plantilla de Soldadura

La hoja de datos proporciona diseños recomendados para el patrón de pads (huella) y la plantilla de pasta de soldar para garantizar la formación de juntas de soldadura fiables durante el reflujo. Adherirse a estas recomendaciones es esencial para una correcta alineación, transferencia térmica y resistencia mecánica. El diseño de pads típicamente incluye seis pads (para una configuración de 3 chips) con dimensiones específicas para facilitar la soldadura y la disipación de calor.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Secado (Baking)

El LED SMD5050 es sensible a la humedad (clasificado MSL según IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Almacenamiento: Las bolsas sin abrir deben almacenarse por debajo de 30°C y 85% HR. Después de abrir, almacenar por debajo de 30°C y 60% HR, preferiblemente en un gabinete seco o contenedor sellado con desecante.
• Vida Útil en Planta (Floor Life): Usar dentro de las 12 horas posteriores a abrir la bolsa barrera de humedad.
• Requisito de Secado (Baking): Si el dispositivo se expone más allá de la vida útil en planta o si la tarjeta indicadora de humedad muestra humedad excesiva, se requiere secado antes del reflujo.
• Método de Secado (Baking): Secar a 60°C durante 24 horas. No exceder los 60°C. El reflujo debe realizarse dentro de 1 hora después del secado, o las piezas deben devolverse a un entorno de almacenamiento seco (<20% HR).

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED puede soportar una temperatura máxima de reflujo de 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos. Es crítico seguir un perfil de reflujo estándar y controlado para soldaduras sin plomo, asegurando que las tasas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento estén dentro de límites aceptables para prevenir choque térmico o daños a la lente de epoxi y al chip interno.

7. Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son dispositivos semiconductores susceptibles a daños por ESD, particularmente los tipos blanco, verde, azul y púrpura.

• Generación de ESD: Puede ocurrir por fricción, inducción o conducción.
• Daño Potencial: La ESD puede causar defectos latentes (aumento de corriente de fuga, reducción de brillo/cambio de color) o fallo catastrófico (no funcionamiento completo).
• Precauciones: Implementar medidas estándar de control ESD: usar estaciones de trabajo conectadas a tierra, correas de muñeca, tapetes conductivos y empaques antiestáticos. Manipular los LEDs solo en áreas protegidas contra ESD.

8. Regla de Numeración de Modelos

El código del producto sigue una estructura específica para denotar atributos clave. El formato general es:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. El desglose incluye códigos para:

• Tipo de Encapsulado: ej. '5A' para 5050N.
• Número de Chips: ej. '3' para un diseño de 3 chips.
• Código Óptico: ej. '00' para sin lente, '01' para con lente.
• Código de Color: ej. 'L' para Blanco Cálido (<3700K), 'C' para Blanco Neutro (3700-5000K), 'W' para Blanco Frío (>5000K).
• Código Interno: Referencia interna del fabricante.
• Código CCT: Especifica el rango de temperatura de color.
• Código de Flujo Luminoso: Especifica el rango de flujo (ej. 1E, 1F).

9. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación Arquitectónica y Decorativa: Iluminación de cornisas, iluminación de acento y tiras lineales donde se necesita alto brillo y distribución de luz uniforme.
• Retroiluminación: Paneles con iluminación lateral o directa para señalización, pantallas y paneles de control.
• Iluminación General: Integrado en módulos para downlights, paneles de luz y otros luminarios, a menudo en arreglos.

9.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Gestión Térmica: La temperatura máxima de unión es 125°C. Un diseño adecuado de PCB con suficientes vías térmicas y, si es necesario, un disipador externo es obligatorio para mantener T_jdentro de límites seguros, especialmente cuando se alimenta a corrientes más altas o en altas temperaturas ambientales. Esto asegura fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable.
• Alimentación de Corriente:** Siempre usar un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. No se recomienda alimentar con una fuente de voltaje constante, ya que puede conducir a una fuga térmica (thermal runaway). El driver debe diseñarse para acomodar la variación del voltaje directo (tolerancia).
• Diseño Óptico: El ángulo de visión de 120 grados proporciona una iluminación amplia. Para haces enfocados, pueden requerirse ópticas secundarias (lentes o reflectores) diseñadas para la huella 5050.
• Clasificación (Binning) para Consistencia: Para aplicaciones que requieren color y brillo uniformes (ej. arreglos multi-LED), especifique al proveedor una clasificación estricta tanto para CCT como para flujo luminoso.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre el voltaje directo típico y el máximo?

El voltaje directo típico (3.2V) es el valor esperado bajo condiciones estándar de prueba. El máximo (3.4V) es el límite superior para el rango del producto. Su circuito driver debe ser capaz de proporcionar suficiente voltaje para acomodar LEDs en el V_Fmáximo para asegurar que se enciendan y operen correctamente.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 90mA?

Si bien 90mA es la corriente continua máxima absoluta, operar a este nivel generará calor significativo y probablemente reducirá la vida útil del LED debido a una temperatura de unión elevada. Para una fiabilidad y eficiencia óptimas, es recomendable diseñar para una corriente de alimentación más baja, como la condición de prueba de 60mA o un valor determinado por sus capacidades de gestión térmica.

10.3 ¿Por qué es necesario el secado (baking) antes de soldar?

El encapsulado plástico puede absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando delaminación interna, agrietamiento o "efecto palomita de maíz" (popcorning), lo que conduce a fallos inmediatos o latentes. El secado elimina esta humedad absorbida.

10.4 ¿Cómo interpreto el código de clasificación de flujo luminoso (ej. 1F)?

El código de rango de flujo (como 1F) corresponde a un rango específico de salida luminosa medida en lúmenes a 60mA. Por ejemplo, el código 1F para un LED blanco frío de CRI 70 garantiza un mínimo de 20 lúmenes y un máximo típico de 22 lúmenes, con una tolerancia de ±7% en la medición. Usted selecciona el rango basándose en el requisito de brillo para su aplicación.