Hoja de datos LED 3.2x1.6x0.7 mm amarillo-verde - Voltaje 1.8V-2.4V - Potencia 72mW - Longitud de onda dominante 562.5-575nm - Documentación técnica

1. Resumen del producto

Este documento proporciona una especificación técnica completa para un LED amarillo-verde de montaje superficial diseñado para aplicaciones generales de indicación y visualización. El dispositivo adopta un paquete estándar de 3,2 mm x 1,6 mm x 0,7 mm (comúnmente conocido como huella 3216 o 1206) y está fabricado con un chip amarillo-verde de alta eficiencia. Con un ángulo de visión extremadamente amplio de 140 grados, es adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación uniforme en un área amplia. El LED cumple con RoHS y el nivel de sensibilidad a la humedad 3 (MSL3), lo que garantiza la compatibilidad con los procesos de montaje SMT estándar. Las características clave incluyen bajo consumo de energía, excelente estabilidad de color y protección contra descargas electrostáticas (ESD) de hasta 2000 V (HBM). El dispositivo está disponible en múltiples contenedores de brillo, longitud de onda y voltaje directo, lo que permite a los diseñadores seleccionar la combinación óptima para sus requisitos específicos.

2. Análisis de parámetros técnicos

2.1 Características eléctricas y ópticas (a T_s=25°C)

Los siguientes parámetros se miden con una corriente directa de 20 mA a menos que se indique lo contrario:

• Ancho de banda espectral a mitad de altura (Δλ):Típicamente 15 nm. Este estrecho ancho espectral indica una salida de color relativamente pura.
• Voltaje directo (V_F):Clasificado en tres grupos: B0 (1,8–2,0 V), C0 (2,0–2,2 V) y D0 (2,2–2,4 V). El bajo voltaje directo permite un funcionamiento eficiente en circuitos de bajo voltaje.
• Longitud de onda dominante (λ_D):Varía de 562,5 nm a 575 nm, cubriendo múltiples contenedores (A20, B10, B20, C10, C20). Esta región amarillo-verde se usa comúnmente para indicadores de estado y señales de precaución.
• Intensidad luminosa (I_V):Varía de 12 mcd (contenedor B00) hasta 100 mcd (contenedor F20), proporcionando flexibilidad para diferentes requisitos de brillo.
• Ángulo de visión (2θ_1/2):Típicamente 140°, lo que garantiza una amplia distribución de la luz.
• Corriente inversa (I_R):Máximo 10 µA a V_R=5 V, lo que indica una buena capacidad de bloqueo inverso.
• Resistencia térmica (R_THJ-S):450 °C/W (unión a punto de soldadura). Este valor relativamente alto requiere una gestión térmica cuidadosa en aplicaciones de alta corriente o alta densidad.

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

El dispositivo no debe operarse más allá de los siguientes límites para evitar daños permanentes:

• Disipación de potencia (P_d): 72 mW
• Corriente directa (I_F): 30 mA (CC), 60 mA (pulso, ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms)
• ESD (HBM): 2000 V
• Temperatura de operación (T_opr): –40 a +85°C
• Temperatura de almacenamiento (T_stg): –40 a +85°C
• Temperatura de unión (T_j): 95°C

Nota: La corriente directa máxima debe reducirse según la temperatura real del paquete para garantizar que la temperatura de unión no exceda el límite nominal.

2.3 Características térmicas

La resistencia térmica de 450 °C/W indica un aumento significativo de temperatura por unidad de potencia disipada. Por ejemplo, a 20 mA con V_F=2,0 V típico (disipación de 40 mW), el aumento de temperatura de unión a punto de soldadura es de aproximadamente 18 °C. En temperaturas ambiente superiores a 65 °C, es necesario reducir la corriente para mantener la unión por debajo de 95 °C. La gestión térmica debe considerar el área de cobre de la PCB, los patrones de vías y el flujo de aire.

3. Sistema de clasificación

3.1 Contenedores de longitud de onda

La longitud de onda dominante se clasifica en cinco contenedores: A20 (562,5–565 nm), B10 (565–567,5 nm), B20 (567,5–570 nm), C10 (570–572,5 nm) y C20 (572,5–575 nm). Esta clasificación fina permite a los diseñadores de sistemas lograr una coincidencia de color consistente en múltiples LED en una matriz, algo crítico para retroiluminación o señalización.

3.2 Contenedores de intensidad luminosa

La intensidad se clasifica en seis contenedores: B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F10 (65–80 mcd) y F20 (80–100 mcd). Cada contenedor representa un factor de rango de aproximadamente 1,5×, lo que permite un control estricto de la uniformidad del brillo.

3.3 Contenedores de voltaje directo

El voltaje directo se divide en tres contenedores: B0 (1,8–2,0 V), C0 (2,0–2,2 V) y D0 (2,2–2,4 V). Esto ayuda a diseñar resistencias limitadoras de corriente y garantizar una disipación de potencia consistente en configuraciones en paralelo.

4. Análisis de curvas de rendimiento

4.1 Voltaje directo vs. Corriente directa (Curva I-V)

La curva I-V típica muestra una rodilla pronunciada alrededor de 1,8 V, con la corriente aumentando exponencialmente después de 2,0 V. A 20 mA, V_Fes aproximadamente 2,0 V (típico). La curva indica que el dispositivo se comporta como un diodo de unión p-n convencional.

4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa

La intensidad relativa aumenta casi linealmente con la corriente hasta 30 mA. A 10 mA, la intensidad es aproximadamente el 50 % del valor a 20 mA; a 30 mA alcanza aproximadamente el 150 %. Esta linealidad simplifica la atenuación mediante control de corriente.

4.3 Características de temperatura

A medida que la temperatura del pin aumenta de 25 °C a 100 °C, la intensidad relativa disminuye aproximadamente un 10–15 %. La curva de reducción de corriente directa muestra que a temperaturas de pin superiores a 60 °C, la corriente CC máxima permitida debe reducirse para evitar exceder el límite de temperatura de unión.

4.4 Longitud de onda dominante vs. Corriente directa

La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente (aproximadamente 1–2 nm) cuando la corriente aumenta de 5 mA a 30 mA. Este desplazamiento está dentro de la tolerancia de clasificación y generalmente es insignificante para la mayoría de las aplicaciones.

4.5 Distribución espectral

La distribución de potencia espectral relativa alcanza su punto máximo cerca de 570 nm con un ancho total a la mitad del máximo (FWHM) de ~15 nm. El espectro muestra picos secundarios mínimos, lo que confirma una alta pureza de color.

4.6 Patrón de radiación

El patrón de radiación es similar a Lambertiano con un semiángulo de ~70°, proporcionando una intensidad uniforme en un ángulo amplio. El diagrama indica que la intensidad relativa cae al 50 % aproximadamente a ±70° fuera del eje.

5. Información mecánica y del paquete

5.1 Dimensiones del paquete

El LED está alojado en un paquete de 3,2 mm × 1,6 mm × 0,7 mm con almohadillas de soldadura en la parte inferior. La vista superior muestra un área emisora rectangular; la vista inferior revela dos almohadillas de ánodo y cátodo (almohadilla 1 y almohadilla 2). La polaridad se indica mediante una pequeña marca en el paquete. El patrón de tierra de soldadura recomendado incluye una almohadilla de 1,6 mm × 1,5 mm para el ánodo y una almohadilla de 2,1 mm × 1,6 mm para el cátodo, con una huella total de 4,4 mm × 1,6 mm.

5.2 Diseño de la almohadilla de soldadura

Para uniones de soldadura confiables, el diseño de la PCB debe coincidir con el patrón recomendado: un espacio de 0,30 mm entre almohadillas y áreas de cobre generosas para la conducción térmica. El paquete está diseñado para soldadura por reflujo; se permite la soldadura manual con temperatura del hierro inferior a 300 °C y duración inferior a 3 segundos.

6. Directrices de soldadura y ensamblaje

6.1 Perfil de soldadura por reflujo

El perfil de reflujo sin plomo recomendado especifica una velocidad de rampa ≤3 °C/s a una zona de precalentamiento (150–200 °C durante 60–120 s), seguida de una rampa a 217 °C (tiempo por encima de 217 °C: 60–150 s) y una temperatura máxima de 260 °C durante un máximo de 10 s. La velocidad de enfriamiento debe ser ≤6 °C/s. El tiempo total desde 25 °C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos. No realice más de dos ciclos de reflujo; si el intervalo entre ciclos supera las 24 horas, los LED deben hornearse para eliminar la humedad.

6.2 Soldadura manual y retrabajo

Si la soldadura manual es inevitable, use un soldador ajustado por debajo de 300 °C y complete la unión en 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual. Para retrabajo, se recomienda un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente. No aplique fuerza mecánica al cuerpo del LED durante o después de la soldadura.

6.3 Almacenamiento y manipulación

Las bolsas sin abrir se pueden almacenar a ≤30 °C y ≤75 % HR durante un máximo de un año. Después de abrir, los LED deben usarse dentro de las 168 horas a ≤30 °C y ≤60 % HR. Si el desecante se ha desvanecido o se ha excedido el tiempo de almacenamiento, hornee a 60±5 °C durante >24 horas antes de usar. Use siempre pinzas en el costado del paquete; evite tocar directamente la lente de silicona.

7. Información de embalaje y pedidos

7.1 Cinta portadora y carrete

Los LED se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho con un paso de 4 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas. La cinta incluye una cinta de cubierta y una marca de polaridad. Dimensiones del carrete: diámetro exterior 178±1 mm, diámetro del cubo 60±1 mm y ancho 8,0±0,1 mm.

7.2 Etiqueta y bolsa barrera contra la humedad

Cada carrete está etiquetado con número de pieza, número de especificación, número de lote, código de contenedor (flujo, cromaticidad, voltaje, longitud de onda), cantidad y fecha. El carrete se sella en una bolsa barrera contra la humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad (no se muestra). También se adjunta una etiqueta de advertencia de ESD.

7.3 Caja de envío

Los carretes se empaquetan en cajas de cartón para su envío. La caja exterior está marcada con el nombre del fabricante (omitido aquí por privacidad) y la información del producto.

8. Elementos y condiciones de las pruebas de confiabilidad

El LED ha superado las siguientes pruebas de confiabilidad con cero fallas (Ac/Re 0/1):

• Reflujo (260 °C máx., 10 s, 2 ciclos)
• Ciclo de temperatura (–40 °C a 100 °C, permanencia de 30 min, 100 ciclos)
• Choque térmico (–40 °C a 100 °C, permanencia de 15 min, 300 ciclos)
• Almacenamiento a alta temperatura (100 °C, 1000 h)
• Almacenamiento a baja temperatura (–40 °C, 1000 h)
• Prueba de vida (T_a=25 °C, I_F=20 mA, 1000 h)

Criterios de falla: V_F> 1,1× límite superior de especificación, I_R> 2,0× límite superior de especificación, o flujo luminoso<0,7× límite inferior de especificación.

9. Recomendaciones de aplicación

Este LED amarillo-verde es ideal para indicadores ópticos, retroiluminación de interruptores y símbolos, y pantallas de estado de uso general. Debido a su amplio ángulo de visión, es particularmente adecuado para luces de tablero, iluminación de pulsadores y señalización pequeña. Los diseñadores deben incluir resistencias limitadoras de corriente para evitar sobrecorriente. En aplicaciones con altas temperaturas ambiente o matrices densas de LED, el análisis térmico es esencial para mantener la temperatura de unión por debajo de 95 °C.

10. Comparación técnica

En comparación con los LED amarillo-verde de orificio pasante tradicionales, esta versión SMD ofrece un perfil más bajo, compatibilidad con el ensamblaje automatizado y una mejor uniformidad en el ángulo de visión. El estrecho ancho espectral (15 nm) proporciona un color más saturado que algunas alternativas de espectro más amplio. Las múltiples opciones de clasificación permiten una coincidencia más estricta de color y brillo, algo crítico para pantallas de alta gama. Sin embargo, la resistencia térmica de 450 °C/W es relativamente alta; los diseños más nuevos con una gestión térmica mejorada pueden ofrecer valores más bajos (por ejemplo, 200–300 °C/W), por lo que se recomienda un diseño cuidadoso de la PCB.

11. Preguntas frecuentes

P1: ¿Puedo conducir este LED a 30 mA de forma continua?
Sí, pero solo si la temperatura del paquete se mantiene lo suficientemente baja como para que la temperatura de unión se mantenga por debajo de 95 °C. En un ambiente típico de 25 °C, 30 mA es seguro. A temperaturas ambiente más altas, reduzca la corriente en consecuencia.

P2: ¿Cuál es la condición de almacenamiento recomendada después de abrir la bolsa?
Almacene a ≤30 °C y ≤60 % HR. Úselo dentro de 168 horas. Si se excede, hornee a 60 °C durante >24 horas.

P3: ¿Cómo puedo evitar daños por ESD?
Use estaciones de trabajo conectadas a tierra, herramientas conductoras y embalaje antiestático. El LED tiene una clasificación ESD de 2000 V (HBM), pero aún se recomiendan precauciones.

P4: ¿Puedo usar este LED en aplicaciones exteriores?
El rango de temperatura de operación es de –40 a +85 °C, que cubre la mayoría de los entornos exteriores. Sin embargo, el LED no está especificado para exposición directa a rayos UV o alta humedad sin un revestimiento conformado adicional.

12. Casos de uso prácticos

En un diseño típico, seis de estos LED amarillo-verde se colocan alrededor de un interruptor de pulsador para proporcionar indicación de 360°. El amplio ángulo de visión de 140° garantiza visibilidad desde cualquier dirección. Una resistencia limitadora de corriente de 100 Ω (para una fuente de 5 V) ajusta la corriente a aproximadamente 30 mA por LED, lo que proporciona una iluminación brillante. La pequeña huella permite el montaje en una PCB compacta dentro de la carcasa del interruptor. Otro caso de uso es en un indicador de cargador de batería: tres LED (rojo, amarillo-verde y azul) indican el estado de carga. El LED amarillo-verde se enciende cuando la carga está completa, con intensidad clasificada para coincidir visualmente con el rojo y el azul.

13. Principio de funcionamiento

Este LED es un diodo de unión p-n fabricado con fosfuro de galio (GaP) o materiales relacionados que emiten fotones cuando los electrones se recombinan con los huecos en la región activa. La energía de la banda prohibida corresponde a una longitud de onda en el espectro amarillo-verde (alrededor de 570 nm). El chip está encapsulado en una lente de silicona transparente que da forma a la salida de luz en un haz amplio. El paquete incluye dos terminales (ánodo y cátodo) para la conexión a un circuito de excitación.

14. Tendencias de desarrollo

A medida que la tecnología LED evoluciona, vemos tendencias hacia paquetes aún más pequeños (por ejemplo, 2,0×1,2 mm), mayor eficacia luminosa (más de 150 lm/W para verde) y menor resistencia térmica a través de materiales de sustrato avanzados. La resolución de clasificación se está volviendo más fina, lo que permite contenedores de longitud de onda de 0,5 nm. Además, la integración con controladores IC inteligentes e interfaces digitales es común en la iluminación inteligente. El color amarillo-verde sigue siendo importante para la seguridad y la indicación, y se espera que su uso en aplicaciones automotrices e industriales crezca.