LED Blanco 1.6x0.8x0.7mm - Voltaje Directo 2.8-3.4V - Potencia 105mW - Hoja de Datos Técnica

1. Resumen del Producto

La serie de LED blancos RF-BWB190DS-DD es un dispositivo de montaje superficial (SMD) de alto rendimiento diseñado con un chip azul InGaN recubierto de fósforo para producir luz blanca. Sus compactas dimensiones de 1.6 mm x 0.8 mm x 0.7 mm lo hacen ideal para aplicaciones con espacio limitado, permitiendo diseños de PCB de alta densidad. El LED está diseñado para todos los procesos de ensamblaje y soldadura SMT estándar, ofreciendo un amplio ángulo de visión de 140° y nivel de sensibilidad a la humedad 3 (MSL 3). Cumple totalmente con RoHS, garantizando compatibilidad ambiental.

1.1 Descripción General

Este LED blanco se fabrica excitando un chip azul con una capa de fósforo que convierte parte de la luz azul en longitudes de onda amarillas y verdes, produciendo un amplio espectro blanco. El producto está disponible en múltiples bins de brillo y color para satisfacer diversos requisitos de aplicación. El diseño del encapsulado incluye una encapsulación de silicona transparente que mejora la extracción de luz y la fiabilidad.

1.2 Características

• Ángulo de visión extremadamente amplio: 140 grados, adecuado para aplicaciones de indicadores y retroiluminación.
• Compatible con todos los procesos de ensamblaje y soldadura SMT estándar (reflujo compatible hasta 260°C).
• Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 (según J-STD-020), con condiciones de almacenamiento especificadas.
• Cumplimiento RoHS; libre de plomo, mercurio, cadmio y otras sustancias peligrosas.
• Baja resistencia térmica: 450°C/W típica, requiriendo una gestión térmica cuidadosa en el diseño.
• Resistencia a descargas electrostáticas (ESD): 1000V (HBM), proporcionando una robustez ESD razonable.

1.3 Aplicaciones

• Indicadores ópticos: luces de estado, iluminación de pulsadores.
• Retroiluminación de interruptores y símbolos: automoción, electrónica de consumo, paneles industriales.
• Iluminación general: iluminación decorativa, iluminación de señales de emergencia.
• Retroiluminación de pantallas: pantallas LCD pequeñas o de segmentos.

2. Parámetros Técnicos – Análisis Objetivo en Profundidad

Las características eléctricas y ópticas se miden a una temperatura ambiente de 25°C a menos que se indique lo contrario. El LED se especifica a una corriente de prueba de 20 mA (CC).

2.1 Voltaje Directo (VF)

El voltaje directo se clasifica en múltiples rangos (F2 a J1) que cubren desde 2.7 V mín. hasta 3.5 V máx., con valores típicos entre 2.8 V y 3.4 V. Este amplio rango de bins acomoda variaciones en la fabricación y permite a los clientes seleccionar grupos de voltaje para diseños en serie/paralelo. La tolerancia en la medición es ±0.1 V. En la clasificación máxima absoluta, la corriente directa puede alcanzar hasta 30 mA continuos, pero la condición de prueba especificada es de 20 mA para rendimiento típico.

2.2 Intensidad Luminosa (IV)

Los bins de intensidad luminosa van desde 1BE (550 mcd mín.) hasta 1FB (950 mcd mín., hasta 1000 mcd máx.), medidos a 20 mA. Los bins de mayor intensidad se logran mediante un control más estricto del fósforo y la selección de chips. La tolerancia de medición es ±10%. Para aplicaciones que requieren brillo consistente, se recomienda especificar un solo bin de intensidad.

2.3 Ángulo de Visión

El ángulo de visión (2θ1/2) es de 140 grados típicamente, indicando un patrón de emisión muy amplio. Esto hace que el LED sea adecuado para aplicaciones donde el indicador debe ser visible desde una amplia gama de ángulos, como en iluminación de tableros o mobiliario urbano.

2.4 Corriente Inversa y Resistencia Térmica

La corriente inversa está limitada a un máximo de 10 µA a VR = 5 V (medición por pulso). La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RTHJ-S) es de 450°C/W máximo. Este valor relativamente alto significa que el LED no es adecuado para operación de alta potencia sin una disipación de calor adecuada; la disipación máxima de potencia es de 105 mW. Los diseñadores deben asegurarse de que la temperatura de la unión no supere los 95°C.

2.5 Clasificaciones Máximas Absolutas

• Disipación de Potencia: 105 mW
• Corriente Directa: 30 mA (CC), 60 mA pico (ciclo de trabajo 10%, pulso de 0.1 ms)
• ESD (HBM): 1000 V
• Temperatura de Operación: -40°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento: -40°C a +85°C
• Temperatura de Unión: 95°C máximo

Exceder cualquiera de estas clasificaciones puede causar daños permanentes. Es esencial usar resistencias limitadoras de corriente adecuadas y una gestión térmica apropiada.

3. Sistema de Clasificación por Bins

El LED se clasifica en bins para voltaje directo, intensidad luminosa y coordenadas de color para proporcionar un ajuste más estricto del rendimiento.

3.1 Bins de Voltaje Directo

El voltaje directo se agrupa en códigos F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1 que abarcan desde 2.7-2.8V hasta 3.4-3.5V. Cada bin tiene 0.1V de ancho. Esto permite a los usuarios seleccionar un rango de voltaje estrecho para una distribución de corriente consistente en cadenas paralelas.

3.2 Bins de Intensidad Luminosa

Los bins de intensidad se etiquetan como 1BE (550-600 mcd) hasta 1FB (950-1000 mcd), con incrementos de 50 mcd por bin. Los bins superiores están disponibles bajo pedido, pero pueden requerir pedidos especiales.

3.3 Bins de Cromaticidad

El LED se ofrece en varios bins de color blanco (W31, W32, W51, W52, W71, W72) definidos por coordenadas CIE 1931 específicas. Estos bins cubren un rango de temperaturas de color correlacionadas (CCT) desde aproximadamente 6000K hasta 3000K, adecuados para diversas preferencias de balance de blancos. La tolerancia en las coordenadas de color es ±0.005.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las características ópticas típicas se proporcionan en las curvas de la hoja de datos. Ideas clave:

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

La curva VF-IF muestra un voltaje directo típico de aproximadamente 3.2V a 20 mA. A corrientes más bajas (ej., 5 mA), VF cae a aproximadamente 2.8V. A 30 mA, VF sube a aproximadamente 3.4V. Esto enfatiza la importancia de usar un controlador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente para evitar el desbordamiento térmico.

4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta aproximadamente 30 mA. A 20 mA, la intensidad es aproximadamente 100% (relativa). A 10 mA, se reduce a aproximadamente 50%. Esta linealidad hace que el LED sea adecuado para atenuación mediante reducción de corriente.

4.3 Efectos de la Temperatura

A medida que la temperatura del pin aumenta, la intensidad relativa disminuye. A 85°C (temperatura del pin), la intensidad cae a aproximadamente el 80% del valor a 25°C. El voltaje directo también disminuye con la temperatura, lo que puede provocar un aumento de corriente si el voltaje no está regulado. El diseño térmico debe mantener la unión por debajo de 95°C.

4.4 Longitud de Onda y Distribución Espectral

La curva espectral alcanza su punto máximo alrededor de 450 nm (azul) con un pico secundario amplio de 500-700 nm (amarillo/rojo) debido al fósforo. La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la corriente: una corriente más alta aumenta el componente azul, moviendo el color hacia un blanco más frío.

4.5 Patrón de Radiación

El patrón de radiación es similar al lambertiano con un semiángulo amplio de 70° (140° total). La intensidad relativa a 90° sigue siendo aproximadamente el 10% del valor en el eje, lo que indica una cobertura muy amplia.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

• Longitud: 1.60 mm
• Ancho: 0.80 mm
• Altura: 0.70 mm (cuerpo), 0.80 mm con almohadillas de soldadura
• Tolerancias: ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario

5.2 Diseño de la Almohadilla de Soldadura

El patrón de soldadura recomendado incluye dos almohadillas rectangulares (0.8 mm x 0.8 mm) con una distancia de centro a centro de 2.4 mm. El cátodo se identifica por una muesca en la vista inferior.

5.3 Polaridad

La polaridad del LED está marcada por un punto verde o una muesca en el lado del cátodo. La polaridad incorrecta puede causar daños; verifique siempre la orientación antes de soldar.

6. Directrices de Ensamblaje y Soldadura

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La soldadura por reflujo debe seguir el perfil especificado:

• Velocidad de rampa promedio: máx. 3°C/s (desde Tsmin hasta Tp)
• Precalentamiento: 150°C a 200°C durante 60-120 segundos
• Tiempo por encima de 217°C: máx. 60 segundos
• Temperatura pico: 260°C, máx. 10 segundos
• Velocidad de enfriamiento: máx. 6°C/s
• Tiempo total desde 25°C hasta el pico: máx. 8 minutos

El reflujo no debe exceder dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre ciclos de soldadura, los LED deben volver a hornearse para eliminar la humedad. Soldadura manual: temperatura por debajo de 300°C, duración inferior a 3 segundos, una sola vez.

6.2 Precauciones de Manejo

• No aplique tensión mecánica al LED durante o después de la soldadura.
• Evite el enfriamiento rápido después del reflujo.
• No monte LED en PCB deformadas; no deforme la PCB después de soldar.
• Use protección ESD durante todo el manejo.
• Asegúrese de que el contenido de azufre del entorno de operación sea<100 ppm; bromo y cloro cada uno<900 ppm, total<1500 ppm (recomendado, no garantizado).
• Evite compuestos orgánicos volátiles (COV) que puedan dañar el encapsulante de silicona.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Antes de abrir la bolsa barrera de humedad: ≤30°C, ≤75% HR, vida útil de 1 año desde la fecha.
• Después de abrir: ≤30°C, ≤60% HR, utilizable durante 168 horas.
• Si las condiciones se exceden, hornee a 60±5°C durante ≥24 horas antes de usar.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Detalles de Empaquetado

Empaquetado estándar: 4,000 piezas por carrete. Dimensiones de la cinta portadora: 8 mm de ancho, paso de orificio de arrastre de 2.0 mm, paso de componente de 4.0 mm. Dimensiones del carrete: 178 mm de diámetro (7"), 60 mm de diámetro del cubo, 13 mm de orificio del cubo.

7.2 Información de la Etiqueta

Cada carrete está etiquetado con Número de Parte, Número de Especificación, Número de Lote, Código de Bin (incluyendo flujo luminoso, cromaticidad, voltaje directo, longitud de onda), cantidad y código de fecha.

7.3 Código de Pedido

El modelo RF-BWB190DS-DD especifica la serie. Para la selección exacta del bin, consulte con ventas; pueden estar disponibles bins personalizados.

8. Resumen de Pruebas de Fiabilidad

El LED ha superado las siguientes pruebas de fiabilidad (22 muestras cada una, criterio de aceptación 0/1):

• Reflujo: 260°C, 10 seg, 2 veces
• Ciclo de Temperatura: -40°C a 100°C, 100 ciclos
• Choque Térmico: -40°C a 100°C, 300 ciclos
• Almacenamiento a Alta Temperatura: 100°C, 1000 hrs
• Almacenamiento a Baja Temperatura: -40°C, 1000 hrs
• Prueba de Vida: 25°C, 20 mA, 1000 hrs

Criterios de fallo: cambio de VF > 10%, IR > 2x especificación, flujo luminoso<70% del inicial.

9. Consideraciones de Diseño

9.1 Reducción de Corriente y Térmica

Para garantizar una larga vida útil, opere el LED a no más de 20 mA continuos. Use una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante. Para temperaturas ambiente altas, reduzca la corriente directa para mantener la temperatura de la unión por debajo de 95°C. La almohadilla térmica (punto de soldadura) debe tener una buena disipación de calor hacia el plano de cobre de la PCB.

9.2 Protección del Circuito

Incluya siempre una resistencia en serie para limitar la corriente. Cuando se use en matrices, la clasificación por bins del voltaje directo es fundamental para evitar la acumulación de corriente. Se recomiendan diodos de protección ESD en el circuito de accionamiento para entornos hostiles.

9.3 Compatibilidad de Materiales

Evite el contacto del encapsulante de silicona con productos químicos agresivos (ej., ácidos/base fuertes, disolventes). Use adhesivos que no desprendan vapores orgánicos. Selle el conjunto del LED contra contaminantes de azufre y halógenos.

10. Principio de Funcionamiento

El LED blanco funciona por electroluminiscencia: una polarización directa hace que los electrones y los huecos se recombinen en el chip azul InGaN, emitiendo fotones azules (alrededor de 450 nm). Estos fotones inciden en una capa de fósforo (típicamente YAG:Ce) que absorbe parte de la luz azul y la reemite en un espectro amarillo-verde amplio. La combinación de la luz azul transmitida y la emisión amarilla produce luz blanca. La composición del fósforo determina la temperatura de color correlacionada y el índice de reproducción cromática.

11. Consideraciones Ambientales y Regulatorias

El producto cumple con RoHS y no contiene plomo, mercurio, cadmio, cromo hexavalente, PBB o PBDE añadidos intencionalmente. Sin embargo, el fósforo puede contener pequeñas cantidades de cerio, que está exento. Los usuarios deben cumplir con las regulaciones locales para la eliminación. El LED no está clasificado como peligroso según las directivas actuales REACH y WEEE.

12. Preguntas Frecuentes (FAQ)

12.1 ¿Cuál es la vida útil típica de este LED?

En condiciones nominales (20 mA, Tj<85°C), el LED puede durar más de 50,000 horas con<30% de depreciación del flujo luminoso, según datos de la industria para productos similares.

12.2 ¿Puedo usar este LED para iluminación de alta potencia?

No, la potencia máxima es de 105 mW. Está diseñado para aplicaciones de indicadores y señales, no para iluminación general.

12.3 ¿Cómo elijo el bin correcto para mi diseño?

Seleccione bins de voltaje que coincidan con su voltaje de accionamiento y tolerancias; elija bins de intensidad para consistencia de brillo; seleccione bins de cromaticidad para uniformidad de color. Para cadenas en serie, use el mismo bin de voltaje.

12.4 ¿Qué sucede si excedo las clasificaciones máximas absolutas?

Exceder las clasificaciones puede causar fallos inmediatos, degradación prematura o cambio de color. Incluya siempre márgenes de seguridad.

13. Casos de Estudio (Ejemplos Ilustrativos)

13.1 Luz Indicadora en un Electrodoméstico de Consumo

Un fabricante de lavadoras utilizó el LED blanco de 1.6x0.8mm para el indicador de encendido. El amplio ángulo de visión permitió la visibilidad desde cualquier dirección. Seleccionaron el bin de voltaje H1 (3.0-3.1V) y usaron una resistencia en serie de 150Ω con una fuente de 5V, entregando 13 mA, prolongando la vida útil del LED para que coincidiera con la garantía del electrodoméstico.

13.2 Retroiluminación de Interruptores Automotrices

Un proveedor de primer nivel automotriz utilizó este LED para retroiluminar interruptores de ventanas. El ángulo de visión de 140° aseguró una iluminación uniforme. Requirieron el bin de color W31 (blanco frío) para que coincidiera con la temperatura de color del tablero. Implementaron una atenuación PWM a 200 Hz para ajustar el brillo por la noche. El LED superó las pruebas de ciclos de temperatura a 85°C cumpliendo con AEC-Q101 (equivalente).

14. Tendencias de Desarrollo Futuro

La tendencia para estos LED blancos pequeños es hacia una mayor eficacia y mejor estabilidad de color. Las versiones futuras pueden lograr una eficacia de 150 lm/W mediante el uso de fósforos más eficientes (ej., fósforos rojo-verde de nitruro para alto CRI) y diseños de chip mejorados. La miniaturización continúa, con encapsulados 1005 (1.0x0.5mm) y 0603 volviéndose comunes. La industria también se está moviendo hacia bins de cromaticidad estandarizados (elipses de MacAdam) para reducir la variación de color.