Especificación LED Blanco 3.2x1.6x0.7mm - Voltaje 2.7-3.5V - Potencia 105mW - Documento Técnico en Español

1. Resumen del Producto

Este LED blanco se fabrica utilizando un chip azul combinado con conversión de fósforo, ofreciendo un encapsulado compacto de montaje superficial de 3.2 mm x 1.6 mm x 0.7 mm. Está diseñado para indicación de uso general, pantallas y electrodomésticos. Las características principales incluyen un ángulo de visión extremadamente amplio (140°), idoneidad para todos los procesos de montaje SMT y soldadura, nivel de sensibilidad a la humedad 3 y cumplimiento con RoHS. El LED está disponible en múltiples clasificaciones de voltaje directo e intensidad luminosa para satisfacer diversos requisitos de aplicación.

2. Interpretación de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

En una condición de prueba de IF = 20 mA y Ts = 25°C, el voltaje directo (VF) se divide en ocho clasificaciones desde F2 (2.7 V – 2.8 V) hasta J1 (3.4 V – 3.5 V). La intensidad luminosa (IV) se mide bajo la misma condición y abarca desde 600 mcd hasta 1200 mcd en doce clasificaciones (1BF a LD2). El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 140°, mientras que la corriente inversa (IR) a VR = 5 V es inferior a 10 µA. La resistencia térmica (RthJ-S) se especifica como 450 °C/W máximo.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

A Ts = 25°C, las clasificaciones máximas absolutas son las siguientes: disipación de potencia (Pd) 105 mW, corriente directa (IF) 30 mA, corriente directa de pico (IFP) 60 mA (ciclo 1/10, pulso de 0.1 ms), descarga electrostática (ESD) 1000 V (HBM), temperatura de operación (Topr) -40°C a +85°C, temperatura de almacenamiento (Tstg) -40°C a +85°C y temperatura de unión (Tj) 95°C. Los diseñadores deben asegurarse de que el LED nunca se opere más allá de estos límites y que se proporcione una disipación de calor adecuada cuando se opere cerca de la corriente máxima.

3. Sistema de Clasificación

Para satisfacer diversas necesidades de aplicación, el LED se clasifica en lotes según voltaje directo, intensidad luminosa y cromaticidad. Las clasificaciones de voltaje se etiquetan F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, cada una cubriendo un rango de 0.1 V. Las clasificaciones de intensidad se designan desde 1BF (600–650 mcd) hasta LD2 (1150–1200 mcd). La clasificación de cromaticidad se basa en las coordenadas CIE 1931, como se muestra en el diagrama de cromaticidad (Fig. 1-6) y la Tabla 1-3. Toda la clasificación se realiza a IF = 20 mA. Este sistema de clasificación permite a los clientes seleccionar componentes con tolerancias ajustadas para un rendimiento óptico consistente en producción en masa.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

Como se muestra en la Fig. 1-7, la corriente directa aumenta casi linealmente con el voltaje directo en el rango de 2.5 V a 3.5 V, con un punto de operación típico a 20 mA y aproximadamente 2.8 V – 3.0 V para la mayoría de las clasificaciones.

4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La Fig. 1-8 ilustra que la intensidad luminosa relativa aumenta con la corriente directa hasta 30 mA, siguiendo una tendencia ligeramente sublineal. A 20 mA la intensidad relativa se normaliza a 1.0.

4.3 Dependencia de la Temperatura

La Fig. 1-9 muestra que la intensidad relativa disminuye con el aumento de la temperatura ambiente, cayendo a aproximadamente 0.85 a 85°C. La Fig. 1-10 indica que la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura del pin, alcanzando cero a 120°C.

4.4 Desplazamiento de Cromaticidad con la Corriente

La Fig. 1-11 presenta el desplazamiento de las coordenadas CIE cuando la corriente directa varía de 1 mA a 30 mA. Las coordenadas x e y se desplazan ligeramente hacia valores más bajos con el aumento de la corriente, pero permanecen dentro de un rango estrecho.

4.5 Distribución Espectral

La Fig. 1-12 muestra la intensidad espectral relativa versus la longitud de onda. El pico de emisión está alrededor de 450 nm (azul) con un componente amplio de fósforo de 520 nm a 700 nm, lo que da la apariencia blanca general.

4.6 Patrón de Radiación

La Fig. 1-13 representa las características de radiación angular. La intensidad luminosa permanece por encima del 80% del máximo dentro de ±40° y cae al 50% aproximadamente a ±70°, confirmando un ángulo de visión muy amplio de 140°.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado de 3.2 mm × 1.6 mm × 0.7 mm con una vista superior que muestra dos almohadillas de ánodo/cátodo. La vista inferior indica una disposición de almohadillas con un cátodo de 1.40 mm × 1.70 mm y una almohadilla de ánodo más pequeña. La vista lateral muestra una altura de lente de 0.70 mm y un espesor total de 0.70 mm. Se proporcionan patrones de soldadura recomendados con una almohadilla de 1.50 mm × 1.60 mm para cada electrodo y un espaciado de 2.10 mm entre almohadillas. La polaridad está marcada como se muestra en la Fig. 1-4.

5.2 Cinta Portadora y Carrete

Los LEDs se empaquetan en cintas portadoras con un paso de 2.00 mm, ancho de 8.00 mm y cavidades que coinciden con el encapsulado. Cada carrete contiene 4000 piezas. El carrete tiene un diámetro exterior de 178 mm ± 1 mm, diámetro del cubo de 60 mm ± 0.1 mm y ancho de 13.0 mm ± 0.5 mm. Una marca de polaridad está impresa en la cinta portadora para indicar la orientación durante la colocación y extracción.

5.3 Etiqueta y Bolsa Barrera contra la Humedad

Cada carrete está etiquetado con número de pieza, número de especificación, número de lote, código de clasificación, flujo luminoso (Ф), clasificación de cromaticidad (XY), voltaje directo (VF), longitud de onda (WLD), cantidad y fecha de producción. El carrete se sella en una bolsa barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Luego, la bolsa se coloca dentro de una caja de cartón para su envío.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda soldadura por reflujo estándar sin plomo con una temperatura máxima de 260°C y un tiempo por encima de 217°C de 60 a 150 segundos. El precalentamiento de 150°C a 200°C debe durar de 60 a 120 segundos. La velocidad de enfriamiento no debe exceder 6°C/s. Se permite un máximo de dos ciclos de reflujo, con un tiempo de espera de al menos 24 horas entre ciclos si los LEDs se han almacenado en un entorno no seco.

6.2 Soldadura Manual y Retrabajo

Si se requiere soldadura manual, se debe usar un soldador con temperatura inferior a 300°C durante no más de 3 segundos por almohadilla, y la operación debe realizarse solo una vez. Se debe evitar el retrabajo; si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambas almohadillas simultáneamente. Se debe prevenir el estrés mecánico y el enfriamiento rápido después de la soldadura.

6.3 Condiciones de Almacenamiento y Horneado

Antes de abrir la bolsa barrera contra la humedad, los LEDs se pueden almacenar hasta 1 año a ≤30°C y ≤75% HR. Después de abrir, los LEDs deben usarse dentro de 168 horas a ≤30°C y ≤60% HR. Si el tiempo de exposición supera las 168 horas o el indicador de humedad muestra humedad excesiva, se requiere horneado a 60°C ± 5°C durante 24 horas antes del reflujo.

7. Recomendaciones de Aplicación

Este LED blanco es ideal para indicadores ópticos, interruptores, símbolos, retroiluminación de pantallas y electrodomésticos. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación limite la corriente a las clasificaciones máximas absolutas e incluya una resistencia en serie para evitar el descontrol térmico. Debido al amplio ángulo de visión (140°), el LED es adecuado para aplicaciones que requieren distribución uniforme de la luz en un área grande. Para entornos de alta temperatura ambiente, es necesaria la reducción de la corriente directa como se indica en la Fig. 1-10.

8. Ventajas Técnicas Comparativas

En comparación con los LEDs blancos convencionales de 3.2×1.6 mm, este producto ofrece un rango de clasificación de voltaje más amplio (2.7–3.5 V) y pasos de clasificación de intensidad más finos (intervalos de 50 mcd), lo que permite un ajuste óptico más estricto en matrices de múltiples LEDs. El ángulo de visión de 140° es más amplio que los dispositivos típicos de 120°, mejorando la uniformidad en aplicaciones de retroiluminación e indicadores. La resistencia térmica especificada de 450°C/W es relativamente baja para este tamaño de encapsulado, lo que ayuda a la disipación de calor.

9. Preguntas Frecuentes

P: ¿Puedo usar este LED en aplicaciones exteriores?R: El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, lo que lo hace adecuado para aplicaciones interiores y algunas exteriores, pero puede ser necesaria protección ambiental adicional (por ejemplo, recubrimiento conformado) para atmósferas de alta humedad o corrosivas.
P: ¿Cómo manejo la sensibilidad a ESD?R: El LED tiene una clasificación ESD HBM de 1000 V. Use precauciones estándar de ESD que incluyan estaciones de trabajo con conexión a tierra, ionizadores y empaques conductores.
P: ¿Qué solventes de limpieza son seguros?R: Se recomienda alcohol isopropílico. Evite solventes que puedan atacar el encapsulante de silicona. No se recomienda la limpieza ultrasónica.
P: ¿Por qué el voltaje directo se clasifica tan finamente?R: La clasificación fina permite consistencia en brillo y color en aplicaciones donde múltiples LEDs se excitan en paralelo sin regulación de corriente individual.

10. Caso Práctico de Aplicación

En un electrodoméstico típico (por ejemplo, pantalla de lavadora), se utilizan cuatro LEDs del mismo lote de intensidad y voltaje para proporcionar retroiluminación uniforme. El amplio ángulo de visión de 140° asegura legibilidad desde cualquier dirección. Los LEDs se sueldan en un PCB con almohadillas térmicas conectadas a un plano de cobre para disipación de calor. Las pruebas de confiabilidad realizadas según la especificación no mostraron fallos después de 1000 horas de prueba de vida a 20 mA y 25°C ambiente.

11. Principio de Funcionamiento

El LED blanco consiste en un chip azul InGaN/GaN flip chip o vertical recubierto con un fósforo amarillo YAG:Ce. La luz azul del chip excita parcialmente el fósforo, que emite luz amarilla. La combinación de luz azul residual y amarilla produce luz blanca. La temperatura de color correlacionada (CCT) exacta depende de la composición y espesor del fósforo; los lotes típicos están en la región blanca fría (alrededor de 5000K–7000K) según las coordenadas cromáticas proporcionadas.

12. Tendencias de Desarrollo

Las tendencias actuales en la industria LED incluyen una mayor miniaturización (por ejemplo, encapsulados de 2.0×1.2 mm), mayor eficacia luminosa (apuntando a >130 lm/W para este tamaño), mejor estabilidad del fósforo y reducción de la resistencia térmica mediante materiales de sustrato avanzados. La integración de múltiples chips en un solo encapsulado (CSP) y una tolerancia de clasificación más fina (