Hoja de Datos del LED Azul P-LCC-2 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje Directo 2.7-3.5V - Intensidad Luminosa hasta 285mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial (SMD) en paquete P-LCC-2. La función principal de este componente es servir como indicador óptico o fuente de luz de retroiluminación. Sus ventajas principales derivan de su compacto encapsulado blanco con ventana transparente incolora, que facilita un amplio ángulo de visión de 120 grados. Este diseño, que presenta un reflector interno optimizado para el acoplamiento de luz, lo hace especialmente adecuado para aplicaciones con guías de luz y tubos luminosos. Los mercados objetivo incluyen equipos de telecomunicaciones (para indicadores en teléfonos/fax), electrónica de consumo para retroiluminación de LCD, iluminación de interruptores y uso general como indicador donde se requiere una salida de luz fiable y consistente.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está diseñado para operar de forma fiable dentro de los siguientes límites absolutos, más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La tensión inversa máxima (V_R) es de 5V. La corriente directa continua (I_F) no debe superar los 25mA, mientras que una corriente directa de pico (I_FP) de 100mA es admisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima (P_d) es de 95mW. El componente puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). Su rango de temperatura de operación (T_opr) es de -40°C a +85°C, y puede almacenarse (T_stg) entre -40°C y +90°C. Los límites de temperatura de soldadura se definen para reflujo (260°C durante 10 segundos) y soldadura manual (350°C durante 3 segundos).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de I_F = 20mA y una temperatura ambiente (T_a) de 25°C. La intensidad luminosa (I_V) tiene un rango típico, con un mínimo de 90 milicandelas (mcd) y un máximo de 285 mcd, según define el sistema de clasificación (binning). La longitud de onda dominante (λ_d) para la variante azul se especifica entre 464 nm y 472 nm, con una longitud de onda de pico típica (λ_p) alrededor de 468 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es típicamente de 25 nm. La tensión directa (V_F) necesaria para alimentar el LED a 20mA oscila entre un mínimo de 2.70V y un máximo de 3.50V. Se indican tolerancias: ±11% para la intensidad luminosa, ±0.1V para la tensión directa y ±1nm para la longitud de onda de pico.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en cinco lotes (Q2, R1, R2, S1, S2), con valores mínimos que van desde 90 mcd (Q2) hasta 225 mcd (S2) y valores máximos desde 112 mcd (Q2) hasta 285 mcd (S2), todos medidos a I_F=20mA.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color azul (Grupo F) se subdivide a su vez en cuatro lotes de longitud de onda: AA1 (464-466 nm), AA2 (466-468 nm), AA3 (468-470 nm) y AA4 (470-472 nm). Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con puntos de color muy específicos.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cuatro grupos (10, 11, 12, 13) dentro del rango general de 2.70V a 3.50V, cubriendo cada lote un intervalo de 0.2V (ej., Lote 10: 2.70-2.90V). Esto es crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente eficientes y garantizar un brillo uniforme en matrices de múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo en condiciones variables.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz aumenta con la corriente directa, pero no de forma lineal. Ayuda a los diseñadores a comprender la compensación en eficiencia al alimentar el LED por encima o por debajo de los 20mA estándar.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La curva es esencial para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura, ya que indica la reducción necesaria para mantener el rendimiento y la longevidad.

4.3 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. Para evitar el sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad, la corriente debe reducirse al operar por encima de los 25°C.

4.4 Corriente Directa vs. Tensión Directa

La curva IV representa la relación exponencial entre corriente y tensión, fundamental para seleccionar la topología de controlador apropiada (corriente constante vs. basada en resistencia).

4.5 Distribución Espectral

El gráfico espectral confirma la salida de luz azul monocromática centrada alrededor de 468 nm con un ancho de banda definido, importante para aplicaciones sensibles al color.

4.6 Diagrama de Radiación

Este gráfico polar confirma visualmente el patrón de emisión amplio, similar a Lambertiano, con un ángulo de visión de 120°, mostrando cómo se distribuye espacialmente la intensidad de la luz.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete P-LCC-2 tiene una huella compacta. Las dimensiones clave incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 3.2mm de largo y 2.8mm de ancho, con una altura de 1.9mm. El cátodo se identifica por una muesca o una marca verde en el encapsulado. Los planos detallados especifican recomendaciones de diseño de pads para PCB, incluyendo patrón de soldadura y definiciones de máscara de soldadura, con tolerancias estándar de ±0.1mm salvo que se indique lo contrario.

5.2 Dimensiones de la Bobina y la Cinta

El componente se suministra en cinta portadora de 8mm para ensamblaje automatizado pick-and-place. Se proporcionan las dimensiones de la bobina y las especificaciones de los alvéolos de la cinta para garantizar la compatibilidad con equipos SMT estándar. Cada bobina contiene 2000 unidades.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El LED es compatible con procesos de reflujo por fase de vapor, reflujo por infrarrojos y soldadura por ola. El parámetro crítico para la soldadura por reflujo es una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe superar los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por pad. Es crucial evitar tensiones mecánicas en el paquete durante y después de la soldadura. El dispositivo está clasificado como libre de plomo y cumple con RoHS.

7. Información de Empaquetado y Pedido

Los LED se empaquetan en bolsas barrera resistentes a la humedad con desecante para protegerlos de la humedad durante el almacenamiento y transporte, ya que son dispositivos sensibles a la humedad (MSD). La etiqueta del producto en la bobina incluye códigos para el Rango de Intensidad Luminosa (CAT), el Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE) y el Rango de Tensión Directa (REF), que corresponden directamente a la información de clasificación (binning). El número de pieza 67-11/BHC-FQ2S1F/2T codifica estas selecciones de lote (ej., F para grupo de longitud de onda, Q2/S1 para intensidad, etc.).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Ideal para luces de estado de alimentación, conectividad o función en electrónica de consumo, dispositivos de telecomunicaciones y paneles industriales.
• Retroiluminación:Adecuado para retroiluminación lateral o directa de pantallas LCD pequeñas, símbolos de teclado o interruptores de membrana.
• Guías/Tubos de Luz:El amplio ángulo de visión y el paquete transparente lo convierten en una excelente fuente puntual para tubos de luz de plástico que canalizan la luz hacia un panel frontal.
• Iluminación General:Puede usarse en matrices para iluminación decorativa o funcional de bajo nivel.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para fijar la corriente directa. Calcule el valor de la resistencia en función de la tensión de alimentación y la V_F máxima del lote (ej., 3.5V) para garantizar que la corriente nunca supere los 25mA en las peores condiciones.
• Gestión Térmica:Para operación continua a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima, considere el alivio térmico en el PCB y evite colocar otras fuentes de calor cerca. Adhiérase a la curva de reducción de corriente.
• Diseño Óptico:Aproveche el ángulo de visión de 120°. Para aplicaciones con tubos de luz, asegúrese de que el material y la geometría del tubo estén diseñados para capturar y transmitir eficientemente este patrón de emisión amplio.
• Protección ESD:Aunque el dispositivo tiene protección ESD incorporada (2000V HBM), aún se recomienda implementar precauciones ESD estándar durante el manejo y ensamblaje.

9. Comparación Técnica

En comparación con paquetes de LED más antiguos como los de orificio pasante de 5mm, este LED SMD P-LCC-2 ofrece ventajas significativas: una huella mucho más pequeña que permite diseños de mayor densidad, compatibilidad con ensamblaje totalmente automatizado que reduce costos, y un perfil más bajo para productos finales más delgados. Su amplio ángulo de visión es un diferenciador clave frente a LED SMD de ángulo más estrecho, haciéndolo superior para aplicaciones que requieren visibilidad desde ángulos fuera del eje sin ópticas secundarias. La estructura de clasificación definida proporciona un control de rendimiento más estricto que los LED sin clasificar, garantizando consistencia de color y brillo en las series de producción.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 5V?

R: No. La tensión directa es de solo 2.7-3.5V. Conectarlo directamente a 5V causaría una corriente excesiva, destruyendo el LED. Debe usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, con una fuente de 5V y una V_F típica de 3.2V, para obtener I_F=20mA se requiere una resistencia de (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω.

P: ¿Por qué hay un rango tan amplio en la intensidad luminosa (90 a 285 mcd)?

R: Este rango representa la dispersión total entre todos los lotes de producción. Al especificar un lote concreto (ej., S1: 180-225 mcd) al realizar el pedido, puede garantizar LED dentro de un rango de brillo mucho más ajustado para su aplicación.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para operar a 20mA o menos dentro del rango de temperatura especificado, normalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED. Sin embargo, la gestión térmica a través de los pads de cobre del PCB se vuelve importante para matrices o para operación a temperaturas ambiente elevadas.

P: ¿Cómo identifico el cátodo?

R: El cátodo está marcado en el paquete. Consulte el plano de dimensiones del paquete que muestra la característica de identificación (normalmente un punto verde o una muesca en el lado del cátodo).

11. Caso de Uso Práctico

Escenario: Diseño de un panel de indicadores de estado para un router de red.El panel tiene cuatro iconos (Alimentación, Internet, Wi-Fi, Ethernet) que necesitan iluminarse por detrás usando tubos de luz. El diseñador selecciona este LED azul P-LCC-2. Elige el lote S1 para intensidad para garantizar un brillo adecuado y el lote AA2 para longitud de onda para obtener un tono azul consistente. En el PCB, se colocan cuatro LED directamente bajo los puntos de entrada de los tubos de luz moldeados. Se elige una corriente constante de 18mA (ligeramente por debajo del máximo de 20mA para margen) usando un cálculo simple de resistencia basado en el riel del sistema de 3.3V y la V_F máxima del lote de tensión seleccionado. El amplio ángulo de visión de 120° garantiza un acoplamiento eficiente de la luz en el tubo de luz, proporcionando una iluminación uniforme en el icono con buena visibilidad fuera del eje. El paquete SMD permite un diseño de PCB compacto y ensamblaje automatizado.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa que supera el umbral del diodo, los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa del material semiconductor. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, azul. La luz generada en el chip se extrae luego a través del paquete. La resina epoxi transparente incolora actúa como una lente, y la estructura reflectora interna (mencionada como "reflector interno") ayuda a dirigir más de la luz generada internamente hacia la parte superior del paquete, mejorando la eficiencia y creando el amplio ángulo de visión.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en LED indicadores como este continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA de corriente), lo que reduce el consumo de energía y la generación de calor. Los tamaños de los paquetes también se están reduciendo aún más, permitiendo una electrónica aún más miniaturizada. Hay un creciente énfasis en una clasificación más estricta y una mejor consistencia de color para satisfacer las demandas de aplicaciones como la electrónica de consumo, donde la apariencia uniforme es crítica. Además, la integración de electrónica de control o características de protección directamente en el paquete del LED es un área de desarrollo en curso para simplificar el diseño de circuitos para los usuarios finales. La tecnología subyacente InGaN para LED azules es madura, pero continúa refinándose para mejorar la fiabilidad y el rendimiento a temperaturas extremas.