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 de montaje superficial de alto brillo diseñado para aplicaciones de iluminación general. Esta serie ofrece luz blanca en varias temperaturas de color correlacionadas (CCT), incluyendo Blanco Cálido, Blanco Neutro y Blanco Frío, con opciones para diferentes valores de Índice de Reproducción Cromática (IRC). 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.

La ventaja principal de esta serie radica en su sistema estandarizado de clasificación para flujo luminoso y cromaticidad, garantizando la consistencia del color en las series de producción. Está diseñado para una fiabilidad óptima bajo los procesos estándar de montaje SMT y está dirigido a aplicaciones como tiras de LED, módulos de retroiluminación, iluminación decorativa e iluminación de acento arquitectónico.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

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 (Corriente continua máxima)
• 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):Soldadura por reflujo a 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de T_s=25°C y representan el rendimiento típico.

• Voltaje Directo (V_F):3.2V (Típico), 3.4V (Máximo) a I_F=60mA.
• Voltaje Inverso (V_R):5V
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (Máximo)
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (Típico)

3. Explicación del Sistema de Clasificación

3.1 Clasificación por Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

Los LEDs se clasifican en regiones cromáticas específicas (bins) según su CCT objetivo. Esto garantiza la uniformidad del color cuando se utilizan múltiples LEDs juntos. Los bins estándar de pedido son:

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

Nota: El flujo luminoso para los productos de la serie 5050N se especifica con un valor mínimo; el flujo real enviado puede ser mayor mientras se adhiera al bin de CCT solicitado.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo se categoriza mediante códigos (p. ej., 1E, 1F, 1G) que representan rangos de salida mínimos y típicos a 60mA. Los bins varían según la CCT y el IRC.

• Blanco 70 IRC (Cálido, Neutro, Frío):Los códigos van desde 1E (18-20 lm mín.) hasta 1H (24-26 lm mín. para Blanco Frío).
• Blanco 85 IRC:Los códigos van desde 1D (16-18 lm mín.) hasta 1F (20-22 lm mín.).
• Blanco Cálido 93 IRC:Códigos 1C (14-16 lm mín.) y 1D (16-18 lm mín.).

Tolerancias: Flujo Luminoso (±7%), Voltaje Directo (±0.08V), IRC (±2), Coordenadas Cromáticas (±0.005).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

La característica I-V es típica de un diodo. El voltaje directo aumenta logarítmicamente con la corriente. Operar a los 60mA recomendados garantiza una eficiencia y longevidad óptimas, manteniéndose muy por debajo del valor máximo.

4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

La salida luminosa es aproximadamente lineal con la corriente en el rango de operación normal. Conducir el LED por encima de la corriente recomendada conduce a rendimientos decrecientes en la salida de luz mientras aumenta significativamente el calor y acelera la depreciación del lumen.

4.3 Distribución Espectral de Potencia y Efectos de la Temperatura de Unión

Las curvas de distribución de energía espectral relativa muestran los picos de emisión para diferentes rangos de CCT (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). El espectro se desplaza ligeramente con el aumento de la temperatura de unión, lo que puede causar un cambio medible en las coordenadas cromáticas y la CCT. Una gestión térmica adecuada es crucial para mantener una salida de color estable.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado SMD5050 tiene dimensiones nominales de 5.0mm (L) x 5.0mm (A) x 1.6mm (H). Los planos mecánicos detallados especifican las tolerancias: dimensiones .X: ±0.10mm, dimensiones .XX: ±0.05mm.

5.2 Diseño de Pads y Plantilla de Soldadura

La hoja de datos proporciona diseños recomendados de patrón de soldadura (huella) y plantilla de soldadura para garantizar la formación confiable de la junta durante el reflujo. Adherirse a estos diseños es crítico para una alineación correcta, alivio térmico y estabilidad mecánica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Secado

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

• Almacenamiento:Almacene las bolsas sin abrir a <30°C/<85% HR. Después de abrir, almacene a <30°C/<60% HR en un gabinete seco o contenedor sellado con desecante.
• Vida Útil en Planta:Use dentro de las 12 horas posteriores a la apertura de la bolsa.
• Secado Requerido si:La bolsa ha sido abierta, se excedió la vida útil en planta, o la tarjeta indicadora de humedad muestra exposición. No seque LEDs ya soldados a placas.
• Procedimiento de Secado:Seque a 60°C durante 24 horas en el carrete original. Realice el reflujo dentro de 1 hora después del secado o devuelva al almacenamiento seco (<20% HR). No exceda los 60°C.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

Utilice un perfil de reflujo estándar sin plomo. La temperatura máxima no debe exceder los 230°C, y el tiempo por encima de 200°C debe limitarse a un máximo de 10 segundos para evitar daños en el encapsulado o degradación de los materiales internos.

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:Daño latente (aumento de la corriente de fuga, reducción del brillo/cambio de color, vida útil más corta) o fallo catastrófico (no funcionamiento completo).
• Precauciones:Implemente medidas estándar de control ESD: use estaciones de trabajo conectadas a tierra, correas de muñeca, tapetes conductivos, ionizadores, y materiales de empaque y manejo seguros contra ESD.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Tiras de LED y Luces en Cinta:La alta densidad y el buen ángulo de visión permiten una iluminación lineal uniforme.
• Retroiluminación:Para letreros, pantallas y paneles que requieren luz blanca uniforme.
• Iluminación Decorativa y Arquitectónica:Iluminación de acento, nichos e iluminación de contorno.
• Indicador/Iluminación de Propósito General:Donde se necesita una fuente de montaje superficial compacta y brillante.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use un controlador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente apropiada. No conecte directamente a una fuente de voltaje.
• Gestión Térmica:Diseñe la PCB con un área de cobre y alivio térmico adecuados para disipar el calor. Las altas temperaturas de unión reducen la salida de luz, cambian el color y acortan la vida útil.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° proporciona una iluminación amplia. Considere ópticas secundarias (lentes, difusores) si se requiere dar forma al haz.
• Clasificación para Consistencia de Color:Para aplicaciones con múltiples LEDs, especifique bins estrechos de CCT y flujo al proveedor para evitar discrepancias visibles de color o brillo.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo conducir este LED a su corriente máxima de 90mA para obtener mayor brillo?

R: No se recomienda para operación continua. La corriente de operación recomendada es de 60mA. Operar a 90mA generará significativamente más calor, pudiendo exceder la temperatura máxima de unión, lo que lleva a una depreciación rápida del lumen y una fiabilidad reducida. Diseñe siempre para las condiciones recomendadas.

P: ¿Qué sucede si no seco los LEDs después de que la bolsa ha estado abierta por más de 12 horas?

R: La humedad absorbida por el encapsulado plástico puede expandirse rápidamente durante la soldadura por reflujo, causando delaminación interna, daño en los alambres de unión o agrietamiento del encapsulado (\"efecto palomita de maíz\"). Esto a menudo resulta en fallos inmediatos o defectos latentes que causan fallos prematuros en campo.

P: ¿Qué tan crítico es el perfil de temperatura de soldadura?

R: Muy crítico. Exceder los 230°C o los límites de tiempo a temperatura puede dañar la lente de silicona, el fósforo, la unión del chip o los alambres de unión. Siempre siga el perfil de reflujo recomendado.

P: El flujo luminoso tiene una tolerancia de ±7%. ¿Cómo afecta esto a mi diseño?

R: Esta variación es normal en la fabricación de LEDs. Para aplicaciones que requieren brillo uniforme, es recomendable usar LEDs del mismo lote de producción y especificar un bin de flujo estrecho. El circuito controlador también debe diseñarse para acomodar el rango típico de voltaje directo.

10. Principio de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Funcionamiento

Un LED SMD blanco típicamente utiliza un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) azul. Parte de la luz azul emitida por este chip se convierte en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de fósforo que recubre el chip. La combinación de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla exacta de fósforos determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (IRC).

10.2 Tendencias de la Industria

La tendencia general en LEDs SMD de potencia media como el 5050 es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática (IRC más alto con valores R9) y una mejor consistencia de color (clasificación más estrecha). También hay un enfoque en mejorar la fiabilidad y longevidad bajo corrientes de conducción y temperaturas de operación más altas. Además, la tecnología de fósforos continúa avanzando, permitiendo colores más saturados y una gama más amplia para aplicaciones de pantallas, así como luz blanca más ajustable espectralmente para iluminación centrada en el ser humano.