Tabla de contenido
- 1. Descripción
- 1.1 Descripción General
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Dimensiones del Encapsulado
- 3. Características Eléctricas / Ópticas a Ts=25°C
- Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
- 4. Rango de Lotes para Voltaje Directo e Intensidad Luminosa (IF=20mA)
- 5. Curvas Típicas de Características Ópticas
- 6. Empaquetado
- 7. Elementos y Condiciones de Prueba de Confiabilidad
- 8. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
- 9. Precauciones de Manejo
- 10. Condiciones de Almacenamiento
- 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
1.1 Descripción General
El LED blanco se fabrica utilizando un chip azul y fósforo para lograr la emisión de luz blanca. El encapsulado es un dispositivo de montaje superficial PLCC2 estándar (3.50mm x 2.80mm x 1.84mm). Este LED está diseñado para alta confiabilidad y excelente rendimiento óptico en aplicaciones exigentes.
1.2 Características
- Encapsulado PLCC2
- Ángulo de visión extremadamente amplio (120°)
- Adecuado para todos los procesos de ensamblaje SMT y soldadura
- Disponible en cinta y carrete (2000 piezas/carrete)
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 2
- Cumplimiento con RoHS y REACH
- Calificación: Plan de prueba de calificación del producto basado en las pautas AEC-Q101 para semiconductores discretos de grado automotriz
1.3 Aplicaciones
- Iluminación interior automotriz
- Interruptores
2. Dimensiones del Encapsulado
Las dimensiones del encapsulado son 3.50 mm (largo) x 2.80 mm (ancho) x 1.84 mm (alto). El LED cuenta con una lente de silicona transparente. Se proporciona el patrón de soldadura recomendado para garantizar una conexión térmica y mecánica adecuada. La polaridad está marcada en el encapsulado. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.
3. Características Eléctricas / Ópticas a Ts=25°C
| Parámetro | Símbolo | Condición de Prueba | Min. | Typ. | Max. | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Voltaje Directo | VF | IF=20mA | 2.5 | 2.8 | 3.1 | V |
| Corriente Inversa | IR | VR=5V | - | - | 10 | µA |
| Intensidad Luminosa | IV | IF=20mA | 1800 | 2450 | 3500 | mcd |
| Ángulo de Visión | 2θ1/2 | IF=20mA | - | 120 | - | deg |
| Resistencia Térmica | RTHJ-S | IF=20mA | - | - | 300 | °C/W |
Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)
| Parámetro | Símbolo | Valor | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | PD | 93 | mW |
| Corriente Directa | IF | 30 | mA |
| Corriente Directa de Pico (1/10 Ciclo, 10ms) | IFP | 50 | mA |
| Voltaje Inverso | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Temperatura de Operación | TOPR | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | TSTG | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Unión | TJ | 120 | °C |
Notas: Tolerancia de medición de voltaje directo ±0.1V. Tolerancia de medición de coordenadas de color ±0.005. Tolerancia de medición de intensidad luminosa ±10%.
4. Rango de Lotes para Voltaje Directo e Intensidad Luminosa (IF=20mA)
El LED se clasifica por lotes según el voltaje directo (VF) y la intensidad luminosa (IV) para garantizar consistencia. Los lotes VF van desde 2.5-2.6V (E2) hasta 3.0-3.1V (H1). Los lotes IV son N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd) y O1 (2800-3500 mcd). Los lotes de cromaticidad (R00, R01, R02) se definen en el diagrama CIE 1931.
5. Curvas Típicas de Características Ópticas
Se proporcionan las siguientes curvas características como referencia de diseño:
- Voltaje Directo vs. Corriente Directa: Muestra la relación I-V típica.
- Corriente Directa vs. Intensidad Relativa: Demuestra el aumento lineal de la intensidad con la corriente.
- Temperatura de Soldadura vs. Intensidad Relativa: Indica la disminución de la intensidad a temperaturas de punto de soldadura más altas.
- Temperatura de Soldadura vs. Corriente Directa: Curva de reducción de corriente máxima permitida vs. temperatura del punto de soldadura.
- Voltaje Directo vs. Temperatura de Soldadura: Muestra el coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo.
- Diagrama de Radiación: Ilustra el amplio ángulo de visión de 120°.
- Desplazamiento de Coordenadas Cromáticas vs. Temperatura de Soldadura: Muestra el ligero desplazamiento de las coordenadas de color con la temperatura.
- Distribución Espectral: El espectro típico del LED blanco.
6. Empaquetado
Los LEDs se empaquetan en cinta y carrete con 2000 piezas por carrete. Las dimensiones de la cinta portadora se especifican para la colocación automática. Las dimensiones del carrete son 178 mm (diámetro) con un orificio central de 13 mm. Se utiliza una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad para protección contra la sensibilidad a la humedad. La etiqueta incluye el número de pieza, código de lote, cantidad y código de fecha.
7. Elementos y Condiciones de Prueba de Confiabilidad
El producto se califica mediante rigurosas pruebas de confiabilidad basadas en AEC-Q101. Las pruebas incluyen:
- Soldadura por Reflujo (260°C, 10 segundos)
- Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 (85°C/60%RH, 168 horas)
- Choque Térmico (-40°C a 125°C, 1000 ciclos)
- Prueba de Vida (100°C, IF=20mA, 1000 horas)
- Prueba de Vida en Alta Temperatura y Alta Humedad (85°C/85%RH, IF=20mA, 1000 horas)
Criterios de aceptación: Para voltaje directo, el límite es U.S.L. × 1.1; para corriente inversa, U.S.L. × 2.0; para flujo luminoso, L.S.L. × 0.7.
8. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
Parámetros de perfil de reflujo recomendados: Precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. Velocidad de rampa ≤3°C/s. Tiempo por encima de 217°C: máximo 60 segundos. Temperatura pico: 260°C durante un máximo de 10 segundos. Velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. Tiempo total desde 25°C hasta el pico: máximo 8 minutos. No exceder dos ciclos de reflujo; si transcurren más de 24 horas entre soldaduras, los LEDs pueden absorber humedad y dañarse. Para soldadura manual, use un hierro a<300°C durante menos de 3 segundos, una sola vez. Se debe evitar la reparación, pero si es necesario, use un soldador de doble punta. El encapsulado de silicona es blando; evite presión excesiva durante la recogida y colocación.
9. Precauciones de Manejo
- Evite la exposición a compuestos de azufre por encima de 100 PPM en los materiales de contacto.
- Limite el contenido de bromo y cloro en materiales externos: cada uno<900PPM, total<1500PPM.
- Evite que los compuestos orgánicos volátiles (COV) decoloren la silicona.
- Manipule los componentes por los lados usando herramientas apropiadas; no toque la superficie de la lente.
- Diseñe el circuito de excitación para asegurar que la corriente no exceda los valores máximos absolutos y use una resistencia en serie para protección. Evite el voltaje inverso.
- El diseño térmico es crítico; considere la generación de calor para evitar la degradación del brillo y el color.
- El encapsulado de silicona atrae polvo; se recomienda limpiar con alcohol isopropílico. No se recomienda la limpieza ultrasónica.
10. Condiciones de Almacenamiento
| Condición | Temperatura | Humedad | Tiempo |
|---|---|---|---|
| Antes de abrir la bolsa de aluminio | ≤30°C | ≤75% | Dentro de 1 año |
| Después de abrir la bolsa | ≤30°C | ≤60% | Recomendado dentro de 24 horas |
| Horneado (si se excede el almacenamiento o la bolsa está dañada) | 60±5°C | - | ≥24 horas |
Se debe emplear protección contra ESD y EOS durante el manejo y ensamblaje, ya que los LEDs son sensibles a la descarga electrostática.
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. |