Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Descripción
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Eléctricas y Ópticas (a Ts=25°C)
- 2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
- 3. Sistema de Clasificación (Binning)
- 3.1 Clasificación de Voltaje Directo y Flujo Luminoso
- 3.2 Clasificación de Cromaticidad
- 4. Curvas de Rendimiento
- 4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa
- 4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
- 4.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa
- 4.4 Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa
- 4.5 Voltaje Directo vs. Temperatura de Soldadura
- 4.6 Diagrama de Radiación
- 4.7 Coordenada de Cromaticidad vs. Temperatura de Soldadura
- 4.8 Distribución Espectral
- 5. Información Mecánica y de Embalaje
- 5.1 Dimensiones del Paquete
- 5.2 Dimensiones de la Cinta Portadora
- 5.3 Dimensiones del Carrete
- 5.4 Especificación de la Etiqueta
- 5.5 Embalaje Resistente a la Humedad
- 5.6 Pruebas de Fiabilidad
- 5.7 Criterios para Evaluar Daños
- 6. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
- 6.1 Perfil de Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual
- 6.3 Reparación
- 6.4 Precauciones
- 7. Precauciones de Manipulación
- 7.1 Contenido de Azufre y Halógenos
- 7.2 COV y Silicona
- 7.3 Herramientas de Manipulación
- 7.4 Diseño del Circuito
- 7.5 Diseño Térmico
- 7.6 Limpieza
- 7.7 Condiciones de Almacenamiento
- 7.8 Sensibilidad ESD
- 8. Notas de Aplicación
- 9. Preguntas Frecuentes
- 9.1 ¿Por qué es importante la clasificación del voltaje directo?
- 9.2 ¿Cómo manejar ESD?
- 9.3 ¿Puedo exceder 600mA?
- 10. Casos Prácticos de Aplicación
- 11. Principio de Funcionamiento
- 12. Tendencias de Desarrollo
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción General del Producto
1.1 Descripción
El RT-TVG*GE33MCZ es un diodo emisor de luz (LED) blanco que utiliza un chip azul y conversión de fósforo para producir luz blanca de amplio espectro. Está alojado en un paquete EMC (Compuesto de Moldeo Epoxi) que mide 3.0mm x 3.0mm con un espesor de 0.72mm. Este paquete ofrece una mejor disipación de calor y robustez mecánica en comparación con los paquetes PLCC tradicionales, lo que lo hace adecuado para operación de alta corriente de hasta 600mA.
1.2 Características
- Paquete EMC para una gestión térmica mejorada y fiabilidad.
- Ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados, que proporciona una distribución uniforme de la luz.
- Compatible con procesos estándar de montaje SMT y soldadura por reflujo.
- Disponible en embalaje de cinta y carrete para colocación automática.
- Nivel de sensibilidad a la humedad 3, lo que indica una vida útil de 168 horas después de la apertura.
- Cumplimiento RoHS, libre de sustancias peligrosas.
1.3 Aplicaciones
- Retroiluminación para pantallas LCD, televisores y monitores.
- Iluminación de interruptores y símbolos en electrónica automotriz y de consumo.
- Indicadores ópticos de estado y alarma.
- Carteles y señalización interior.
- Luminarias tubulares (reemplazo T8/T5).
- Iluminación general donde se requiere alto brillo.
2. Parámetros Técnicos
2.1 Características Eléctricas y Ópticas (a Ts=25°C)
La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos y ópticos clave. Las condiciones de prueba son a una corriente directa de 600mA a menos que se indique lo contrario.
| Parámetro | Símbolo | Mín | Típ | Máx | Unidad | Condición de Prueba |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Voltaje Directo | VF | 2.8 | — | 3.6 | V | IF=600mA |
| Corriente Inversa | IR | — | — | 10 | µA | VR=0.6V |
| Flujo Luminoso | Φ | 140 | — | 220 | lm | IF=600mA |
| Ángulo de Visión | 2θ1/2 | — | 120 | — | grados | IF=600mA |
| Resistencia Térmica | RTHJ-S | — | 12 | — | °C/W | IF=600mA |
2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas
| Parámetro | Símbolo | Valor Nominal | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | PD | 2160 | mW |
| Corriente Directa | IF | 600 | mA |
| Corriente Directa de Pico | IFP | 900 | mA |
| Voltaje Inverso | VR | 0.6 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Temperatura de Operación | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura de Unión | TJ | 115 | °C |
Notas: (1) La corriente directa de pico es al 1/10 del ciclo de trabajo, ancho de pulso de 0.1ms. (2) Todas las mediciones bajo condiciones estandarizadas.
3. Sistema de Clasificación (Binning)
3.1 Clasificación de Voltaje Directo y Flujo Luminoso
Con una corriente directa de 600mA, el voltaje directo y el flujo luminoso se clasifican en grupos para garantizar la consistencia. Los grupos de voltaje van desde G1 (2.8-2.9V) hasta J2 (3.5-3.6V). Los grupos de flujo luminoso se designan desde T140 (140-145 lm) hasta T240 (240-245 lm). Existen otros grupos intermedios pero no se enumeran por completo.
3.2 Clasificación de Cromaticidad
El diagrama de cromaticidad CIE 1931 define múltiples grupos de color: D, H, K, T, etc. Cada grupo se define por cuatro coordenadas de esquina. Por ejemplo, el grupo D00 tiene coordenadas (0.3025,0.2723), (0.2958,0.2760), (0.3003,0.2850), (0.3070,0.2813). Estos grupos permiten una selección precisa del color para aplicaciones que requieren una consistencia de color estricta.
4. Curvas de Rendimiento
4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa
La Figura 1-7 muestra la relación: el voltaje directo aumenta moderadamente con la corriente directa. Alrededor de 600mA, VF es aproximadamente 3.0V.
4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa
La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 600mA, lo que indica una buena eficiencia en el rango de operación.
4.3 Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa
A medida que la temperatura de la almohadilla de soldadura (Ts) aumenta de 20°C a 120°C, la intensidad relativa disminuye aproximadamente un 15%, destacando la importancia de la gestión térmica.
4.4 Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa
La corriente directa máxima permitida se reduce con la temperatura. A Ts=85°C, la corriente directa debe reducirse a aproximadamente 400mA.
4.5 Voltaje Directo vs. Temperatura de Soldadura
El voltaje directo disminuye linealmente con el aumento de temperatura, con una pendiente de aproximadamente -2mV/°C.
4.6 Diagrama de Radiación
El patrón de radiación muestra una distribución lambertiana con un ancho total a la mitad del máximo de 120°, proporcionando una amplia cobertura angular.
4.7 Coordenada de Cromaticidad vs. Temperatura de Soldadura
El desplazamiento de color es mínimo con la temperatura; Δx y Δy permanecen dentro de 0.01 en el rango de operación.
4.8 Distribución Espectral
El espectro de emisión tiene picos alrededor de 450nm (azul) y 550nm (amarillo), típico de los LED blancos convertidos por fósforo.
5. Información Mecánica y de Embalaje
5.1 Dimensiones del Paquete
El paquete tiene dimensiones de 3.0mm × 3.0mm × 0.72mm (vista superior: 3.0×2.6? el tamaño real es 3.0×3.0mm). La polaridad se indica mediante una muesca en la parte superior y un cátodo marcado. Se proporciona un patrón de soldadura recomendado.
5.2 Dimensiones de la Cinta Portadora
Las dimensiones de la cavidad de la cinta portadora son AO=3.2±0.1mm, BO=3.3±0.1mm, KO=1.4±0.1mm. El ancho de la cinta es de 8.0mm con paso estándar.
5.3 Dimensiones del Carrete
El diámetro del carrete es 178±1mm, ancho 16.9±0.1mm, diámetro del cubo 59mm.
5.4 Especificación de la Etiqueta
Cada etiqueta incluye número de pieza, número de especificación, número de lote, código de clasificación (flujo, cromaticidad, VF), cantidad y fecha.
5.5 Embalaje Resistente a la Humedad
Los carretes se colocan en bolsas barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad.
5.6 Pruebas de Fiabilidad
Las pruebas incluyen reflujo, choque térmico, almacenamiento a alta/baja temperatura, prueba de vida a 600mA y 25°C, y prueba de vida a alta temperatura/alta humedad. Criterios de aceptación: 0/1 fallo.
5.7 Criterios para Evaluar Daños
Después de la prueba, el voltaje directo no debe exceder 1.1×USL, la corriente inversa no debe exceder 2.0×USL y el flujo luminoso no debe caer por debajo de 0.7×LSL.
6. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
6.1 Perfil de Reflujo
Precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. Velocidad de rampa ≤3°C/s. Tiempo por encima de 217°C (TL) es de 60-120 segundos con temperatura máxima de 260°C por un máximo de 10 segundos. Velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. Tiempo total desde 25°C hasta el pico ≤8 minutos.
6.2 Soldadura Manual
Soldadura manual: temperatura del hierro ≤300°C durante ≤3 segundos, una sola vez.
6.3 Reparación
Se desaconseja la reparación; si es necesario, use un soldador de doble cabeza y verifique las características.
6.4 Precauciones
La superficie superior es de silicona blanda; evite la presión excesiva. No monte en PCB deformado. Evite el estrés mecánico durante el enfriamiento.
7. Precauciones de Manipulación
7.1 Contenido de Azufre y Halógenos
El contenido de azufre en los materiales de acoplamiento debe ser inferior a 100PPM. El bromo y el cloro cada uno por debajo de 900PPM, total inferior a 1500PPM. Esto es solo una recomendación.
7.2 COV y Silicona
Los COV de los materiales del accesorio pueden penetrar la silicona y causar decoloración, reduciendo la salida de luz. Pruebe todos los materiales para verificar la compatibilidad.
7.3 Herramientas de Manipulación
Use pinzas en las superficies laterales; evite tocar la lente de silicona. No aplique presión sobre la lente.
7.4 Diseño del Circuito
Diseñe resistencias limitadoras de corriente para evitar exceder las clasificaciones máximas absolutas. Evite el voltaje inverso para prevenir daños.
7.5 Diseño Térmico
La generación de calor degrada el brillo y cambia el color. Proporcione una disipación de calor adecuada.
7.6 Limpieza
Use alcohol isopropílico para la limpieza. La limpieza ultrasónica puede dañar el LED.
7.7 Condiciones de Almacenamiento
Bolsa sin abrir: ≤30°C, ≤75% HR hasta 1 año. Después de abrir: ≤30°C, ≤60% HR durante 24 horas. Si se excede, hornee a 65±5°C durante 24 horas.
7.8 Sensibilidad ESD
Los LED son sensibles a ESD; tome las precauciones adecuadas. Rendimiento ESD >90% a 8kV HBM.
8. Notas de Aplicación
Para aplicaciones de retroiluminación, se pueden conectar varios LED en serie/paralelo con regulación de corriente adecuada. Se recomienda un controlador de corriente constante para mantener un brillo consistente. La gestión térmica es crítica: asegure un buen contacto entre la almohadilla del LED y el disipador de calor de la PCB. Use vías térmicas si es necesario. Para aplicaciones exteriores, considere protección ambiental adicional debido a la sensibilidad de la lente de silicona.
9. Preguntas Frecuentes
9.1 ¿Por qué es importante la clasificación del voltaje directo?
Garantiza un brillo y consumo de energía uniformes en cadenas paralelas.
9.2 ¿Cómo manejar ESD?
Use estaciones de trabajo con conexión a tierra, muñequeras antiestáticas y embalaje antiestático.
9.3 ¿Puedo exceder 600mA?
No, la clasificación máxima absoluta no debe excederse. Incluso los pulsos cortos a 900mA solo están permitidos con ciclo de trabajo del 10%.
10. Casos Prácticos de Aplicación
Caso 1: Luz lineal tubular que reemplaza el tubo fluorescente T8. 24 LED por metro, alimentados a 600mA, logrando 3000 lúmenes por metro. Caso 2: Unidad de retroiluminación LCD con 100 LED, cada uno funcionando a 300mA para reducir la densidad de calor.
11. Principio de Funcionamiento
Este LED blanco utiliza un chip InGaN azul recubierto con fósforo YAG:Ce. La luz azul (λ≈450nm) del chip excita el fósforo, que emite luz amarilla. La combinación de azul y amarillo produce luz blanca. La temperatura de color depende de la composición del fósforo.
12. Tendencias de Desarrollo
El empaque EMC está ganando popularidad debido a su resistencia a altas temperaturas, mejor extracción de luz y compatibilidad con operación de alta corriente. Las tendencias futuras incluyen empaque a escala de chip y mayor eficacia.
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. |