Hoja de Datos del LED Amarillo SMD5050N - 5.0x5.0x1.6mm - 2.2V - 0.234W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie SMD5050N es un LED de montaje superficial de alto brillo diseñado para aplicaciones que requieren una iluminación amarilla fiable. Caracterizado por su huella de 5.0mm x 5.0mm, este LED ofrece un amplio ángulo de visión de 120 grados y es adecuado para una variedad de aplicaciones de iluminación, señalización e indicadores. Su principal ventaja radica en su rendimiento consistente y su sistema estandarizado de clasificación (binning), que garantiza la uniformidad del color y del flujo luminoso entre lotes de producción.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes parámetros definen los límites operativos del LED. Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Corriente Directa (IF): 90 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pulso (IFP): 120 mA (Ancho de pulso ≤10ms, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (PD): 234 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 Típicas

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

• Tensión Directa (V_F): Típica 2.2V, Máxima 2.6V (tolerancia ±0.08V)
• Tensión Inversa (V_R): 5V
• Longitud de Onda Dominante (λ_d): 590 nm (típica)
• Corriente Inversa (I_R): Máximo 10 µA
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 120 grados

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia, los LED se clasifican (binning) en función de parámetros clave de rendimiento.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Clasificado a I_F=60mA. La medición del flujo luminoso tiene una tolerancia de ±7%.

• Código A6: 2.5 lm (Mín), 3 lm (Típ)
• Código A7: 3 lm (Mín), 3.5 lm (Típ)
• Código A8: 3.5 lm (Mín), 4 lm (Típ)
• Código A9: 4 lm (Mín), 4.5 lm (Típ)
• Código B1: 4.5 lm (Mín), 5 lm (Típ)

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Define el tono específico de luz amarilla emitida.

• Código Y1: 585 nm a 588 nm
• Código Y2: 588 nm a 591 nm
• Código Y3: 591 nm a 594 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva IV)

Esta curva muestra la relación entre la tensión directa aplicada y la corriente resultante. Es esencial para diseñar circuitos de limitación de corriente apropiados y prevenir la fuga térmica (thermal runaway).

4.2 Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo

Este gráfico ilustra cómo la salida de luz escala con la corriente de accionamiento. Normalmente muestra una relación casi lineal dentro del rango de operación recomendado, pero la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento del calor.

4.3 Temperatura de Unión vs. Potencia Espectral Relativa

Esta curva demuestra el efecto de la temperatura de unión en la salida espectral del LED. Para los LED amarillos, un aumento de temperatura puede causar un ligero desplazamiento en la longitud de onda dominante y una reducción en la salida total de luz.

4.4 Distribución de Potencia Espectral

Este gráfico muestra la intensidad de la luz emitida a lo largo del espectro visible, confirmando la naturaleza monocromática del LED amarillo con un pico alrededor de 590nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Físicas

El encapsulado SMD5050N mide 5.0mm de largo, 5.0mm de ancho y 1.6mm de alto. Las tolerancias dimensionales se especifican como ±0.10mm para dimensiones .X y ±0.05mm para dimensiones .XX.

5.2 Diseño Recomendado de Pads y Plantilla (Stencil)

Para una soldadura fiable, se recomienda un patrón de pistas (land pattern) y un diseño de apertura de plantilla específicos. Los diagramas proporcionados aseguran la formación correcta de la junta de soldadura, una buena disipación térmica y estabilidad mecánica. El diseño suele presentar seis pads (dos para cada chip LED interno en la configuración común de 3 chips).

5.3 Identificación de Polaridad

El encapsulado del LED incluye una marca de polaridad, normalmente una muesca o un punto cerca del pin del cátodo. La orientación correcta es crucial para el funcionamiento del circuito.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Horneado (Baking)

El LED SMD5050N está clasificado como sensible a la humedad (MSL). 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, deben hornearse antes de la soldadura por reflujo para prevenir daños por "efecto palomita" (popcorn).

• Condición de Almacenamiento (Sin abrir): Temperatura <30°C, Humedad Relativa <85%.
• Condición de Almacenamiento (Abierta): Usar dentro de las 12 horas o almacenar en una cámara seca (<20% HR o con nitrógeno).
• Requisito de Horneado: Requerido si la tarjeta indicadora de humedad muestra exposición o si se expone al aire >12 horas.
• Método de Horneado: 60°C durante 24 horas en el carrete original. No exceder los 60°C. Usar dentro de 1 hora después del horneado o devolver al almacenamiento seco.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED puede soportar un proceso estándar de reflujo por infrarrojos o convección. La temperatura máxima de pico es de 230°C o 200°C, con el tiempo por encima del líquido no superior a 10 segundos. Consultar el perfil específico para la pasta de soldar utilizada.

7. Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son dispositivos semiconductores susceptibles a daños por descargas electrostáticas.

7.1 Mecanismos de Daño por ESD

La ESD puede causar fallos latentes o catastróficos. El daño latente puede aumentar la corriente de fuga y reducir la vida útil, mientras que el fallo catastrófico resulta en una no operación inmediata (LED muerto).

7.2 Medidas de Control de ESD

• Utilizar estaciones de trabajo y suelos antiestáticos conectados a tierra.
• El personal debe usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra, batas antiestáticas y guantes.
• Usar ionizadores para neutralizar las cargas estáticas en el área de trabajo.
• Asegurarse de que todas las herramientas (por ejemplo, soldadores) estén correctamente conectadas a tierra.
• Utilizar materiales conductivos o disipativos para el manejo y empaquetado.

8. Sugerencias de Aplicación y Diseño de Circuito

8.1 Metodología de Accionamiento

Para un rendimiento y longevidad óptimos, accionar el LED con una fuente de corriente constante. Esto asegura una salida de luz estable y protege al LED de picos de corriente y variaciones térmicas. Si se usa una fuente de tensión constante, es obligatorio una resistencia limitadora de corriente en serie para cada cadena de LED.

8.2 Configuraciones de Circuito Recomendadas

Configuración A (Con Resistencias Individuales): Cada LED o cadena en paralelo tiene su propia resistencia en serie. Esto proporciona una regulación de corriente individual y es más tolerante a las variaciones de V_Fentre los LED.

Configuración B (Cadena en Serie con una Sola Resistencia): Múltiples LED se conectan en serie con una resistencia limitadora de corriente. Esto es más eficiente pero requiere una fuente de tensión más alta y todos los LED de la cadena deben tener V_F.

muy similares.

• 8.3 Precauciones de Montaje
• Manejar siempre los LED con protección ESD.
• Evitar tocar la lente de silicona con las manos desnudas para prevenir la contaminación por aceites y sales, lo que puede reducir la salida de luz.
• Usar herramientas de succión al vacío o pinzas de punta blanda para evitar daños mecánicos en el encapsulante de silicona blanda o en los alambres de unión (wire bonds).

Durante las pruebas del sistema, conectar el driver a la carga de LED antes de aplicar la potencia de entrada para evitar transitorios de tensión.

9. Regla de Numeración de ModelosEl número de parte sigue un formato estructurado:.

T [Código de Forma] [Número de Chips] [Código de Lente] - [Código de Flujo][Código de Longitud de Onda]

- TEjemplo: T5A003YA se decodifica como:

- : Prefijo del fabricante.5A

- 0: Código de forma para el encapsulado 5050N.

- 3: Código interno.

- YA: Tres chips LED dentro del encapsulado.

: Color amarillo, clasificación específica de flujo y longitud de onda (A para flujo, Y para longitud de onda).

Otros códigos definen el tipo de lente (00=sin lente, 01=con lente) y varias opciones de color (R=Rojo, G=Verde, B=Azul, etc.).

10. Escenarios de Aplicación Típicos

- El LED Amarillo SMD5050N es muy adecuado para:Iluminación Arquitectónica y Decorativa

- : Crear iluminación cálida y de acento.Letreros y Letras Canal

- : Proporcionar retroiluminación o iluminación uniforme.Iluminación Interior Automotriz

- : Luces del tablero y luces de cortesía.Electrónica de Consumo

- : Indicadores de estado y retroiluminación para electrodomésticos.Módulos RGB de Color Completo

: Como componente amarillo en sistemas de blanco ajustable o mezcla de colores (cuando se usa con LED de otros colores o convertidos por fósforo apropiados).

11. Comparación Técnica y Consideraciones

En comparación con encapsulados más pequeños como el 3528, el 5050 ofrece una salida de luz total más alta debido a su mayor tamaño y capacidad para alojar múltiples chips. Su ángulo de visión de 120 grados es más amplio que el de algunos LED con lentes enfocados, lo que lo hace ideal para iluminación de área en lugar de iluminación puntual. Los diseñadores deben considerar la gestión térmica, ya que la disipación de potencia (hasta 234mW) requiere un área de cobre en el PCB o disipación de calor adecuada para una vida útil máxima, especialmente cuando se acciona a corrientes altas o en temperaturas ambientales elevadas.

12. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre los códigos de flujo luminoso (A6, A7, etc.)?

R: Estos códigos representan diferentes grados de brillo. Un código más alto (por ejemplo, B1) indica una salida de flujo luminoso mínima y típica más alta. Seleccione la clasificación según el brillo requerido para su aplicación.

P: ¿Es siempre necesario el horneado antes de soldar?

R: No. El horneado solo es necesario si los componentes sensibles a la humedad han estado expuestos a entornos húmedos más allá de los límites especificados en la tarjeta indicadora de humedad de la bolsa o después de un almacenamiento prolongado fuera de un entorno seco.

P: ¿Puedo accionar este LED a 90mA continuamente?

R: Si bien 90mA es el límite absoluto máximo, la operación continua a este nivel generará un calor significativo y probablemente reducirá la vida útil. Para una operación confiable a largo plazo, es recomendable accionar el LED a o por debajo de la corriente de prueba típica de 60mA, con una gestión térmica adecuada.

P: ¿Por qué se recomienda un driver de corriente constante sobre una fuente de tensión constante con una resistencia?_FR: Un driver de corriente constante compensa la variación de la tensión directa (V

) entre los LED y con la temperatura, asegurando una salida de luz consistente y previniendo la fuga térmica. Ofrece mejor estabilidad y eficiencia, especialmente para cadenas en serie.

13. Caso de Estudio de Diseño

1. Escenario: Diseñar una unidad de retroiluminación para un panel de visualización informativo.Requisito

2. : Iluminación amarilla uniforme sobre un área de 200mm x 100mm con una iluminancia objetivo de 150 lux.Selección del LED

3. : Se elige el SMD5050N (Código B1, 5 lm típico) por su brillo y amplio ángulo de visión.Diseño Óptico

4. : Los LED se disponen en un patrón de cuadrícula con una lámina difusora colocada encima para mezclar los puntos individuales en un campo uniforme. El espaciado se calcula en función del ángulo de visión del LED y la uniformidad objetivo.Diseño Eléctrico_F: Los LED se agrupan en cadenas paralelas de 4 LED en serie. Se selecciona un driver de corriente constante para proporcionar 60mA por cadena. La tensión de salida del driver debe exceder la suma de la V

5. de 4 LED (aprox. 8.8V-10.4V) más un margen.Diseño Térmico

6. : El PCB se diseña con grandes áreas de cobre conectadas a los pads térmicos del LED. Vías térmicas transfieren el calor a una capa de cobre en la parte inferior. Los cálculos confirman que la temperatura de unión se mantiene por debajo de 80°C en un ambiente de 40°C.Montaje

: Los LED se colocan usando una máquina pick-and-place. La placa ensamblada se hornea según las guías MSL antes de someterse a un proceso controlado de soldadura por reflujo. Se mantienen las precauciones ESD durante todo el proceso.

14. Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de la electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p en la capa activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). El color de la luz está determinado por el intervalo de banda (bandgap) del material semiconductor utilizado. Para un LED amarillo monocromático como el SMD5050N, el material semiconductor (típicamente basado en AlInGaP) está diseñado para tener un intervalo de banda correspondiente a una longitud de onda de aproximadamente 590 nanómetros.

15. Tendencias Tecnológicas

- La industria del LED continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor fiabilidad. Para LED monocromáticos como el amarillo, las tendencias incluyen:Clasificación de Longitud de Onda Más Estrecha

- : Control más estricto de la longitud de onda dominante para aplicaciones de color más precisas.Operación a Mayor Temperatura

- : Desarrollo de materiales y encapsulados que mantienen el rendimiento a temperaturas de unión más altas.Miniaturización con Alta Salida

- : Tamaños de encapsulado más pequeños que ofrecen una salida de luz comparable a encapsulados heredados más grandes.Soluciones Integradas

- : LED con regulación de corriente incorporada, circuitos de protección (ESD, sobre-temperatura) o incluso microcontroladores para aplicaciones de iluminación inteligente.Fósforos Avanzados