Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos
- 2.1 Valores Máximos Absolutos
- 2.2 Características Eléctricas y Ópticas
- 3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
- 3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
- 3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz (LED) verde de alta eficiencia, diseñado para montaje pasante en placas de circuito impreso (PCB) o paneles. El dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir luz verde, encapsulado en un paquete de 3.1mm de diámetro con una lente transparente. Está diseñado para aplicaciones que requieren iluminación indicadora brillante, de bajo consumo y fiable.
Las ventajas principales de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que indica que no contiene plomo. Ofrece una alta intensidad luminosa en relación con su consumo de energía, siendo una opción eficiente. El dispositivo es compatible con circuitos integrados (CI) debido a sus bajos requisitos de corriente, simplificando el diseño del circuito de excitación. Su versátil capacidad de montaje y su paquete pasante estandarizado lo hacen adecuado para una amplia gama de procesos de ensamblaje electrónico.
El mercado objetivo abarca la electrónica de propósito general donde se requiere indicación visual de estado. Esto incluye electrónica de consumo, equipos de oficina, dispositivos de comunicación, paneles de control industrial y electrodomésticos. Sus especificaciones lo hacen ideal para aplicaciones donde la consistencia del brillo, el color y la fiabilidad a largo plazo son importantes, pero no para aplicaciones críticas de seguridad o en entornos extremos sin consulta previa.
2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos
2.1 Valores Máximos Absolutos
Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.
- Disipación de Potencia (PD):75 mW a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar en forma de calor sin degradarse.
- Corriente Directa:
- Corriente Directa Continua (IF):30 mA continua.
- Corriente Directa de Pico:60 mA, permitida solo en condiciones de pulsos con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms. Esto permite una sobreexcitación breve para lograr un brillo instantáneo más alto, como en aplicaciones de estroboscopio o multiplexación.
- Derivación Térmica:La corriente directa continua máxima permitida debe reducirse linealmente en 0.4 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supere los 50°C. Esto es crucial para garantizar la fiabilidad a temperaturas de operación más altas.
- Rangos de Temperatura:
- Operación:-40°C a +85°C.
- Almacenamiento:-55°C a +100°C.
- Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C máximo durante 5 segundos, medida a 2.0mm (0.0787\") del cuerpo del LED. Esto define la ventana de proceso para soldadura manual o por ola.
2.2 Características Eléctricas y Ópticas
Estos parámetros se miden a TA=25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo en condiciones normales de operación.
- Intensidad Luminosa (IV):Varía desde un mínimo de 140 mcd hasta un valor típico de 400 mcd, cuando se excita con la corriente de prueba estándar (IF) de 20 mA. La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica (ojo humano) (CIE). Se aplica una tolerancia de ±15% al valor de intensidad garantizado.
- Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje central. Un ángulo de 40° indica un haz relativamente enfocado, adecuado para indicación direccional.
- Especificaciones de Longitud de Onda:
- Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):570 nm. Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
- Longitud de Onda Dominante (λd):572 nm. Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color de la luz. Es el parámetro clave para la consistencia del color.
- Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):11 nm. Esto indica la pureza espectral; un ancho más estrecho significa un color verde más saturado y puro.
- Tensión Directa (VF):Típicamente 2.4V, con un máximo de 2.4V a IF=20mA. El mínimo es 2.1V. Este parámetro es crítico para diseñar la resistencia limitadora de corriente en serie con el LED.
- Corriente Inversa (IR):100 μA máximo cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V.Nota Importante:El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización. Aplicar tensión inversa en el circuito puede dañar el LED.
3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
Para gestionar las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores, los LED se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de intensidad y color.
3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
Unidades: mcd @ 20mA. Cada lote tiene una tolerancia de ±15% en sus límites.
- Lote GH:140 – 240 mcd
- Lote JK:240 – 400 mcd
- Lote LM:400 – 680 mcd
- Lote NP:680 – 1150 mcd
El número de parte LTL1NHGK4K contiene \"GH\" en su sufijo, indicando que pertenece al lote de intensidad GH (140-240 mcd).
3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
Unidades: nm @ 20mA. Cada lote tiene una tolerancia de ±1nm.
- H06:566.0 – 568.0 nm
- H07:568.0 – 570.0 nm
- H08:570.0 – 572.0 nm
- H09:572.0 – 574.0 nm
- H10:574.0 – 576.0 nm
El número de parte contiene \"K4K\"
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. |