Hoja de Datos de LED Azul SMD - Altura 0.8mm - Máx. 3.8V - Potencia 76mW - Lente Transparente - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED azul de montaje superficial ultradelgado. El dispositivo está diseñado para ensamblajes electrónicos modernos y compactos que requieren una fuente de luz de bajo perfil. Su aplicación principal es en retroiluminación, indicadores de estado e iluminación decorativa dentro de electrónica de consumo, equipos de oficina y dispositivos de comunicación.

Las ventajas principales de este componente incluyen su perfil excepcionalmente delgado de 0.80 mm, que permite la integración en diseños con espacio limitado. Utiliza un chip de dado InGaN (Nitruro de Galio e Indio), conocido por producir luz azul de alto brillo. El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), clasificándolo como un producto ecológico. Se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de montaje pick-and-place de alta velocidad utilizados en fabricación en volumen.

2. Interpretación Profunda de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos valores puede causar daño permanente.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado LED puede disipar como calor sin degradar el rendimiento o la fiabilidad.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esta es la corriente instantánea máxima permitida en condiciones pulsadas, especificada con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. Es significativamente mayor que la clasificación de corriente continua.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para operación normal, asegurando fiabilidad a largo plazo y salida de luz estable.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin potencia aplicada dentro de este rango de temperatura más amplio.
• Condición de Soldadura por Infrarrojos:260°C durante 10 segundos. Esto define la temperatura pico y la tolerancia de tiempo para procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_V):28.0 - 180.0 mcd (mililumen) a I_F=20mA. Este amplio rango indica que el dispositivo está disponible en diferentes clasificaciones de brillo (ver Sección 3). La medición se realiza con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje central (0°). Un ángulo de visión amplio es típico para una lente transparente sin cúpula difusora.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):468 nm. Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):465.0 - 475.0 nm a I_F=20mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):25 nm. Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática. 25nm es típico para un LED azul InGaN.
• Voltaje Directo (V_F):2.8 - 3.8 V a I_F=20mA. La caída de voltaje a través del LED durante la operación. Este rango corresponde a diferentes clasificaciones de voltaje directo.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R=5V. La pequeña corriente de fuga cuando se aplica un voltaje inverso.Importante:El dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LED se clasifican en lotes según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para color y rendimiento eléctrico.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Unidades: Voltios (V) @ 20mA. Tolerancia en cada lote: ±0.1V.
Lote D7: 2.80 - 3.00V
Lote D8: 3.00 - 3.20V
Lote D9: 3.20 - 3.40V
Lote D10: 3.40 - 3.60V
Lote D11: 3.60 - 3.80V

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Unidades: mililumen (mcd) @ 20mA. Tolerancia en cada lote: ±15%.
Lote N: 28.0 - 45.0 mcd
Lote P: 45.0 - 71.0 mcd
Lote Q: 71.0 - 112.0 mcd
Lote R: 112.0 - 180.0 mcd

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Unidades: nanómetros (nm) @ 20mA. Tolerancia para cada lote: ±1nm.
Lote AC: 465.0 - 470.0 nm (azul ligeramente más verdoso)
Lote AD: 470.0 - 475.0 nm (azul ligeramente más puro)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (ej., Fig.1, Fig.6), su comportamiento típico puede describirse en base a la tecnología.

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

El semiconductor InGaN tiene un voltaje de encendido característico alrededor de 2.8V. Por encima de este umbral, la corriente aumenta exponencialmente con un pequeño aumento en el voltaje. La curva mostrará una rodilla pronunciada, típica del comportamiento de un diodo. Operar a los 20mA recomendados asegura que el dispositivo esté bien pasado el punto de rodilla para una emisión de luz estable.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva L-I)

La salida de luz (intensidad luminosa) es aproximadamente proporcional a la corriente directa hasta cierto punto. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de la generación de calor dentro del chip (efecto de caída). La clasificación de 20mA se elige para equilibrar brillo con eficiencia y longevidad.

4.3 Características de Temperatura

El rendimiento del LED depende de la temperatura. Típicamente, a medida que aumenta la temperatura de unión:
- El voltaje directo (V_F) disminuye ligeramente.
- La intensidad luminosa disminuye. El factor exacto de reducción es específico de la aplicación pero debe considerarse para diseños que operen a altas temperaturas ambiente o con corrientes de accionamiento altas.
- La longitud de onda dominante puede desplazarse ligeramente (generalmente hacia longitudes de onda más largas para LED azules).

4.4 Distribución Espectral

El espectro de emisión es una curva similar a una Gaussiana centrada alrededor de la longitud de onda pico (468 nm) con un ancho medio de 25 nm. La lente transparente no altera significativamente este espectro, a diferencia de las lentes con recubrimientos de fósforo utilizadas en LED blancos.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas). Las dimensiones clave incluyen una altura total (H) de 0.80 mm, lo que lo convierte en un componente \"extra delgado\". Otras dimensiones críticas para el diseño de la huella en PCB se proporcionan en los dibujos de la hoja de datos, con una tolerancia general de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad

Como todos los diodos, el LED tiene un terminal ánodo (positivo) y cátodo (negativo). El encapsulado típicamente utiliza un marcador visual, como una muesca, un punto o una esquina biselada en el lado del cátodo. El diseño sugerido de las almohadillas de soldadura en la hoja de datos indicará la orientación correcta para el diseño del PCB.

5.3 Especificaciones de Cinta y Carrete

El componente se suministra en cinta portadora embutida con una cinta protectora de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 3000 piezas. El empaquetado sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. Notas clave incluyen: los bolsillos vacíos están sellados, una cantidad mínima de empaquetado de 500 piezas para restos, y un máximo de dos componentes faltantes consecutivos permitidos por carrete.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo por infrarrojos (IR), esenciales para ensamblaje sin plomo. Se proporciona un perfil sugerido, adhiriéndose a los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen:
- Precalentamiento:150–200°C
- Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para permitir un calentamiento uniforme y evaporación de solventes.
- Temperatura Pico:Máximo 260°C.
- Tiempo por Encima del Líquido (TAL):El perfil sugerido muestra un tiempo específico dentro de la zona crítica de reflujo; la hoja de datos especifica un máximo de 10 segundos a temperatura pico.
- Número de Pasadas:Máximo de dos ciclos de reflujo.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un cautín con control de temperatura.
- Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
- Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por almohadilla.
- Número de Pasadas:Una sola vez. El calor excesivo puede dañar el encapsulado plástico y el dado semiconductor.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

La sensibilidad a la humedad es un factor crítico para componentes SMD.
- Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año a partir de la fecha de sellado de la bolsa cuando se empaca con desecante.
- Paquete Abierto:Para componentes retirados de la bolsa barrera de humedad, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30°C / 60% HR. Se recomienda completar el reflujo por IR dentro de una semana después de abrir.
- Almacenamiento Extendido (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
- Horneado:Si los componentes han estado expuestos a condiciones ambientales por más de una semana, hornear a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.4 Limpieza

No utilice limpiadores químicos no especificados. Si se requiere limpieza después de soldar, sumerja el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los solventes agresivos pueden dañar la lente plástica y el encapsulado.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Teclados, pantallas LCD pequeñas, iluminación de iconos.
• Indicadores de Estado:Encendido, espera, conectividad, estado de carga de batería en dispositivos portátiles, routers y electrodomésticos.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento en electrónica de consumo.
• Indicadores de Panel:Paneles frontales de equipos.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del lote o de la hoja de datos para asegurar que la corriente no exceda los 20mA en las peores condiciones.
• Protección contra ESD:Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Manipule con las precauciones ESD apropiadas (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra). Incorpore diodos de protección ESD en los PCB si el LED está en una ubicación expuesta.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas debajo de las almohadillas del LED para conducir el calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se acciona cerca de la corriente máxima.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130° proporciona una cobertura amplia. Para luz dirigida, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LED antiguos de orificio pasante o encapsulados SMD más grandes (ej., 0603, 0805), el diferenciador principal de este dispositivo es su altura de 0.8 mm, permitiendo productos finales más delgados. En comparación con otros LED de \"chip\", el uso de tecnología InGaN proporciona mayor brillo y eficiencia para la emisión de luz azul que las tecnologías más antiguas. La combinación de perfil delgado, alto brillo y compatibilidad con ensamblaje automático, de alta temperatura y sin plomo lo hace adecuado para producción en masa moderna, rentable y confiable.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED con 3.3V sin una resistencia?
R: No. El voltaje directo varía de 2.8V a 3.8V. Conectar 3.3V directamente podría resultar en corriente excesiva si el V_Fdel LED está en el extremo bajo del rango (ej., 2.9V), potencialmente dañándolo. Siempre use un mecanismo limitador de corriente.

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?
R: Longitud de Onda Pico (λ_P) es el pico físico del espectro de luz (468 nm). Longitud de Onda Dominante (λ_d) es la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color (465-475 nm), calculada a partir de coordenadas de color. Para LED monocromáticos como este azul, están cerca pero no son idénticas.

P: ¿Por qué el requisito de humedad de almacenamiento es más estricto para paquetes abiertos?
R: Los encapsulados SMD plásticos absorben humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado (\"efecto palomita\" o \"delaminación\"). Los límites más estrictos y los procedimientos de horneado previenen este modo de falla.

P: ¿Puedo usar esto para indicación de voltaje inverso?
R: No. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa. La prueba de corriente inversa a 5V es solo para caracterización. Aplicar un voltaje inverso continuo probablemente dañará el LED.

10. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado para un dispositivo alimentado por USB (fuente de 5V).
Paso 1 - Selección del Componente:Elija un lote de brillo (ej., Lote P para brillo medio) y un lote de voltaje directo (ej., Lote D9 para cálculo de diseño).
Paso 2 - Diseño del Circuito:Calcule la resistencia en serie. Usando V_Fmáx. del Lote D9 (3.4V) y I_Fobjetivo de 20mA: R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohmios. Seleccione el valor estándar más cercano (82 Ohmios). Recalcule la corriente real: I_F= (5V - 3.2V*) / 82Ω ≈ 21.95mA (seguro). *Usando V_F.
típico.Paso 3 - Diseño del PCB:
Coloque la resistencia de 82Ω en serie con el ánodo del LED. Siga las dimensiones sugeridas de las almohadillas de soldadura de la hoja de datos. Incluya un pequeño alivio térmico o un área de cobre adicional para disipación de calor.Paso 4 - Montaje:

Siga el perfil de reflujo recomendado. Almacene los carretes abiertos en un gabinete seco si no se usan inmediatamente.

11. Introducción al Principio

Este LED se basa en una heteroestructura semiconductor hecha de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, azul. La lente de epoxi transparente encapsula y protege el dado semiconductor mientras también da forma al haz de luz de salida.

12. Tendencias de Desarrollo