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Hoja de Datos del LED de Retroiluminación T3B Serie 3014 - Chip Único 0.2W - Dimensiones 3.0x1.4x0.8mm - Voltaje 3.1V - Documento Técnico en Español

Hoja de datos técnica completa del LED SMD T3B Serie 3014. Incluye especificaciones detalladas, parámetros eléctricos, características ópticas, planos mecánicos y guías de aplicación.
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Portada del documento PDF - Hoja de Datos del LED de Retroiluminación T3B Serie 3014 - Chip Único 0.2W - Dimensiones 3.0x1.4x0.8mm - Voltaje 3.1V - Documento Técnico en Español

Tabla de Contenidos

1. Descripción General del Producto

La serie T3B representa una familia de LEDs de montaje superficial de alto rendimiento y chip único, diseñados principalmente para aplicaciones de retroiluminación. Utilizando una huella compacta de encapsulado 3014 (3.0mm x 1.4mm), estos LEDs ofrecen un equilibrio entre eficiencia luminosa, fiabilidad y flexibilidad de diseño, adecuado para pantallas electrónicas modernas y sistemas indicadores.

El núcleo del dispositivo es un chip semiconductor único capaz de entregar hasta 0.2W de potencia óptica. La serie se caracteriza por su amplio ángulo de visión, rendimiento de color estable en un rango de temperaturas de color y una construcción robusta adecuada para procesos de montaje automatizado como la soldadura por reflujo.

2. Parámetros y Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes parámetros definen los límites operativos más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al LED. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ts) de 25°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (Ts=25°C, IF=60mA).

3. Sistema de Clasificación y Binning del Producto

3.1 Regla de Numeración del Modelo

El código del producto sigue un formato estructurado:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Este código encapsula atributos clave:

3.2 Binning de Flujo Luminoso

Para LEDs blancos de retroiluminación con un Índice de Reproducción Cromática (CRI) de 60 y CCT entre 10,000K y 40,000K, el flujo luminoso se clasifica a una corriente de prueba de 60mA. El binning especifica unvalor mínimo, con el flujo real potencialmente mayor.

La tolerancia para la medición del flujo luminoso es de ±7%.

3.3 Binning de Voltaje Directo

El voltaje directo (VF) se clasifica en bins precisos para ayudar en el diseño de circuitos para regulación de corriente y uniformidad en arreglos multi-LED.

La tolerancia para la medición de voltaje es de ±0.08V.

3.4 Binning de Cromaticidad

Los LEDs blancos se clasifican en regiones de cromaticidad específicas en el diagrama de espacio de color CIE 1931 para garantizar la consistencia del color. Para la serie 3014 de retroiluminación, se definen regiones etiquetadas BG1 a BG5 con límites de coordenadas (x, y) precisos. Los productos se envían cumpliendo con las restricciones de región de cromaticidad solicitadas.

La tolerancia de coordenadas de cromaticidad es de ±0.005. La tolerancia del CRI es de ±2.

4. Curvas y Características de Rendimiento

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

La característica I-V es típica de un diodo semiconductor. La curva muestra un aumento brusco en la corriente una vez que el voltaje directo supera el umbral (aproximadamente 2.7V-2.9V). Operar a los 60mA recomendados asegura un rendimiento estable dentro del bin de voltaje especificado.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

La salida luminosa aumenta con la corriente directa pero exhibe una relación sub-lineal a corrientes más altas debido al aumento de la temperatura de unión y la caída de eficiencia. La curva destaca el rango de corriente de conducción óptimo para maximizar la eficacia (lúmenes por vatio).

4.3 Potencia Espectral Relativa vs. Temperatura de Unión

La salida espectral del sistema de fósforo del LED cambia con la temperatura de unión (Tj). Esta curva es crítica para aplicaciones que requieren puntos de color estables. A medida que Tj aumenta de 25°C a 125°C, la energía espectral relativa típicamente disminuye, lo que puede afectar tanto el flujo luminoso como la cromaticidad.

4.4 Distribución de Potencia Espectral Relativa

Este gráfico representa el espectro de emisión normalizado del LED blanco, mostrando la combinación del pico de emisión del chip azul y la emisión más amplia convertida por el fósforo amarillo/verde/rojo. La forma de esta curva determina el Índice de Reproducción Cromática (CRI) y la calidad de color percibida.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno y Huella

El LED cumple con las dimensiones estándar del encapsulado 3014:

Se proporcionan planos dimensionales detallados con tolerancias (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) para el diseño de PCB.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado y Diseño de Esténcil

Se recomienda un diseño de almohadilla de soldadura dedicado para garantizar una soldadura confiable, una gestión térmica adecuada y estabilidad mecánica. El patrón de almohadilla típicamente incluye dos pads de ánodo/cátodo. También se especifica un diseño de esténcil de pasta de soldadura correspondiente, lo cual es crucial para controlar el volumen de pasta durante el montaje de Tecnología de Montaje Superficial (SMT) para evitar el efecto "tombstoning" o uniones de soldadura insuficientes.

Identificación de Polaridad:El cátodo típicamente está marcado en el cuerpo del LED. La serigrafía del PCB debe indicar claramente la polaridad para evitar montaje inverso.

6. Guías de Montaje, Manipulación y Almacenamiento

6.1 Sensibilidad a la Humedad y Requisitos de Secado

El encapsulado LED 3014 está clasificado como sensible a la humedad según IPC/JEDEC J-STD-020C. La exposición a la humedad ambiental después de abrir la bolsa sellada con barrera de humedad puede provocar agrietamiento por "popcorn" o delaminación durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED puede soportar perfiles estándar de soldadura por reflujo sin plomo. La temperatura máxima pico es de 260°C, con un tiempo recomendado por encima del líquido (ej., 217°C) de 10 segundos. Una tasa de calentamiento y enfriamiento controlada es esencial para minimizar el estrés térmico en el encapsulado.

6.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son dispositivos semiconductores y son sensibles a las descargas electrostáticas, particularmente los tipos blanco, verde, azul y púrpura. La ESD puede causar fallos inmediatos o daños latentes que conducen a una vida útil reducida y degradación del rendimiento (ej., cambio de color, aumento de la corriente de fuga).

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Aplicaciones Típicas

7.2 Diseño del Circuito de Conducción

Conducción de Corriente Constante:Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para un brillo y color consistentes, y para prevenir la fuga térmica, deben ser conducidos por una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante. Una resistencia limitadora de corriente utilizada con una fuente de voltaje es un método simple pero es menos eficiente y menos estable con variaciones de temperatura y voltaje.

Configuración de Corriente:La corriente de operación recomendada es de 60mA. Operar en o cerca del límite absoluto máximo (80mA) reducirá la vida útil y puede cambiar los parámetros de color a menos que se proporcione una disipación de calor excepcional.

Gestión Térmica:Aunque la potencia es relativamente baja (0.2W), una disipación de calor efectiva desde las almohadillas de soldadura del LED hacia el cobre del PCB es crucial para mantener el rendimiento y la longevidad. Utilice un área de cobre y alivio térmico adecuado en el PCB. Para arreglos de alta densidad, considere la carga térmica general en el PCB.

7.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 110 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme. Para una luz más direccional, se deben usar ópticas secundarias (reflectores, guías de luz). Al diseñar guías de luz, se debe modelar el patrón de emisión y la distribución de intensidad del LED para lograr una salida uniforme.

8. Comparación Técnica y Diferenciación del Producto

El encapsulado 3014 ofrece una ventaja distintiva en el panorama de los LEDs SMD:

Los diferenciadores clave de esta serie T3B específica son su estructura de binning definida para color y flujo, su cumplimiento con los estándares de sensibilidad a la humedad y sus detalladas guías de aplicación, que respaldan el diseño para la fabricabilidad y la fiabilidad.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre los valores 'Mín' y 'Típ' del flujo luminoso en la tabla de binning?

El valor 'Mín' es el límite inferior garantizado para ese código de bin. El valor 'Típ' es un promedio representativo, pero no está garantizado. Cuando solicita un bin D3, se le garantiza un mínimo de 20 lm a 60mA, pero las piezas reales pueden medir hasta 22 lm. Este sistema asegura que cumple con su requisito mínimo de brillo.

9.2 ¿Por qué es necesario el secado y puedo usar una temperatura más alta para secar más rápido?

El secado elimina la humedad absorbida del encapsulado plástico para prevenir daños por presión de vapor durante el reflujo.No exceda los 60°C.Temperaturas más altas pueden degradar los materiales internos (epoxi, fósforo, uniones de alambre) y el empaquetado de cinta y carrete en sí, lo que lleva a fallos prematuros o problemas de manipulación.

9.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V y una resistencia?

Sí, pero con advertencias importantes. Dado un VF típico de 3.1V, una resistencia en serie necesitaría caer solo 0.2V a 60mA, requiriendo una resistencia muy pequeña (~3.3 Ohmios). Esto deja casi ningún margen para variaciones en el voltaje de suministro o el VF del LED. Un pequeño aumento en el voltaje de suministro o un LED de un bin VF más bajo causaría un gran aumento en la corriente, potencialmente dañando el LED. Se recomienda encarecidamente un controlador de corriente constante para una operación confiable.

9.4 ¿Cómo interpreto los códigos de región de cromaticidad (BG1, BG2, etc.)?

Estos códigos definen un área cuadrilátera pequeña en el diagrama de cromaticidad CIE. Todos los LEDs de un lote dado, cuando se miden, tendrán sus coordenadas de color (x,y) dentro de los límites de esa región específica. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs que coincidan estrechamente en color, lo cual es crítico para la uniformidad de la retroiluminación. La hoja de datos proporciona las coordenadas exactas de las esquinas para cada región.

10. Principios de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor de estado sólido. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones, un proceso llamado electroluminiscencia. La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. En un LED blanco como este, un chip de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite azul está recubierto con un fósforo amarillo (o multicolor). Parte de la luz azul escapa, y el resto es absorbido por el fósforo y reemitido como luz de longitud de onda más larga (amarilla, roja, verde). La mezcla de luz azul y luz convertida por el fósforo se percibe como blanca.

10.2 Tendencias de la Industria

La industria LED continúa evolucionando hacia una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor fiabilidad. Para tipos de encapsulado como el 3014, las tendencias incluyen:

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.