Hoja de Datos del LED Blanco PLCC LTW-206DCG-TMS - 3.0x2.8x1.9mm - 3.1V - 120mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie LTW (LED PLCC Blanco de LiteOn) representa una fuente de luz energéticamente eficiente y ultracompacta. Combina la larga vida útil y la alta fiabilidad inherentes a los Diodos Emisores de Luz con niveles de brillo competitivos con las tecnologías de iluminación convencionales. Este producto ofrece una flexibilidad de diseño significativa y una alta salida luminosa, abriendo nuevas oportunidades para que la iluminación de estado sólido reemplace a las fuentes de luz tradicionales en diversas aplicaciones.

1.1 Características Principales

• Fuente de luz LED de alta potencia.
• Salida de luz instantánea (tiempo de respuesta inferior a 100 nanosegundos).
• Funcionamiento con tensión continua baja.
• Encapsulado de baja resistencia térmica.
• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es adecuado para una amplia gama de propósitos de iluminación, incluyendo pero no limitándose a:

• Luces de lectura para interiores de automóviles, autobuses y aviones.
• Iluminación portátil como linternas y luces de bicicleta.
• Downlights y luces de orientación.
• Iluminación decorativa y de entretenimiento.
• Iluminación de bolardos, seguridad y jardín.
• Iluminación de alero, bajo estante y de trabajo.
• Señalización de tráfico, balizas y luces de cruce ferroviario o vía.
• Iluminación arquitectónica comercial y residencial, interior y exterior.
• Letreros de borde iluminado (por ejemplo, señales de salida, displays de punto de venta).

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o más allá de estos límites.

• Disipación de Potencia:120 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar como calor bajo condiciones especificadas.
• Corriente Directa de Pico:100 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms). Para pulsos cortos, el LED puede manejar una corriente mayor que su valor nominal continuo.
• Corriente Directa Continua:30 mA. La corriente directa continua máxima recomendada para un funcionamiento fiable a largo plazo.
• Tensión Inversa:5 V. Exceder esta tensión en polarización inversa puede causar una falla inmediata.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para el funcionamiento normal del dispositivo.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
• Condición de Soldadura por Reflujo:Resiste una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, compatible con perfiles estándar de reflujo sin plomo (por ejemplo, según J-STD-020D).

Nota Importante:Operar el LED en condiciones de polarización inversa en un circuito de aplicación puede provocar daños o fallos en el componente. Un diseño de circuito adecuado para prevenir la tensión inversa es esencial.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C con IF = 20 mA, salvo que se indique lo contrario. Estos son los parámetros de rendimiento típicos.

• Flujo Luminoso (Φv):El valor típico es 9.00 lm, con un mínimo de 6.75 lm. Esto cuantifica la salida total de luz visible.
• Intensidad Luminosa:El valor típico es 3100 mcd (mililumen), con un mínimo de 2200 mcd. Mide el flujo luminoso por ángulo sólido, relevante para el brillo direccional.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima (a 0°).
• Coordenadas Cromáticas (CIE 1931):Los valores típicos son x=0.282, y=0.265. Esto define el punto de color blanco en el diagrama de cromaticidad. Se debe aplicar una tolerancia de ±0.01 a estas coordenadas.
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 3.1 V, con un máximo de 3.1 V y un mínimo de 2.7 V a 20 mA.

Notas de Medición:El flujo luminoso se mide utilizando una combinación de sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta del ojo fotópico CIE. El estándar de prueba para las coordenadas cromáticas y el flujo luminoso es CAS140B. Son obligatorias las precauciones adecuadas contra la Descarga Electroestática (ESD) durante la manipulación para prevenir daños.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El LED se clasifica en bins para garantizar la consistencia en parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que coincidan con sus requisitos específicos de tensión, flujo y color.

3.1 Clasificación por Tensión Directa (V_F)

Los LEDs se clasifican en función de su tensión directa a IF = 20 mA. La clasificación garantiza requisitos de driver predecibles.

• V0:2.7V - 2.8V
• V1:2.8V - 2.9V
• V2:2.9V - 3.0V
• V3:3.0V - 3.1V

La tolerancia en cada bin de V_Fes de ±0.05 V.

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso e Intensidad

Los LEDs se clasifican tanto por flujo luminoso (lm) como por intensidad luminosa correlacionada (mcd) a IF = 20 mA. El valor de intensidad se proporciona como referencia.

• Los bins van desde64(6.75-7.00 lm / 2200-2300 mcd) hasta84(8.75-9.00 lm / 3000-3100 mcd).

La tolerancia en cada bin de intensidad luminosa y flujo luminoso es de ±10%.

3.3 Clasificación por Color (Cromaticidad)

El color de la luz blanca se controla estrictamente mediante la clasificación por coordenadas cromáticas en el diagrama CIE 1931. Múltiples rangos (por ejemplo, Z1, Z2, A1, A2, B1, B2, C1, C2, etc., con subvariantes) definen cuadriláteros específicos en el plano de coordenadas x,y. Esto garantiza la consistencia del color dentro de un lote. La tolerancia para cada bin de tono (x, y) es de ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas (presumiblemente encontradas en la página 6/13). Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, se pueden inferir las tendencias de rendimiento estándar de los LEDs:

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Mostraría la relación exponencial entre la corriente directa y la tensión directa, crucial para el diseño del driver.
• Flujo Luminoso vs. Corriente Directa:Ilustraría cómo aumenta la salida de luz con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación antes de la caída de eficiencia.
• Flujo Luminoso vs. Temperatura Ambiente:Demostraría la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, destacando la importancia de la gestión térmica.
• Intensidad Relativa vs. Ángulo de Visión:Trazaría el patrón de radiación espacial, confirmando el ángulo de visión de 120 grados.
• Distribución Espectral de Potencia:Para un LED blanco (probablemente convertido por fósforo), esto mostraría un pico de emisión amplio en la región azul (del chip) y una emisión de fósforo amarillo más amplia, combinándose para producir luz blanca.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones Generales

El LTW-206DCG-TMS es un encapsulado PLCC (Portador de Chip con Pines Plásticos). Las dimensiones clave (todas en mm, tolerancia ±0.1 mm salvo que se indique) incluyen:

• Longitud total del encapsulado: 3.0 mm
• Ancho total del encapsulado: 2.8 mm
• Altura total del encapsulado: 1.9 mm
• Espaciado y tamaño de los pines según el dibujo detallado.

5.2 Pads de Montaje en PCB Recomendados

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura para soldadura por reflujo infrarroja o de fase vapor. Esto asegura una formación adecuada de la junta de soldadura, transferencia térmica y estabilidad mecánica. El diseño típicamente incluye patrones de alivio térmico para gestionar el calor durante la soldadura y la operación.

5.3 Identificación de Polaridad

El encapsulado incluye un indicador de polaridad (típicamente una muesca o una esquina biselada en la lente o cuerpo) para identificar el pin del cátodo (-). La orientación correcta es vital para el funcionamiento del circuito.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para soldadura por reflujo sin plomo con una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos. Se recomienda seguir un perfil de reflujo estándar conforme a J-STD-020D. Las etapas de precalentamiento son críticas para minimizar el choque térmico.

6.2 Limpieza

No deben usarse limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar el encapsulado plástico. Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, es aceptable la inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

• Sensibilidad a la Humedad:Este producto está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3 según JEDEC J-STD-020. Se requieren precauciones para prevenir el agrietamiento por efecto palomita durante el reflujo.
• Paquete Sellado:Cuando se almacena en su bolsa original a prueba de humedad con desecante, debe mantenerse a ≤30°C y ≤90% HR. La vida útil en almacén es de un año a partir de la fecha de sellado de la bolsa.
• Después de Abrir la Bolsa:Una vez abierta, los componentes deben usarse dentro de un tiempo de vida útil específico (no declarado explícitamente pero implícito para MSL3) o re-secarse según las directrices. El almacenamiento debe ser a ≤30°C y baja humedad.
• Protección contra ESD:El LED es sensible a la descarga electrostática. La manipulación debe involucrar medidas antiestáticas (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra, espuma conductora).

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve y carrete para montaje automatizado.

• Dimensiones de la Cinta:Se proporcionan dimensiones detalladas para el paso de los bolsillos, el ancho y la alineación de los agujeros de arrastre.
• Dimensiones del Carrete:Se dan las especificaciones para carretes estándar de 7 pulgadas.
• Cantidad de Embalaje:Un máximo de 2000 piezas por carrete de 7 pulgadas. La cantidad mínima de embalaje para lotes restantes es de 500 piezas.
• Calidad:El número máximo de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos. El embalaje cumple con las especificaciones EIA-481-1-B.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado tiene baja resistencia térmica, la disipación de potencia de 120 mW debe gestionarse. Es necesario un PCB diseñado adecuadamente con suficiente área de cobre (usando el pad recomendado como disipador) para mantener una baja temperatura de unión (Tj). Una Tj alta reduce la salida de luz (depreciación de lúmenes), desplaza el color y acorta la vida útil.

8.2 Alimentación de Corriente

Utilice un driver de corriente constante, no una fuente de tensión constante, para una salida de luz estable y predecible. El driver debe diseñarse para operar dentro de los Límites Absolutos Máximos (máx. 30 mA DC). Considere reducir la corriente nominal para aplicaciones de alta temperatura ambiente para mejorar la fiabilidad.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es adecuado para iluminación de área amplia. Para haces más enfocados, se requerirán ópticas secundarias (lentes, reflectores). El pequeño tamaño de la fuente lo hace compatible con varios sistemas ópticos.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque la hoja de datos no incluye una comparación directa con otros productos, se pueden inferir los diferenciadores clave de este LED PLCC:

• Alta Intensidad Luminosa:Con 3100 mcd típicos, ofrece un alto brillo direccional para su tamaño de encapsulado.
• Amplio Ángulo de Visión:El ángulo de 120 grados proporciona una iluminación amplia y uniforme en comparación con LEDs de ángulo más estrecho.
• Compatibilidad con Reflujo:La compatibilidad con soldadura por reflujo sin plomo permite un montaje SMT (Tecnología de Montaje Superficial) rentable y de alto volumen.
• Clasificación Integral:La estricta clasificación por tensión, flujo y color permite un rendimiento preciso y consistente en los productos finales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre Flujo Luminoso (lm) e Intensidad Luminosa (mcd)?

El Flujo Luminoso mide la cantidad total de luz visible emitida en todas las direcciones (integrada sobre una esfera). La Intensidad Luminosa mide cuán brillante aparece la luz en una dirección específica. Este LED tiene alta intensidad (mcd) debido a su diseño de encapsulado, aunque su flujo total (lm) es moderado. El haz de 120 grados distribuye esta intensidad sobre un área amplia.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30 mA?

Sí, 30 mA es la corriente directa continua máxima recomendada. Sin embargo, para una vida útil óptima y teniendo en cuenta las condiciones térmicas reales, a menudo es aconsejable alimentarlo a una corriente más baja (por ejemplo, 20 mA, como se usa en las pruebas). Asegúrese siempre de que la temperatura de unión se mantenga dentro de límites seguros mediante un disipador adecuado.

10.3 ¿Cómo interpreto los bins de coordenadas cromáticas?

Los bins (Z1, A1, B1, etc.) definen pequeñas regiones en el diagrama del espacio de color CIE 1931. Seleccionar LEDs del mismo bin garantiza una variación de color mínima en su aplicación. La tabla proporcionada da los límites de las coordenadas x,y para cada bin. Normalmente especificaría el código de bin deseado al realizar el pedido.

10.4 ¿Es suficiente una resistencia limitadora para alimentar este LED?

Para aplicaciones simples y no críticas con una fuente de tensión continua estable, se puede usar una resistencia en serie para establecer la corriente. Sin embargo, debido a la variación de V_F(clasificación desde 2.7V hasta 3.1V), la corriente y, por lo tanto, el brillo variarán entre LEDs. Para un rendimiento consistente, especialmente con múltiples LEDs o desde una fuente de tensión variable (como una batería), se recomienda encarecidamente un circuito driver LED de corriente constante dedicado.

11. Ejemplos Prácticos de Uso

11.1 Lámpara Portátil de Trabajo

Escenario:Diseñar una lámpara de trabajo compacta y alimentada por batería.

Implementación:Cuatro LEDs LTW-206DCG-TMS se disponen en un pequeño PCB. Son alimentados en una configuración de 2 en serie, 2 en paralelo por un convertidor elevador/driver de corriente constante desde una sola batería de Li-ion de 3.7V. El driver se ajusta a ~18 mA por LED para extender la vida de la batería mientras proporciona luz suficiente. El amplio haz de 120 grados ofrece una buena cobertura de área en un banco de trabajo. Se seleccionaría el bin de baja V_F(V0) para maximizar la eficiencia de la batería.

11.2 Unidad de Retroiluminación para Letrero de Borde Iluminado

Escenario:Crear una retroiluminación uniforme para una señal de salida delgada.

Implementación:Múltiples LEDs se colocan a lo largo de uno o más bordes de una placa guía de luz de acrílico. La alta intensidad luminosa de los LEDs les permite acoplarse eficientemente en la guía de luz. Se utilizan LEDs del mismo bin de color estricto (por ejemplo, A2) y bin de flujo (por ejemplo, 82) para garantizar un color y brillo uniformes en toda la cara del letrero. El encapsulado SMT permite un montaje de perfil muy bajo.

12. Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de él. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos de electrones dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. El LTW-206DCG-TMS es un LED blanco, que típicamente se crea utilizando un chip semiconductor emisor de azul recubierto con un fósforo amarillo. Parte de la luz azul es convertida a amarilla por el fósforo, y la mezcla de luz azul y amarilla es percibida como blanca por el ojo humano.

13. Tendencias Tecnológicas

La industria de la iluminación de estado sólido continúa evolucionando con varias tendencias claras:

• Mayor Eficacia:El desarrollo continuo apunta a producir más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Mejor Calidad de Color:Los avances en la tecnología de fósforos y los diseños de múltiples chips conducen a valores más altos del Índice de Reproducción Cromática (IRC) y puntos de color más consistentes.
• Miniaturización:Los encapsulados continúan reduciéndose mientras mantienen o aumentan la salida de luz, permitiendo soluciones de iluminación cada vez más pequeñas y discretas.
• Integración Inteligente:Los LEDs se combinan cada vez más con circuitos de control, sensores e interfaces de comunicación para crear sistemas de iluminación inteligentes y conectados.
• Fiabilidad y Vida Útil:El enfoque sigue en mejorar la fiabilidad a largo plazo y el mantenimiento de lúmenes, llevando las vidas útiles operativas más allá de la iluminación tradicional.

El LTW-206DCG-TMS, como componente PLCC de alta intensidad y soldable por reflujo, se alinea con las tendencias de miniaturización y compatibilidad con procesos de fabricación automatizados y de alto volumen.