Hoja de datos de LED blanco SMD 3.00x1.40x0.52mm - Tensión directa 2.8V - Flujo luminoso 23lm - Potencia 0.192W - Calificado AEC-Q102 para automoción

1. Resumen del producto

Este LED blanco se fabrica utilizando un chip azul combinado con fósforo para lograr un amplio espectro de luz blanca. El dispositivo viene en un paquete EMC (Compuesto de Moldeo Epoxi) compacto con dimensiones de 3.00 mm x 1.40 mm x 0.52 mm. Está diseñado para aplicaciones de iluminación interior y exterior automotriz, totalmente conforme con la calificación de prueba de estrés AEC-Q102 para semiconductores discretos de grado automotriz. El LED ofrece un ángulo de visión extremadamente amplio de 120°, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren distribución uniforme de la luz. Con un nivel de sensibilidad a la humedad 2 (MSL2) y cumplimiento RoHS, el dispositivo está optimizado para ensamblaje SMT estándar y procesos de soldadura por reflujo.

2. Análisis de parámetros técnicos

2.1 Características eléctricas y ópticas

En una condición de prueba de IF = 50 mA y Ts = 25 °C, la tensión directa (VF) varía desde 2.6 V (mínimo) hasta 3.2 V (máximo), con un valor típico de 2.8 V. La corriente inversa (IR) a VR = 5 V es típicamente menor de 10 µA, lo que garantiza baja fuga. El flujo luminoso (Φ) se especifica entre 19.6 lm (mín.) y 26.9 lm (máx.), con un valor típico de 23 lm. El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 120 grados. La resistencia térmica de la unión al punto de soldadura (RTHJ-S) es de un máximo de 50 °C/W, lo que indica una buena capacidad de disipación de calor.

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

La disipación de potencia máxima (PD) es de 384 mW. La corriente directa (IF) no debe exceder 120 mA DC, mientras que la corriente directa de pico (IFP) puede alcanzar 200 mA con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 10 ms. La tensión inversa máxima (VR) es de 5 V. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de hasta 8000 V (HBM) con un rendimiento superior al 90%. El rango de temperatura de operación es de -40 °C a +125 °C, y la temperatura de almacenamiento es idéntica. La temperatura máxima de unión (TJ) es de 150 °C.

3. Sistema de clasificación por lotes

3.1 Lotes de tensión directa

Con IF = 50 mA, la tensión directa se clasifica en seis lotes: G1 (2.8–2.9 V), G2 (2.9–3.0 V), H1 (3.0–3.1 V), H2 (3.1–3.2 V), I1 (3.2–3.3 V) e I2 (3.3–3.4 V). Esta clasificación detallada ayuda a los clientes a seleccionar LED con un voltaje estrictamente controlado para circuitos en paralelo o en serie.

3.2 Lotes de flujo luminoso

El flujo luminoso se clasifica en tres lotes: KA (19.6–21.8 lm), KB (21.8–24.2 lm) y LA (24.2–26.9 lm). Combinado con los lotes de voltaje, esto proporciona una selección integral para requisitos de brillo específicos de la aplicación.

3.3 Lotes de cromaticidad

El diagrama de cromaticidad CIE muestra dos lotes de color: ZG0 y ZG1. ZG0 tiene límites de coordenadas (0.3059,0.3112), (0.3122,0.3258), (0.3240,0.3258), (0.3177,0.3112). ZG1 se define por (0.3122,0.3258), (0.3185,0.3404), (0.3303,0.3404), (0.3240,0.3258). Estos lotes garantizan una apariencia de color consistente en todos los lotes de producción.

4. Análisis de curvas de rendimiento

4.1 Tensión directa vs. Corriente directa

La curva I-V muestra que a medida que la tensión directa aumenta de 2.6 V a 3.0 V, la corriente directa sube de 0 mA a aproximadamente 60 mA. La curva es exponencial, típica de los LED, lo que indica que pequeños cambios de voltaje causan grandes variaciones de corriente; por lo tanto, la regulación de corriente es crítica.

4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 70 mA. A 50 mA la intensidad relativa es aproximadamente del 100%, y a 10 mA desciende hasta aproximadamente el 20%. Esta relación lineal ayuda en la atenuación mediante ajuste de corriente.

4.3 Temperatura de soldadura vs. Intensidad relativa

A medida que la temperatura del punto de soldadura aumenta de 20 °C a 120 °C, la intensidad relativa disminuye gradualmente del 100% a aproximadamente el 85%. Esto destaca la importancia de la gestión térmica para mantener la estabilidad de la salida de luz.

4.4 Temperatura de soldadura vs. Corriente directa

La corriente directa máxima permitida debe reducirse a temperaturas más altas. A Ts = 25 °C, IF máx es 120 mA; a Ts = 100 °C, se reduce a aproximadamente 60 mA. Una adecuada disipación de calor asegura el funcionamiento dentro de los límites seguros.

4.5 Tensión directa vs. Temperatura de soldadura

La tensión directa disminuye ligeramente con el aumento de temperatura (aproximadamente -2 mV/°C). Este coeficiente de temperatura negativo debe considerarse en diseños de accionamiento de voltaje constante.

4.6 Diagrama de radiación

El patrón de emisión es similar a Lambertiano con un amplio ángulo de media intensidad de ±60°. Esto proporciona una iluminación uniforme en un área amplia, ideal para iluminación interior automotriz como luces de techo o lámparas de lectura.

4.7 Desviación de color vs. Temperatura

A temperaturas de soldadura más altas (85 °C y 105 °C), las coordenadas de cromaticidad se desplazan ligeramente hacia valores Y más altos (más verdes), pero el cambio está dentro de 0.01 unidades, lo que indica una buena estabilidad del color con la temperatura.

4.8 Distribución espectral

El LED blanco exhibe un amplio espectro de 400 nm a 750 nm con un pico alrededor de 450 nm (chip azul) y un pico secundario de fósforo alrededor de 550-600 nm. Esto produce un alto índice de reproducción cromática adecuado para iluminación general.

5. Información mecánica y del paquete

5.1 Dimensiones del paquete

El paquete mide 3.00 mm x 1.40 mm x 0.52 mm. La vista superior muestra un área de emisión central de 2.61 mm x 1.60 mm. La vista lateral muestra un grosor de 0.52 mm con una pequeña protuberancia de 0.05 mm. La vista inferior indica dos almohadillas de soldadura: un cátodo (C) y un ánodo (A). La almohadilla del cátodo es más grande (0.86 mm x 1.40 mm). La marca de polaridad se muestra en la parte inferior como un símbolo '-'.

5.2 Patrón de soldadura recomendado

Para una conexión térmica y eléctrica óptima, el patrón de tierra de PCB recomendado es de 3.50 mm x 2.10 mm con un área de almohadilla central de 0.91 mm x 1.00 mm. Todas las dimensiones están en milímetros con tolerancias de ±0.2 mm.

5.3 Identificación de polaridad

Los terminales positivo (ánodo) y negativo (cátodo) están claramente marcados en la vista inferior. La orientación correcta es esencial para un funcionamiento adecuado.

6. Guía de soldadura y montaje

6.1 Perfil de reflujo SMT

El proceso de soldadura por reflujo debe cumplir los siguientes parámetros: velocidad de rampa promedio desde Tsmin hasta Tp ≤ 3 °C/s; precalentamiento de 150 °C a 200 °C durante 60–120 segundos; tiempo por encima de 217 °C (TL) máximo 60 segundos; temperatura pico (Tp) de 260 °C con un tiempo de permanencia dentro de 5 °C de Tp durante un máximo de 10 segundos; velocidad de enfriamiento ≤ 6 °C/s; tiempo total desde 25 °C hasta Tp ≤ 8 minutos. Solo se permiten dos ciclos de reflujo; si pasan más de 24 horas entre ellos, los LED pueden absorber humedad y dañarse.

6.2 Reparación

Se debe evitar la reparación después de la soldadura. Si es necesario, utilice un soldador de doble punta. Se debe evitar el estrés mecánico en la lente de silicona durante el calentamiento.

6.3 Precauciones

El material de encapsulación es silicona, que es blanda. La presión excesiva en la superficie superior puede dañar el circuito interno. Las boquillas de pick-and-place deben aplicar una fuerza mínima. No monte LED en una PCB deformada ni doble la placa después de soldar. Evite el enfriamiento rápido después del reflujo.

7. Información de embalaje y pedido

7.1 Cinta portadora y carrete

Los LED se empaquetan en cinta portadora con 5000 piezas por carrete. Las dimensiones del carrete son: A = 178 ± 1 mm, B = 8.0 ± 0.1 mm, C = 60 ± 1 mm, D = 13.0 ± 0.5 mm. La cinta incluye bolsillos vacíos de 80–100 piezas tanto al inicio como al final para manipulación.

7.2 Especificaciones de la etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta con número de pieza, número de especificación, número de lote, código de lote (incluyendo flujo luminoso Φ, lote de cromaticidad XY, tensión directa VF y código de longitud de onda WLD), cantidad y fecha de fabricación.

7.3 Embalaje resistente a la humedad

Los carretes se sellan en bolsas de barrera contra la humedad con desecante y tarjetas indicadoras de humedad. El nivel de sensibilidad a la humedad es 2. Después de abrir, los LED deben usarse dentro de 24 horas. Si el almacenamiento supera las 24 horas, se requiere hornear a 60 ± 5 °C durante al menos 24 horas antes de su uso.

8. Recomendaciones de aplicación

Este LED está destinado principalmente a iluminación interior y exterior automotriz, como indicadores de tablero, iluminación ambiental interior, luces de freno, intermitentes y luces laterales. El amplio ángulo de visión de 120° y el alto brillo (hasta 26.9 lm) lo hacen adecuado tanto para iluminación directa como indirecta. Para un rendimiento óptimo, el diseño térmico debe garantizar que la temperatura del punto de soldadura se mantenga por debajo de 125 °C. Utilice resistencias limitadoras de corriente o controladores de corriente constante para evitar exceder la corriente directa máxima. Las medidas de protección ESD, como muñequeras de conexión a tierra y estaciones de trabajo antiestáticas, son obligatorias durante el montaje.

9. Confiabilidad y pruebas

9.1 Pruebas de confiabilidad

La calificación del producto sigue AEC-Q102. Las pruebas realizadas incluyen: acondicionamiento de reflujo (260 °C, 10 s, 2×), preacondicionamiento MSL2 (85 °C/60% HR durante 168 h), choque térmico (-40 °C a 125 °C, 1000 ciclos), prueba de vida (Ta = 105 °C, IF = 50 mA, 1000 h) y prueba de vida con alta temperatura y humedad (85 °C/85% HR, IF = 50 mA, 1000 h). Criterios de aceptación: 0 fallas permitidas en 20 muestras.

9.2 Criterios de falla

Un dispositivo se considera fallido si la tensión directa supera 1.1 veces el límite superior de especificación (USL), la corriente inversa supera 2.0 veces USL, o el flujo luminoso cae por debajo de 0.7 veces el límite inferior de especificación (LSL).

10. Precauciones de manipulación y almacenamiento

Evite la exposición a entornos con contenido de azufre superior a 100 PPM. Los contenidos individuales de bromo y cloro deben ser inferiores a 900 PPM, y su total inferior a 1500 PPM. Los COV de los materiales del accesorio pueden penetrar el encapsulado de silicona y causar decoloración; se recomienda realizar pruebas de compatibilidad. No utilice adhesivos que desprendan vapor orgánico. Manipule el componente por el lado con pinzas; nunca toque directamente la lente de silicona. Almacene las bolsas sin abrir a ≤ 30 °C / ≤ 75% HR hasta por un año. Después de abrir, utilice dentro de 24 horas o hornee antes de usar.

11. Preguntas técnicas comunes

P: ¿Puedo alimentar este LED con un voltaje constante?R: La alimentación con voltaje constante es posible solo con una resistencia en serie para limitar la corriente, porque la tensión directa varía con la temperatura y el lote. Se recomienda una fuente de corriente constante.

P: ¿Cuál es la vida útil típica?R: El LED está calificado para 1000 h a 105 °C y 50 mA, pero la vida útil típica a temperaturas más bajas (85 °C) puede superar las 10,000 horas con una depreciación gradual del lumen.

P: ¿Se pueden conectar varios LED en paralelo?R: Sí, pero debido a las diferencias en la clasificación de VF, cada LED debe tener su propia resistencia limitadora de corriente para evitar la acumulación de corriente.

12. Casos de estudio de diseño

Caso: Reemplazo de luz de techo interior– Seis LED del lote LA (24.2-26.9 lm) a 50 mA cada uno pueden producir más de 150 lm, suficiente para una luz de techo de 12 V. El uso de un controlador de corriente constante con 300 mA totales y una gestión térmica adecuada en una PCB con núcleo de aluminio garantiza un funcionamiento confiable a 85 °C ambiente.

Caso: Luz lateral exterior– Dos LED en serie (6.4 V total) con una resistencia de 120 ohmios en una línea de 12 V dan aproximadamente 47 mA, manteniéndose dentro de la clasificación de 50 mA. El amplio ángulo de visión cumple con las regulaciones ECE para luces laterales.

13. Principios tecnológicos

La luz blanca se produce combinando un chip LED InGaN azul (que emite alrededor de 450 nm) con un fósforo de emisión amarilla (típicamente YAG:Ce). La luz azul excita parcialmente el fósforo, que convierte algunos fotones azules en amarillos. La mezcla de luz azul y amarilla aparece blanca. El paquete EMC proporciona alta resistencia a la temperatura y robustez mecánica en comparación con los paquetes de silicona convencionales.

14. Tendencias de desarrollo

La iluminación automotriz continúa migrando de incandescente a LED, impulsada por la eficiencia energética, la larga vida útil y la flexibilidad de diseño. Las tendencias futuras incluyen mayor luminancia (más de 30 lm por dado a 50 mA), paquetes más pequeños (por ejemplo, 2.0x1.0 mm) e integración en sistemas de iluminación adaptativa. El uso de LED de grado automotriz con calificación AEC-Q102 se está convirtiendo en estándar para funciones exteriores e interiores. La mejora de la tecnología de fósforo mejorará la consistencia del color y reducirá la extinción térmica.