Hoja de Datos del LED Azul SMD5050N - Paquete 5.0x5.0x1.6mm - Voltaje 3.2V - Potencia 0.306W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie SMD5050N es un LED de montaje superficial diseñado para aplicaciones que requieren alto brillo y fiabilidad en una huella compacta de 5.0mm x 5.0mm. Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para la variante Azul, modelo T5A003BA. El dispositivo presenta un paquete SMD estándar adecuado para procesos de montaje automatizado y está destinado a su uso en retroiluminación, señalización, iluminación decorativa e iluminación general.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes parámetros definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (T_s) de 25°C.

• Corriente Directa (I_F):90 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pulso (I_FP):120 mA (Ancho de pulso ≤10ms, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (P_D):306 mW
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura de Unión (T_j):125°C
• Temperatura de Soldadura (T_sld):Soldadura por reflujo a 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros típicos de operación se miden a T_s=25°C con una corriente directa (I_F) de 60mA, que es la condición de prueba recomendada.

• Voltaje Directo (V_F):Típico 3.2V, Máximo 3.4V (Tolerancia: ±0.08V)
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA a V_R=5V
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):460 nm (Consulte los valores clasificados en la Sección 2.4)
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (Ángulo de visión amplio, diseño sin lente secundaria)

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

La salida de flujo luminoso se clasifica en códigos (bins) para garantizar consistencia. Las mediciones se toman a I_F=60mA con una tolerancia de ±7%.

• Código A4:Mín. 1.5 lm, Típ. 2.0 lm
• Código A5:Mín. 2.0 lm, Típ. 2.5 lm
• Código A6:Mín. 2.5 lm, Típ. 3.0 lm
• Código A7:Mín. 3.0 lm, Típ. 3.5 lm
• Código A8:Mín. 3.5 lm, Típ. 4.0 lm

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color azul se controla con precisión mediante la clasificación por longitud de onda.

• Código B1:445 nm – 450 nm
• Código B2:450 nm – 455 nm
• Código B3:455 nm – 460 nm
• Código B4:460 nm – 465 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos de rendimiento clave esenciales para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

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

Este gráfico muestra la relación no lineal entre voltaje y corriente. El voltaje directo aumenta con la corriente y también depende de la temperatura. Los diseñadores deben usar esta curva para calcular la disipación de potencia (V_F* I_F) y asegurar que el driver pueda suministrar el voltaje necesario, especialmente a bajas temperaturas donde V_F increases.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva ilustra cómo la salida de luz escala con la corriente de conducción. Si bien la salida aumenta con la corriente, la eficiencia típicamente disminuye a corrientes más altas debido al aumento de los efectos térmicos. Operar significativamente por encima del punto de prueba recomendado de 60mA puede reducir la vida útil y desplazar el color.

4.3 Potencia Espectral Relativa vs. Temperatura de Unión

Para los LEDs azules, la longitud de onda pico puede desplazarse con la temperatura de unión (típicamente 0.1-0.3 nm/°C). Este gráfico es crítico para aplicaciones que requieren una salida de color estable. Temperaturas de unión más altas causan un corrimiento al rojo (longitud de onda más larga), lo que debe tenerse en cuenta en el diseño térmico.

4.4 Distribución de Potencia Espectral

Este gráfico muestra el espectro de emisión completo del LED azul, mostrando un pico estrecho alrededor de la longitud de onda dominante (ej., 460nm). El ancho a media altura (FWHM) es típicamente de 20-30nm para LEDs azules basados en InGaN. Comprender el espectro es vital para aplicaciones de mezcla de colores o cuando se usa conversión de fósforo para luz blanca.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete SMD5050N tiene dimensiones nominales de 5.0mm (L) x 5.0mm (A) x 1.6mm (H). Se proporcionan planos mecánicos detallados con tolerancias: las dimensiones .X tienen una tolerancia de ±0.10mm, y las dimensiones .XX tienen una tolerancia de ±0.05mm.

5.2 Diseño Recomendado de Pads y Plantilla de Estarcido

Para una soldadura confiable, se recomienda un patrón de pads específico. El diseño del pad asegura la formación adecuada del filete de soldadura y la resistencia mecánica. Se proporciona un diseño de apertura de plantilla correspondiente para controlar el volumen de pasta de soldar, lo cual es crucial para lograr una unión de soldadura confiable sin puentes o soldadura insuficiente.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo del LED está típicamente marcado en el paquete. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para evitar polarización inversa, la cual está limitada a 5V.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Secado (Baking)

El paquete SMD5050N es sensible a la humedad (clasificado MSL según IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Almacenamiento:Almacenar en la bolsa sellada original con desecante a <30°C y <85% HR.
• Vida Útil en Planta:Después de abrir la bolsa sellada, los componentes deben usarse dentro de las 12 horas si se almacenan a <30°C/<60% HR.
• Secado Requerido Si:La bolsa ha estado abierta por >12 horas, o la tarjeta indicadora de humedad muestra humedad alta.
• Procedimiento de Secado:Secar a 60°C durante 24 horas. No exceder los 60°C. Usar dentro de 1 hora después del secado o almacenar en un gabinete seco (<20% HR).

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED puede soportar un perfil de reflujo sin plomo con una temperatura máxima de 200°C o 230°C durante un máximo de 10 segundos. Consulte las recomendaciones de perfil específicas para minimizar el estrés térmico en el encapsulante de silicona y las uniones de alambre.

7. Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs azules son sensibles a las descargas electrostáticas. Los modos de falla incluyen aumento de la corriente de fuga (reducción del brillo, cambio de color) o falla catastrófica (LED muerto).

• Medidas de Prevención:Utilice estaciones de trabajo antiestáticas conectadas a tierra, tapetes y pulseras.
• Personal:Los operadores deben usar ropa y guantes antiestáticos.
• Equipo:Use ionizadores y asegúrese de que los soldadores estén correctamente conectados a tierra.
• Embalaje:Use materiales conductivos o antiestáticos para el manejo y transporte.

8. Diseño del Circuito de Aplicación

8.1 Método de Conducción

Se recomienda encarecidamente la Conducción a Corriente Constante.Los LEDs son dispositivos controlados por corriente; su salida de luz es proporcional a la corriente, no al voltaje. Una fuente de corriente constante proporciona brillo estable y protege al LED de la fuga térmica (thermal runaway).

8.2 Resistencia Limitadora de Corriente (para Fuente de Voltaje Constante)

Si se debe usar una fuente de voltaje constante (ej., una fuente DC regulada), es obligatoria una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. La potencia nominal de la resistencia debe ser suficiente: P_R= (I_F)² * R. Este método es menos eficiente y menos estable que la conducción a corriente constante, ya que V_Fvaría con la temperatura.

8.3 Secuencia de Conexión

Al conectar un módulo LED a un driver, siga esta secuencia para evitar picos de voltaje: 1) Identifique la polaridad del LED y del driver. 2) Conecte la salida del driver al módulo LED. 3) Finalmente, conecte la entrada del driver a la fuente de alimentación. Esto evita conectar un driver activo a los LEDs.

9. Precauciones de Manejo y Almacenamiento

• Evite el Manejo Directo:No toque la lente del LED con las manos desnudas. Contaminantes como aceites de la piel pueden manchar permanentemente la silicona, reduciendo la salida de luz.
• Use Herramientas Adecuadas:Use herramientas de succión al vacío o pinzas de punta suave. Evite presión mecánica excesiva en la lente, lo que puede dañar las uniones de alambre o el chip (die).
• Almacenamiento a Largo Plazo:Para paquetes abiertos, almacene en un gabinete seco con purga de nitrógeno o desecante a 5-30°C y <60% HR.

10. Nomenclatura del Producto e Información de Pedido

El número de modelo sigue un código estructurado: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Los elementos clave incluyen:

• Código de Paquete (5A):Denota el tamaño de paquete 5050N.
• Número de Chips:Indica el número de chips LED dentro del paquete (ej., 1, 2, 3).
• Código de Color (B):B para Azul. Otros códigos: R (Rojo), Y (Amarillo), G (Verde), etc.
• Código de Óptica (00):00 indica sin lente secundaria (solo lente primaria).
• Código de Clasificación de Flujo (ej., A6):Especifica el código de clasificación de flujo luminoso.
• Código de Clasificación de Longitud de Onda (ej., B3):Especifica el código de clasificación de longitud de onda dominante.

11. Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Iluminación lateral para TV LCD y monitores, cajas de luz publicitarias.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento arquitectónico, iluminación de alero, señalización.
• Iluminación General:Como componente en módulos de LED blanco que utilizan conversión de fósforo.
• Iluminación Interior Automotriz:Tablero de instrumentos, iluminación de pasos y luz ambiental.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de estado, retroiluminación de teclados.

12. Consideraciones de Diseño y Preguntas Frecuentes

12.1 ¿Cómo selecciono la corriente correcta?

Opere a o por debajo de la corriente de prueba recomendada de 60mA para un equilibrio óptimo de brillo, eficiencia y vida útil. Corrientes más altas aumentan la salida de luz pero generan más calor, acelerando la depreciación de lúmenes y potencialmente desplazando el color.

12.2 ¿Por qué es importante la gestión térmica?

El rendimiento y la vida útil del LED están inversamente relacionados con la temperatura de unión. Una T_jalta reduce la salida de luz (depreciación de lúmenes), causa un cambio de color (para LEDs azules y blancos) y puede conducir a una falla prematura. Asegure un disipador de calor adecuado, especialmente en aplicaciones de alta potencia o cerradas.

12.3 ¿Puedo conectar múltiples LEDs en serie o en paralelo?

La conexión en serie es preferiblecuando se usa un driver de corriente constante, ya que la misma corriente fluye a través de todos los LEDs. Asegúrese de que el voltaje de cumplimiento (compliance voltage) del driver sea mayor que la suma de las V_Fde todos los LEDs en la cadena.La conexión en paralelo generalmente no se recomiendadebido a las variaciones en la clasificación de V_F, lo que puede causar desequilibrio de corriente y brillo desigual/sobrecalentamiento. Si la conexión en paralelo es inevitable, use una resistencia limitadora de corriente separada para cada rama paralela.

13. Comparación Técnica y Tendencias

El SMD5050N, con su huella de 5.0x5.0mm, ofrece un área emisora más grande y una mayor salida de luz potencial que paquetes más pequeños como 3528 o 3014. Es una solución madura y rentable para aplicaciones que no requieren la ultra alta densidad de paquetes más nuevos y pequeños. La tendencia de la industria es hacia una mayor eficiencia (lúmenes por vatio) y una mejor consistencia de color (clasificación más estrecha). Los desarrollos futuros pueden incluir empaquetado a escala de chip (CSP) y tecnologías de fósforo mejoradas para LEDs blancos derivados de emisores azules.