Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características Principales
- 1.2 Aplicaciones
- 2. Análisis Detallado de Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Eléctricas y Ópticas (Tabla 1-1)
- 2.2 Valores Máximos Absolutos (Tabla 1-2)
- 3. Sistema de Clasificación (Binning)
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 5. Información Mecánica y del Paquete
- 5.1 Dimensiones del Paquete
- 5.2 Polaridad y Patrones de Soldadura
- 6. Guía de Soldadura y Montaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual y Reparación
- 6.3 Precauciones de Manipulación
- 7. Información de Empaquetado y Pedido
- 8. Recomendaciones de Aplicación
- 9. Confiabilidad y Pruebas
- 10. Precauciones de Manipulación y Almacenamiento
- 11. Principios de Funcionamiento del LED
- 12. Tendencias de Desarrollo
- 13. Preguntas Frecuentes
- 14. Ejemplos Prácticos de Aplicación
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción General del Producto
Esta especificación describe un LED SMD amarillo-verde con dimensiones compactas de 1,6 mm × 0,8 mm × 0,7 mm. El LED está fabricado con un chip amarillo-verde, proporcionando un rango de longitud de onda dominante de 567,5 nm a 575,0 nm. Está diseñado para indicación óptica general, interruptores y visualización de símbolos, y otras aplicaciones comunes. El LED cuenta con un ángulo de visión extremadamente amplio de 140°, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una distribución uniforme de la luz. Es conforme a RoHS y tiene un nivel de sensibilidad a la humedad de 3, lo que garantiza compatibilidad con procesos estándar de montaje SMD y soldadura por reflujo.
1.1 Características Principales
- Ángulo de visión extremadamente amplio (2θ1/2 = 140°) para una distribución de luz extensa.
- Adecuado para todos los procesos de montaje SMD y soldadura.
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (MSL3).
- Conforme a RoHS, respetuoso con el medio ambiente.
1.2 Aplicaciones
- Indicadores ópticos (p. ej., luces de estado, retroiluminación).
- Interruptores, símbolos y pantallas.
- Iluminación y señalización de uso general.
2. Análisis Detallado de Parámetros Técnicos
Las características eléctricas y ópticas se especifican a una temperatura ambiente de Ts = 25 °C y una corriente directa de 20 mA, a menos que se indique lo contrario.
2.1 Características Eléctricas y Ópticas (Tabla 1-1)
- Tensión Directa (VF):El LED se clasifica en seis grupos de tensión: B1 (1,8-1,9 V), B2 (1,9-2,0 V), C1 (2,0-2,1 V), C2 (2,1-2,2 V), D1 (2,2-2,3 V), D2 (2,3-2,4 V). Normalmente, la tensión directa varía de 1,8 V a 2,4 V.
- Longitud de Onda Dominante (λD):Clasificado en tres grupos: B20 (567,5-570,0 nm), C10 (570,0-572,5 nm), C20 (572,5-575,0 nm). El ancho de banda medio típico (ancho espectral a mitad de altura) es de 15 nm.
- Intensidad Luminosa (IV):Clasificado en cuatro grupos: B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd). Las mediciones se realizan a 20 mA.
- Ángulo de Visión:2θ1/2 = 140° típico.
- Corriente Inversa (IR):A VR = 5 V, máximo 10 μA.
- Resistencia Térmica (RTHJ-S):Máximo 450 °C/W (de la unión al punto de soldadura).
2.2 Valores Máximos Absolutos (Tabla 1-2)
| Parámetro | Símbolo | Valor | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | Pd | 72 | mW |
| Corriente Directa | IF | 30 | mA |
| Corriente Directa de Pico (Pulso) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura de Operación | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Unión | Tj | 95 | °C |
Estos límites no deben excederse ni siquiera momentáneamente. Condiciones de pulso: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms.
3. Sistema de Clasificación (Binning)
El LED se clasifica en múltiples grupos para garantizar un rendimiento consistente para los clientes:
- Grupos de Tensión:B1, B2, C1, C2, D1, D2 – cubren de 1,8 V a 2,4 V en pasos de 0,1 V.
- Grupos de Longitud de Onda:B20, C10, C20 – cubren de 567,5 nm a 575,0 nm en pasos de 2,5 nm.
- Grupos de Intensidad Luminosa:B00, C00, D00, E00 – cubren de 12 mcd a 65 mcd.
Esta clasificación permite a los clientes seleccionar LEDs con rendimiento eléctrico y óptico controlado para sus aplicaciones específicas.
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
Las curvas típicas de características ópticas (Fig. 1-6 a Fig. 1-12) proporcionan información sobre el comportamiento del LED en diversas condiciones:
- Tensión Directa vs. Corriente Directa (Fig. 1-6):Muestra la relación exponencial; la tensión aumenta con la corriente.
- Corriente Directa vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-7):La intensidad luminosa relativa aumenta con la corriente directa, casi lineal dentro del rango de operación.
- Temperatura del Terminal vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-8):La intensidad disminuye al aumentar la temperatura del terminal debido a la reducción de la eficiencia radiativa.
- Temperatura del Terminal vs. Corriente Directa (Fig. 1-9):Curva de reducción de potencia: la corriente máxima permitida se reduce a altas temperaturas.
- Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante (Fig. 1-10):La longitud de onda se desplaza ligeramente con la corriente (desplazamiento al rojo a corrientes más altas).
- Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda (Fig. 1-11):La distribución espectral muestra un pico alrededor de 570 nm con un ancho de banda medio de ~15 nm.
- Patrón de Radiación (Fig. 1-12):Distribución angular amplia (140°) que garantiza una emisión de luz uniforme.
Estas curvas ayudan a los diseñadores a predecir el rendimiento del LED en diferentes condiciones térmicas y eléctricas.
5. Información Mecánica y del Paquete
5.1 Dimensiones del Paquete
El paquete del LED mide 1,6 mm (largo) × 0,8 mm (ancho) × 0,7 mm (alto). Las tolerancias son de ±0,2 mm a menos que se especifique lo contrario. La vista inferior muestra dos almohadillas: Almohadilla 1 (cátodo) y Almohadilla 2 (ánodo), con marcas de polaridad. Las almohadillas de soldadura recomendadas tienen dimensiones: cada almohadilla de 0,8 mm × 0,8 mm, con una separación de 2,4 mm entre centros.
5.2 Polaridad y Patrones de Soldadura
La polaridad se indica mediante una muesca en el paquete (Fig. 1-4). Se debe garantizar la orientación correcta durante la colocación. El patrón de tierra de soldadura recomendado (Fig. 1-5) ayuda a lograr uniones de soldadura fiables y una adecuada disipación de calor.
6. Guía de Soldadura y Montaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
El perfil de soldadura por reflujo recomendado (Fig. 3-1) es el siguiente:
- Velocidad de rampa de calentamiento media: ≤3 °C/s (desde Tsmax hasta TP).
- Precalentamiento: 150 °C a 200 °C durante 60-120 s.
- Tiempo por encima de 217 °C (TL): ≤60 s.
- Temperatura máxima (TP): 260 °C, con tiempo dentro de 5 °C del pico (tp) ≤30 s.
- Velocidad de enfriamiento: ≤6 °C/s.
- Tiempo total desde 25 °C hasta el pico: ≤8 minutos.
No se debe realizar la soldadura por reflujo más de dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre dos operaciones de soldadura, los LEDs pueden absorber humedad y dañarse.
6.2 Soldadura Manual y Reparación
Soldadura manual: temperatura del hierro ≤300 °C, tiempo ≤3 segundos, una sola vez. Se debe evitar la reparación; si es necesario, utilice un soldador de doble punta y valide previamente el efecto sobre las características del LED.
6.3 Precauciones de Manipulación
- No monte LEDs en PCBs deformados.
- No aplique estrés mecánico ni vibración durante el enfriamiento.
- Evite el enfriamiento rápido después de soldar.
7. Información de Empaquetado y Pedido
Los LEDs se empaquetan en cinta portadora y carrete. Cantidad estándar: 4000 piezas por carrete. La cinta portadora tiene las dimensiones que se muestran en la Fig. 2-1 (paso 4,0 mm, ancho 8,0 mm). El carrete (Fig. 2-2) tiene un diámetro exterior de 178 mm ±1 mm. Se utiliza una bolsa barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad. La etiqueta (Fig. 2-3) incluye número de pieza, número de especificación, número de lote, códigos de grupo para flujo luminoso, cromaticidad, tensión directa, longitud de onda, cantidad y fecha. Se proporcionan las dimensiones de la caja de cartón exterior (Fig. 2-5).
8. Recomendaciones de Aplicación
Las aplicaciones típicas incluyen indicadores ópticos en electrónica de consumo, iluminación interior automotriz, retroiluminación de interruptores y señalización general. Debido al amplio ángulo de visión, estos LEDs son ideales para luces de estado que deben ser visibles desde muchos ángulos. Para un rendimiento óptimo, asegure una adecuada disipación de calor y limite la corriente directa a ≤30 mA (o menos según las condiciones térmicas). Utilice resistencias limitadoras de corriente en serie.
9. Confiabilidad y Pruebas
El LED ha sido calificado según pruebas de confiabilidad estándar (Tabla 2-3):
- Reflujo: 260°C máx., 2 veces, 22 piezas, aceptación/rechazo 0/1.
- Ciclo de Temperatura: -40°C a 100°C, 100 ciclos, 22 piezas.
- Choque Térmico: -40°C a 100°C, 300 ciclos, 22 piezas.
- Almacenamiento a Alta Temperatura: 100°C durante 1000 h, 22 piezas.
- Almacenamiento a Baja Temperatura: -40°C durante 1000 h, 22 piezas.
- Prueba de Vida: 25°C, 20 mA durante 1000 h, 22 piezas.
Criterios de falla: tensión directa >1,1× USL, corriente inversa >2,0× USL, flujo luminoso<0,7× LSL.
10. Precauciones de Manipulación y Almacenamiento
- El contenido de azufre en el ambiente y en los materiales de contacto no debe superar 100 ppm.
- Contenido de bromo y cloro en materiales externos: elemento individual<900 ppm, total<1500 ppm.
- Evite compuestos orgánicos volátiles (COV) que puedan penetrar el encapsulado de silicona y causar decoloración.
- Sensibilidad a ESD: utilice protección ESD adecuada durante la manipulación.
- Almacenamiento antes de abrir: ≤30°C, ≤75% HR, dentro de 1 año desde la fecha. Después de abrir: ≤30°C, ≤60% HR, 168 horas. Si se excede, hornee a 60±5°C durante ≥24 horas antes de usar.
11. Principios de Funcionamiento del LED
Este LED se basa en un chip amarillo-verde de fosfuro de galio (GaP). Cuando se aplica corriente directa, los electrones y huecos se recombinan en la unión PN, liberando energía en forma de fotones (electroluminiscencia). La longitud de onda (color) está determinada por la banda prohibida del semiconductor. El amplio ángulo de visión se logra mediante el diseño del paquete y el encapsulado.
12. Tendencias de Desarrollo
Los LEDs SMD continúan reduciendo su tamaño mientras aumentan su eficiencia. Este paquete de 1,6×0,8×0,7 mm representa un formato miniatura común (similar a 0603 imperial). Las tendencias futuras incluyen mayor eficacia luminosa, clasificación más ajustada y mejor gestión térmica para operación a corrientes más altas. La adopción de normas RoHS y regulaciones ambientales impulsa el uso de soldadura sin plomo y materiales libres de halógenos.
13. Preguntas Frecuentes
P: ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?
R: Para operación continua, 20 mA es típico. El máximo es 30 mA. Use una resistencia para limitar la corriente.
P: ¿Cómo debo almacenar los LEDs no utilizados?
R: Siga las condiciones de almacenamiento: ≤30°C, ≤75% HR. Úselos dentro de 1 año. Después de abrir, úselos dentro de 168 horas o hornee antes de usar.
P: ¿Puedo usar este LED en aplicaciones exteriores?
R: El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, pero el LED no está clasificado para exposición directa a la humedad sin un recubrimiento conformado adecuado.
P: ¿Cuál es la vida útil típica?
R: La prueba de confiabilidad incluye una prueba de vida de 1000 horas a 20 mA, 25°C. La vida útil típica es mucho más larga (p. ej., 50 000 horas) dependiendo de las condiciones de operación.
14. Ejemplos Prácticos de Aplicación
Ejemplo 1: Indicador de estado en un conmutador de red. Use una resistencia en serie de 150 Ω con fuente de 5 V para lograr ~20 mA de corriente directa. El amplio ángulo de visión garantiza visibilidad desde todos los lados del equipo.
Ejemplo 2: Retroiluminación para un símbolo de botón pulsador. El color amarillo-verde proporciona buen contraste. Use un controlador de corriente constante para mantener un brillo consistente en función de la temperatura.
Ejemplo 3: Iluminación ambiental interior automotriz (no crítica para la seguridad). El tamaño compacto permite la colocación en espacios reducidos. Asegure la gestión térmica mediante trazas de cobre en el PCB.
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. |