Tabla de contenido
- 1. Resumen del Producto
- 1.1 Descripción General
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Análisis de Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Eléctricas y Ópticas
- 2.2 Valores Máximos Absolutos
- 3. Sistema de Clasificación por Bins
- 3.1 Bins de Tensión Directa
- 3.2 Bins de Intensidad Luminosa
- 3.3 Bins de Cromaticidad
- 4. Curvas de Rendimiento
- 4.1 Tensión Directa vs Corriente Directa
- 4.2 Corriente Directa vs Intensidad Relativa
- 4.3 Efectos de la Temperatura
- 4.4 Corriente Directa vs Longitud de Onda Dominante
- 4.5 Intensidad Relativa vs Longitud de Onda
- 4.6 Patrón de Radiación
- 5. Mecánico y Empaquetado
- 5.1 Dimensiones del Encapsulado
- 5.2 Patrones de Soldadura
- 5.3 Marca de Polaridad
- 6. Guía de Soldadura y Montaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflow SMT
- 6.2 Soldadura Manual
- 6.3 Reparación
- 6.4 Precauciones
- 7. Información de Empaquetado y Pedido
- 7.1 Especificación de Empaquetado
- 7.2 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete
- 7.3 Especificación de la Etiqueta
- 7.4 Embalaje Resistente a la Humedad
- 7.5 Caja de Cartón
- 8. Pruebas de Confiabilidad
- 8.1 Elementos y Condiciones de Prueba
- 8.2 Criterios de Falla
- 9. Notas de Aplicación
- 9.1 Diseño Térmico
- 9.2 Diseño del Circuito
- 9.3 Precauciones Ambientales
- 10. Almacenamiento y Manejo
- 10.1 Condiciones de Almacenamiento
- 10.2 Horneado
- 10.3 Protección ESD
- 11. Principios de Funcionamiento
- 12. Preguntas Frecuentes
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Resumen del Producto
1.1 Descripción General
Este LED blanco se fabrica utilizando un chip azul y tecnología de conversión de fósforo. Las dimensiones del encapsulado son 1.6mm × 0.8mm × 0.7mm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones SMD compactas. El LED emite luz blanca mediante la combinación de la emisión del chip azul y el fósforo amarillo, proporcionando una iluminación eficiente.
1.2 Características
- Ángulo de visión extremadamente amplio de 140°.
- Adecuado para todos los procesos de montaje SMT y soldadura.
- Nivel de sensibilidad a la humedad: Nivel 3 según JEDEC.
- Cumple con RoHS.
1.3 Aplicaciones
- Indicadores ópticos.
- Interruptores, símbolos y pantallas.
- Aparatos eléctricos domésticos.
- Indicación de uso general.
2. Análisis de Parámetros Técnicos
2.1 Características Eléctricas y Ópticas
Las características eléctricas y ópticas se especifican a Ts=25°C con IF=20mA a menos que se indique lo contrario. La tensión directa (VF) se clasifica desde G1 (2.8-2.9V) hasta J1 (3.4-3.5V), con valores típicos alrededor de 3.0V a 20mA. La intensidad luminosa (IV) varía de 600 a 1100 mcd según el código de bin. El ángulo de visión es de 140° (ángulo medio). La corriente inversa es inferior a 10µA a VR=5V. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura es de 450°C/W.
2.2 Valores Máximos Absolutos
| Parámetro | Símbolo | Valor | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | Pd | 105 | mW |
| Corriente Directa | IF | 30 | mA |
| Corriente Directa Pico (Pulso) | IFP | 60 | mA |
| Descarga Electroestática (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Temperatura de Operación | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Unión | Tj | 95 | °C |
Superar estos valores puede causar daños permanentes. Se requiere una disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de unión por debajo del máximo.
3. Sistema de Clasificación por Bins
3.1 Bins de Tensión Directa
La tensión directa se clasifica en bins a IF=20mA. Los bins abarcan desde 2.8V hasta 3.5V con incrementos de 0.1V. Los bins típicos son G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V), J1 (3.4-3.5V).
3.2 Bins de Intensidad Luminosa
La intensidad luminosa se clasifica de 600 a 1100 mcd. Los bins comunes incluyen 1BF (600-650 mcd), 1BG (650-700 mcd), 1BH (700-750 mcd), 1BI (750-800 mcd), 1BJ (800-850 mcd), 1BK (850-900 mcd), 1FA (900-950 mcd), 1FB (950-1000 mcd), LC1 (1000-1050 mcd), LC2 (1050-1100 mcd).
3.3 Bins de Cromaticidad
El LED también se clasifica por coordenadas cromáticas dentro del diagrama CIE 1931. Los bins como B11, B12, B21, B22, B51, K21, K31 proporcionan una consistencia de color estricta. Cada bin define una región cuadrilátera con coordenadas x,y específicas. Por ejemplo, el bin B11 tiene coordenadas: (0.2423,0.2225), (0.2385,0.2244), (0.2449,0.2344), (0.2487,0.2325).
4. Curvas de Rendimiento
4.1 Tensión Directa vs Corriente Directa
La Figura 1-7 muestra cómo la tensión directa aumenta con la corriente directa. A 20mA típicos, VF es de aproximadamente 3.0V para el bin H1.
4.2 Corriente Directa vs Intensidad Relativa
La intensidad relativa aumenta con la corriente directa, como se muestra en la Figura 1-8. Es aproximadamente lineal hasta 30mA.
4.3 Efectos de la Temperatura
Las Figuras 1-9 y 1-10 demuestran que la temperatura del pin afecta tanto la intensidad relativa como la corriente directa. Una temperatura más alta reduce la emisión de luz y aumenta la tensión directa.
4.4 Corriente Directa vs Longitud de Onda Dominante
La Figura 1-11 muestra que la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la corriente. A 25°C, la longitud de onda se mantiene estable en el rango de operación.
4.5 Intensidad Relativa vs Longitud de Onda
La Figura 1-12 muestra la distribución espectral. El espectro del LED blanco tiene un pico azul alrededor de 450-460nm y una emisión amplia de fósforo amarillo.
4.6 Patrón de Radiación
El patrón de radiación en la Figura 1-13 muestra una distribución lambertiana amplia con un ángulo medio de 140°. Esto garantiza una dispersión uniforme de la luz.
5. Mecánico y Empaquetado
5.1 Dimensiones del Encapsulado
El encapsulado mide 1.6mm (L) × 0.8mm (W) × 0.7mm (H). La vista superior muestra la ubicación del chip LED. La vista lateral indica el espesor. La vista inferior revela dos almohadillas: la almohadilla 1 (cátodo) y la almohadilla 2 (ánodo). En la parte inferior hay una marca de polaridad.
5.2 Patrones de Soldadura
En la Figura 1-5 se proporcionan las almohadillas de soldadura recomendadas. Cada almohadilla mide 0.8mm × 0.8mm con un espaciado de 0.8mm. La huella total es de 2.4mm de longitud.
5.3 Marca de Polaridad
La marca de polaridad indica el lado del cátodo. Asegure la orientación correcta durante el montaje para evitar polarización inversa.
6. Guía de Soldadura y Montaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflow SMT
El perfil de reflow recomendado:
- Rampa de calentamiento: máx. 3°C/s desde Tsmin (150°C) hasta Tsmax (200°C).
- Tiempo de precalentamiento: 60-120 segundos entre 150-200°C.
- 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 pico: máx. 8 minutos.
La soldadura por reflow no debe realizarse más de dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre soldaduras, se requiere horneado.
6.2 Soldadura Manual
Al soldar manualmente, use una temperatura del soldador inferior a 300°C durante menos de 3 segundos. Solo se permite una soldadura manual.
6.3 Reparación
No se recomienda reparar después de la soldadura. Si es inevitable, use un soldador de doble punta y verifique las características del LED.
6.4 Precauciones
No monte LEDs en un PCB deformado. Evite tensiones mecánicas o enfriamiento rápido después de la soldadura.
7. Información de Empaquetado y Pedido
7.1 Especificación de Empaquetado
Los LEDs se empaquetan en formato de cinta y carrete: 4000 piezas por carrete.
7.2 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete
Ancho de la cinta portadora 8mm, paso 4mm. Diámetro exterior del carrete 178mm, diámetro del cubo 60mm. Las dimensiones detalladas se proporcionan en las Figuras 2-1 y 2-2.
7.3 Especificación de la Etiqueta
Cada carrete lleva una etiqueta con número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin (flujo, cromaticidad, tensión), código de longitud de onda, cantidad y fecha.
7.4 Embalaje Resistente a la Humedad
Los carretes se sellan en una bolsa barrera de humedad con desecante e indicador de humedad. Siga el manejo MSL3.
7.5 Caja de Cartón
Los carretes se empaquetan en cajas de cartón para su envío.
8. Pruebas de Confiabilidad
8.1 Elementos y Condiciones de Prueba
| Prueba | Condición | Tiempo | Muestra | Aceptar/Rechazar |
|---|---|---|---|---|
| Reflow | 260°C, 10s | 2x | 22 | 0/1 |
| Ciclo de Temperatura | -40°C a 100°C | 100 ciclos | 22 | 0/1 |
| Choque Térmico | -40°C a 100°C | 300 ciclos | 22 | 0/1 |
| Almacenamiento a Alta Temperatura | 100°C | 1000 hrs | 22 | 0/1 |
| Almacenamiento a Baja Temperatura | -40°C | 1000 hrs | 22 | 0/1 |
| Prueba de Vida | 25°C, 20mA | 1000 hrs | 22 | 0/1 |
8.2 Criterios de Falla
Después de la prueba, la tensión directa no debe exceder 1.1× el límite superior de especificación. La corriente inversa debe ser inferior a 2.0× el límite superior de especificación. El flujo luminoso no debe caer por debajo de 0.7× el límite inferior de especificación.
9. Notas de Aplicación
9.1 Diseño Térmico
La disipación de calor adecuada es crítica. La temperatura de unión no debe exceder los 95°C. Use suficiente área de cobre en el PCB y vías térmicas para gestionar el calor.
9.2 Diseño del Circuito
Incluya siempre una resistencia limitadora de corriente para evitar picos de corriente. Evite la tensión inversa. El circuito debe asegurar polarización directa durante la operación.
9.3 Precauciones Ambientales
El contenido de azufre en los materiales circundantes debe ser inferior a 100 ppm. El contenido individual de bromo y cloro debe ser inferior a 900 ppm, y el total inferior a 1500 ppm. Evite COV que puedan dañar el encapsulante del LED.
10. Almacenamiento y Manejo
10.1 Condiciones de Almacenamiento
Antes de abrir la bolsa de aluminio: almacenar a ≤30°C y ≤75%HR hasta 1 año desde la fecha. Después de abrir: almacenar a ≤30°C y ≤60%HR durante 168 horas. Si se excede, hornear antes de usar.
10.2 Horneado
Hornear a 60±5°C durante al menos 24 horas si la barrera de humedad se ha visto comprometida.
10.3 Protección ESD
Los LEDs son sensibles a ESD (HBM 1000V). Use precauciones ESD adecuadas durante el manejo y montaje.
11. Principios de Funcionamiento
El LED blanco utiliza un chip azul InGaN recubierto con un fósforo amarillo (por ejemplo, YAG:Ce). La luz azul excita el fósforo para emitir luz amarilla; la combinación de azul y amarillo produce luz blanca. La temperatura de color exacta depende de la composición y el grosor del fósforo.
12. Preguntas Frecuentes
P: ¿Cuál es la condición de almacenamiento recomendada?
R: Antes de abrir, ≤30°C y ≤75%HR hasta 1 año. Después de abrir, 168 horas a ≤30°C y ≤60%HR.
P: ¿Cuántos ciclos de reflow están permitidos?
R: Máximo 2 veces. Si transcurren más de 24 horas entre ciclos, se requiere horneado.
P: ¿Cuál es el nivel de sensibilidad a la humedad?
R: Nivel MSL 3.
P: ¿Se puede usar el LED con accionamiento por pulsos?
R: Sí, la corriente directa pico es de 60mA con un ciclo de trabajo 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms.
P: ¿Cuál es la resistencia térmica típica?
R: 450°C/W desde la unión hasta el punto de soldadura.
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. |