LED Blanco 2014 PLCC-2 - Hoja de Datos: Dimensiones 2.0x1.4x1.3mm, Voltaje 2.7-3.3V, Potencia 0.099W - Documentación Técnica

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona especificaciones detalladas para un diodo emisor de luz (LED) blanco de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones de tecnología de montaje superficial (SMT). El dispositivo está construido utilizando un chip LED azul combinado con un revestimiento de fósforo para producir luz blanca, encapsulado en un fiable y compacto paquete PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier).

1.1 Descripción General

El LED presenta un encapsulado PLCC-2 estándar con dimensiones de 2.0mm de longitud, 1.4mm de ancho y 1.3mm de altura. Este factor de forma compacto lo hace adecuado para diseños de PCB de alta densidad. La generación de luz blanca se logra mediante la combinación de un chip semiconductor azul y una formulación precisa de fósforo, lo que permite una salida de color consistente en diversas condiciones de funcionamiento.

1.2 Características Principales

• Tipo de encapsulado PLCC-2 para un rendimiento mecánico y eléctrico robusto.
• Ángulo de visión extremadamente amplio de 120 grados, que garantiza una distribución de luz uniforme.
• Totalmente compatible con los procesos estándar de montaje SMT y de soldadura por reflujo.
• Suministrado en cinta y carrete para fabricación automatizada pick-and-place.
• Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) clasificado en Nivel 3, que requiere almacenamiento controlado.
• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.3 Aplicaciones

Este LED es versátil y está diseñado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación, incluyendo pero no limitado a: iluminación decorativa y tiras de acento; luces indicadoras en electrodomésticos e instrumentos electrónicos; iluminación general en hoteles, mercados, oficinas y entornos residenciales; y cualquier aplicación que requiera una fuente de luz blanca compacta y fiable.

2. Análisis Exhaustivo de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos y ópticos es crucial para una integración exitosa en cualquier diseño. Todos los valores se especifican a una temperatura de unión estándar (Tj) de 25°C, a menos que se indique lo contrario.

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

El voltaje directo (VF) varía desde un mínimo de 2.7V hasta un máximo de 3.3V cuando se acciona con la corriente de prueba estándar de 20mA. Este parámetro es crítico para el diseño de la fuente de alimentación. Se garantiza que la corriente inversa (IR) esté por debajo de 10µA a un voltaje inverso de 5V, lo que indica buenas características de diodo. La salida de flujo luminoso varía con el lote de temperatura de color correlacionada (CCT). Por ejemplo, los LED en el lote 1725-1900K (blanco cálido) tienen un flujo luminoso típico de 3-7 lúmenes a 20mA, mientras que los lotes de blanco más frío (ej., 5925-7150K) ofrecen 5-9 lúmenes. El índice de reproducción cromática (Ra) se especifica con un mínimo de 90, lo que garantiza una excelente fidelidad de color para los objetos iluminados.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente. La corriente directa continua máxima (IF) es de 30mA. La corriente directa de pico (IFP) puede alcanzar los 100mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La disipación de potencia máxima (PD) es de 99mW. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V (Modelo de Cuerpo Humano), aunque aún se recomiendan los procedimientos adecuados de manipulación ESD. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el de almacenamiento de -40°C a +100°C. La temperatura de unión máxima permitida (TJ) es de 97°C.

2.3 Características Térmicas

La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (RTHJ-S) es típicamente de 80°C/W. Este valor es esencial para los cálculos de gestión térmica. Exceder la temperatura de unión máxima reducirá significativamente la salida luminosa y la vida útil operativa. Los diseñadores deben asegurar un área de cobre en la PCB adecuada y un posible disipador de calor si se opera a temperaturas ambientales o corrientes de accionamiento más altas.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes basados en parámetros clave.

3.1 Lotes de Voltaje Directo e Intensidad Luminosa

El voltaje directo se clasifica en pasos de 0.1V desde 2.7-2.8V (J1) hasta 3.2-3.3V (I1). El flujo luminoso se clasifica en pasos de 1-lumen, codificado desde WGD (3-4 lm) hasta OEA (8-9 lm). Este sistema de doble clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes que coincidan con sus requisitos específicos de voltaje y brillo para el equilibrio del circuito y la uniformidad estética.

3.2 Rangos de Temperatura de Color

El producto está disponible en varios rangos predefinidos de temperatura de color correlacionada (CCT), cada uno con su propio sufijo de número de parte. Estos incluyen blanco cálido (1725-1900K, 2250-2475K), blanco neutro (2600-2870K, 2780-3110K) y blanco frío (3760-4330K, 5925-7150K). Las áreas de clasificación específicas se representan gráficamente en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, mostrando el control estricto sobre la variación del punto de color dentro de cada rango.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

La curva característica muestra una relación no lineal entre el voltaje directo (VF) y la corriente directa (IF). A medida que la corriente aumenta de 0 a 30mA, el voltaje directo se eleva gradualmente desde aproximadamente 2.8V a poco más de 3.2V. Esta curva es vital para diseñar controladores de corriente constante y así asegurar una salida de luz estable y evitar la fuga térmica.

4.2 Corriente Directa vs. Intensidad Relativa

Esta curva demuestra la salida de luz relativa en función de la corriente de accionamiento. La intensidad aumenta de manera sub-lineal con la corriente. Por ejemplo, duplicar la corriente de 15mA a 30mA no duplica la salida de luz, lo que indica una caída de eficiencia a corrientes más altas debido al aumento de la temperatura de unión y otros factores. Se recomienda operar cerca de los típicos 20mA para una eficacia y longevidad óptimas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

Se proporcionan dibujos dimensionales detallados, incluyendo vistas superior, lateral, inferior y de polaridad. Las dimensiones clave incluyen un tamaño del cuerpo de 2.0mm x 1.4mm, una altura total de 1.3mm y anchos de pines de 0.6mm ± 0.05mm. Todas las tolerancias son típicamente ±0.2mm a menos que se especifique lo contrario. También se ilustra el patrón de soldadura recomendado en la PCB para garantizar una soldadura adecuada y resistencia mecánica.

5.2 Polaridad y Patrones de Soldadura

El cátodo está claramente marcado, típicamente por una muesca o un indicador verde en el encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje. El diagrama del patrón de soldadura muestra el diseño óptimo de la almohadilla de cobre para la soldadura por reflujo, lo que ayuda a lograr cordones de soldadura fiables y a gestionar la disipación de calor durante el proceso de soldadura.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT

El componente está diseñado para procesos estándar de soldadura por reflujo por infrarrojos o convección. Se debe seguir un perfil de reflujo típico, con etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento. La temperatura máxima durante el reflujo no debe exceder la temperatura máxima permitida para el encapsulado (como se infiere de la temperatura de almacenamiento) para evitar daños al encapsulado plástico y a las uniones internas de alambre. El tiempo específico por encima del líquido (TAL) y las recomendaciones de temperatura máxima deben obtenerse de las directrices generales SMT para componentes similares.

6.2 Precauciones de Manipulación

Debido a la clasificación MSL Nivel 3, los dispositivos deben hornearse antes de soldar si la bolsa barrera de humedad se ha abierto durante más de 168 horas en condiciones de planta de fábrica (30°C/60%HR). Evitar estrés mecánico en la lente. Utilizar boquillas de succión al vacío de tamaño apropiado durante el manejo automatizado. Observar siempre las precauciones contra ESD en todas las etapas de manipulación y montaje.

7. Información de Envasado y Pedido

7.1 Especificación de Envasado

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve montada en carretes. Las dimensiones de la cinta portadora, el tamaño del bolsillo y el diámetro del carrete están estandarizados para adaptarse a equipos de colocación automática. Una etiqueta detallada en el carrete especifica el número de parte, la cantidad, el número de lote y los códigos de clasificación.

7.2 Embalaje Resistente a la Humedad

Los carretes se envasan en bolsas selladas con barrera de humedad, incluyendo desecante y una tarjeta indicadora de humedad para proteger los componentes de la humedad ambiental durante el almacenamiento y transporte, de acuerdo con el requisito MSL3.

7.3 Pruebas de Fiabilidad

El producto se somete a una serie de pruebas de fiabilidad, que pueden incluir almacenamiento a alta temperatura, almacenamiento a baja temperatura, ciclado térmico, pruebas de humedad y resistencia al calor de la soldadura. Las condiciones de prueba específicas y los criterios de aprobación/fallo garantizan la robustez y longevidad del componente en el campo.

8. Recomendaciones de Aplicación

Para un rendimiento óptimo, se recomienda accionar el LED con una fuente de corriente constante en lugar de una de voltaje constante. La corriente debe ajustarse según el brillo deseado, manteniéndose dentro de los límites absolutos máximos. Considere la vía térmica en el diseño de la PCB; el uso de vías térmicas bajo la almohadilla térmica del LED (si es aplicable) puede ayudar a disipar el calor. Para aplicaciones que requieren una consistencia de color específica, especifique los códigos de lote de voltaje y flujo requeridos durante la procura.

9. Comparativa Técnica

En comparación con encapsulados LED más antiguos como los tipos de agujero pasante de 5mm, este LED SMD PLCC-2 ofrece una huella mucho más pequeña, mejor idoneidad para el montaje automatizado y un ángulo de visión más amplio. Dentro de la familia PLCC-2, esta variante específica se distingue por su alto índice de reproducción cromática (Ra>90) y su disponibilidad en múltiples temperaturas de color con clasificación estricta, lo que la hace adecuada para aplicaciones donde la calidad del color es crítica.

10. Preguntas Frecuentes

P: ¿Puedo accionar este LED a 30mA de forma continua?

R: Sí, 30mA es la corriente continua máxima absoluta. Sin embargo, para una vida útil prolongada y un brillo mantenido, es recomendable operar a o por debajo de los típicos 20mA, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.



P: ¿Cuál es la diferencia entre los distintos lotes de temperatura de color?

R: Los lotes representan diferentes tonos de luz blanca, desde cálido (amarillento) hasta frío (azulado). La elección depende de la estética y la aplicación deseada (ej., blanco cálido para iluminación acogedora, blanco frío para iluminación de tareas).



P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote para realizar un pedido?

R: El número de parte completo incluye códigos para el voltaje directo (ej., G1) y el flujo luminoso (ej., WHB). Consulte las tablas de clasificación para seleccionar la combinación que cumpla con los requisitos de diseño de circuito y brillo.

11. Casos Prácticos de Uso

Caso de Estudio 1: Retroiluminación del Panel de Control de un Electrodoméstico.Una serie de estos LED puede utilizarse para retroiluminar botones y pantallas en un electrodoméstico de cocina. El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde varios ángulos, y el alto CRI asegura que los indicadores de color se representen con precisión. El encapsulado SMT permite un diseño de perfil delgado.



Caso de Estudio 2: Tira LED Decorativa.Montados en una PCB flexible, estos LED pueden crear líneas de luz continuas y uniformes para iluminación de acento arquitectónico. La disponibilidad de diferentes tonos de blanco permite a los diseñadores igualar el ambiente de iluminación al tema del diseño interior.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED blanco opera bajo el principio de electroluminiscencia en un material semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip LED azul, emitiendo fotones de luz azul. Estos fotones azules golpean luego una capa de fósforo que recubre el chip. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la reemite como luz a través de un espectro más amplio (longitudes de onda amarillas y rojas). La combinación de la luz azul restante y la luz emitida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. El tono exacto (temperatura de color) está determinado por la composición y el grosor de la capa de fósforo.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y un menor coste. Para tipos de encapsulado como el PLCC-2, los avances incluyen mejores materiales de gestión térmica para permitir corrientes de accionamiento más altas, técnicas de deposición de fósforo más precisas para una clasificación de color más estricta y materiales de encapsulado que ofrecen una mejor resistencia a altas temperaturas y entornos hostiles. Además, la tendencia hacia la miniaturización continúa, impulsando tamaños de encapsulado aún más pequeños con un rendimiento óptico mantenido o mejorado para los dispositivos electrónicos compactos de próxima generación.