Tabla de contenido
- 1. Resumen del Producto
- 1.1 Descripción General
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicaciones
- 2. Dimensiones del Paquete
- 2.1 Esquema Mecánico
- 3. Características Eléctricas y Ópticas
- 3.1 Parámetros Eléctricos/Ópticos a 25°C (IF=50mA a menos que se indique lo contrario)
- 3.2 Clasificaciones Máximas Absolutas (Ts=25°C a menos que se indique lo contrario)
- 3.3 Información de Clasificación por Bines a IF=50mA
- 4. Curvas Típicas de Características Ópticas
- 4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa
- 4.2 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa
- 4.3 Temperatura de Soldadura vs. Flujo Luminoso Relativo
- 4.4 Temperatura de Soldadura vs. Reducción de Corriente Directa
- 4.5 Tensión Directa vs. Temperatura de Soldadura
- 4.6 Patrón de Radiación
- 4.7 Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa
- 4.8 Distribución Espectral
- 5. Información de Embalaje
- 5.1 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete
- 5.2 Etiqueta y Protección contra la Humedad
- 6. Elementos y Condiciones de las Pruebas de Fiabilidad
- 7. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
- 7.1 Perfil de Reflujo Recomendado
- 7.2 Soldadura Manual
- 7.3 Retrabajo
- 7.4 Precauciones
- 8. Precauciones de Manejo
- 8.1 Compatibilidad Ambiental
- 8.2 Manipulación y Ensamblaje
- 8.3 Diseño del Circuito
- 8.4 Diseño Térmico
- 8.5 Limpieza
- 8.6 Condiciones de Almacenamiento
- 8.7 Descarga Electroestática (ESD)
- 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 amarillo está basado en capas epitaxiales de AlGaInP (fosfuro de aluminio, galio e indio) crecidas sobre un sustrato y empaquetado en una configuración PLCC4 (portador de chip con plomo de plástico). El paquete compacto mide 3.50mm x 2.80mm x 1.85mm (largo x ancho x alto), lo que lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado. El dispositivo emite una luz amarilla con una longitud de onda dominante centrada aproximadamente en 590nm. Está diseñado para iluminación general y aplicaciones de iluminación automotriz donde se requieren alta luminosidad y fiabilidad.
1.2 Características
- Paquete PLCC4 para un fácil montaje SMT.
- Ángulo de visión muy amplio de 120 grados (a media intensidad), permitiendo una distribución de luz amplia.
- Compatible con todos los procesos estándar de montaje SMT y soldadura por reflujo.
- Disponible en embalaje de cinta y carrete para recogida y colocación automatizada.
- Nivel de sensibilidad a la humedad 2 (MSL 2) según estándares JEDEC.
- Cumple con las regulaciones RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Químicos).
- Calificado según la prueba de estrés AEC-Q101 para semiconductores discretos de grado automotriz.
1.3 Aplicaciones
- Iluminación interior automotriz (por ejemplo, indicadores del tablero, iluminación ambiental).
- Iluminación exterior automotriz (por ejemplo, luces de giro, luces de freno, lámparas traseras combinadas).
- Indicación y señalización general.
- Cualquier aplicación que requiera un LED SMD amarillo de alta intensidad con un ángulo de haz amplio.
2. Dimensiones del Paquete
2.1 Esquema Mecánico
El paquete LED tiene dimensiones generales de 3.50 mm (largo) × 2.80 mm (ancho) × 1.85 mm (alto). Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario. La vista superior muestra un cuerpo rectangular con una marca de polaridad (esquina chaflanada) en la parte superior derecha. La vista lateral indica una altura total de 1.85 mm. La vista inferior revela cuatro almohadillas de soldadura: las almohadillas 1 y 2 (cátodo/ánodo) están ubicadas en el lado inferior, mientras que las almohadillas 3 y 4 están en el lado superior. Para la disposición detallada, consulte el diagrama de polaridad que muestra el esquema de conexión. También se proporciona el patrón de soldadura recomendado (footprint) en la PCB para optimizar el rendimiento térmico y eléctrico. Las dimensiones del footprint son: un área rectangular central de 2.60 mm × 1.60 mm, con almohadillas extendidas de 4.60 mm de longitud total y 0.80 mm de ancho para las conexiones externas. Este footprint asegura una formación de juntas de soldadura fiable y una disipación de calor adecuada.
3. Características Eléctricas y Ópticas
3.1 Parámetros Eléctricos/Ópticos a 25°C (IF=50mA a menos que se indique lo contrario)
| Parámetro | Símbolo | Condición de Prueba | Mín | Típ | Máx | Unidad |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensión Directa | VF | IF=50mA | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V |
| Corriente Inversa | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| Intensidad Luminosa | IV | IF=50mA | 1800 | 2300 | 3500 | mcd |
| Longitud de Onda Dominante | λD | IF=50mA | 584.5 | 590 | 594.5 | nm |
| Ángulo de Visión (media potencia) | 2θ1/2 | IF=50mA | — | 120 | — | ° |
| Resistencia Térmica (unión a punto de soldadura) | RthJS | IF=50mA | — | — | 180 | K/W |
3.2 Clasificaciones Máximas Absolutas (Ts=25°C a menos que se indique lo contrario)
| Parámetro | Símbolo | Valor | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | PD | 182 | mW |
| Corriente Directa | IF | 70 | mA |
| Corriente Directa de Pico (ciclo de trabajo 1/10, pulso de 10 ms) | IFP | 100 | mA |
| Tensión Inversa | VR | 5 | V |
| ESD (Modelo de Cuerpo Humano) | ESD | 2000 | V |
| Rango de Temperatura de Operación | TOPR | -40 a +100 | °C |
| Rango de Temperatura de Almacenamiento | TSTG | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Unión | TJ | 120 | °C |
3.3 Información de Clasificación por Bines a IF=50mA
Los LED se clasifican en bines según la tensión directa (VF), intensidad luminosa (IV), y longitud de onda dominante (λD). Los rangos de los bines son los siguientes:
Bines de Tensión Directa:C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V), E1 (2.4-2.5V), E2 (2.5-2.6V).
Bines de Intensidad Luminosa:N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd), O1 (2800-3500 mcd).
Bines de Longitud de Onda Dominante:A2 (584.5-587 nm), B1 (587-589.5 nm), B2 (589.5-592 nm), C1 (592-594.5 nm).
El código de bin está marcado en la etiqueta del producto y se puede utilizar para seleccionar rangos de rendimiento específicos para la aplicación.
4. Curvas Típicas de Características Ópticas
4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa
A medida que la corriente directa aumenta de 0 a 70 mA, la tensión directa sube de aproximadamente 1.9V a 2.6V. La curva sigue la característica típica exponencial del diodo. En la condición de prueba de 50 mA, la tensión directa es típicamente 2.3V.
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 el 90% del máximo a 70 mA. Este comportamiento permite ajustar el brillo modificando la corriente de excitación dentro del rango nominal.
4.3 Temperatura de Soldadura vs. Flujo Luminoso Relativo
A medida que la temperatura de soldadura (Ts) aumenta de 25°C a 120°C, el flujo luminoso relativo disminuye. A 100°C, el flujo se reduce a aproximadamente el 75% del valor a 25°C. Por lo tanto, la gestión térmica es crítica para mantener una salida de luz constante.
4.4 Temperatura de Soldadura vs. Reducción de Corriente Directa
Para mantener la temperatura de unión dentro de los límites, la corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente/de soldadura. A Ts=100°C, la corriente directa máxima se reduce a aproximadamente 40 mA, en comparación con 70 mA a 25°C.
4.5 Tensión Directa vs. Temperatura de Soldadura
La tensión directa disminuye ligeramente con el aumento de temperatura. En el rango de 25°C a 120°C, la tensión directa cae aproximadamente 0.2V. Este coeficiente de temperatura negativo debe considerarse al diseñar controladores de corriente constante o tensión constante.
4.6 Patrón de Radiación
El patrón de radiación es casi lambertiano con un ángulo medio amplio de 120°. La intensidad relativa es máxima a 0° (en el eje) y cae al 50% a ±60°. El patrón es simétrico y proporciona una distribución uniforme de la luz en la aplicación prevista.
4.7 Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa
A medida que la corriente directa aumenta de 0 a 70 mA, la longitud de onda dominante se desplaza ligeramente hacia longitudes de onda más largas (desplazamiento al rojo). El desplazamiento es de aproximadamente 1 nm en todo el rango de corriente, lo cual es insignificante para la mayoría de las aplicaciones, pero puede considerarse para diseños críticos en color.
4.8 Distribución Espectral
El espectro muestra un solo pico centrado alrededor de 590 nm con un ancho total a la mitad del máximo (FWHM) de aproximadamente 20 nm. La emisión está en la región amarilla del espectro visible, sin picos secundarios significativos. La pureza espectral es alta, lo que hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren un color amarillo específico.
5. Información de Embalaje
5.1 Dimensiones de la Cinta Portadora y el Carrete
Los LED se empaquetan en cinta portadora con un paso de 4.00 mm y un ancho de 8.00 mm. La cinta tiene un bolsillo que acomoda el paquete de 3.5×2.8 mm y una cinta de cubierta para protección. Cada carrete contiene 2000 piezas. El diámetro exterior del carrete es de 330 mm, el diámetro del cubo es de 100 mm y el diámetro del orificio del husillo es de 13 mm. La dirección de alimentación de la cinta se indica con flechas en el carrete.
5.2 Etiqueta y Protección contra la Humedad
Cada carrete está etiquetado con el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de bin, código de flujo luminoso (o intensidad), bin de cromaticidad, código de tensión directa, código de longitud de onda, cantidad y código de fecha. El carrete se coloca dentro de una bolsa barrera contra la humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Luego se sella la bolsa para mantener un ambiente de baja humedad. La caja de cartón exterior contiene múltiples carretes para su envío.
6. Elementos y Condiciones de las Pruebas de Fiabilidad
| Elemento de Prueba | Estándar de Referencia | Condición | Duración / Ciclos | Tamaño de Muestra | Aceptar/Rechazar (c=0) |
|---|---|---|---|---|---|
| Soldadura por Reflujo | JESD22-B106 | Temp: 260°C max, T=10s | 2 pasadas | 20 pcs | 0/1 |
| Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 (MSL2) | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168 horas | 20 pcs | 0/1 |
| Choque Térmico | JEITA ED-4701 300307 | -40°C 15min ↔ 125°C 15min, transición<10s | 1000 ciclos | 20 pcs | 0/1 |
| Prueba de Vida | JESD22-A108 | Ta=100°C, IF=50mA | 1000 horas | 20 pcs | 0/1 |
| Prueba de Vida a Alta Temperatura y Alta Humedad | JESD22-A101 | 85°C/85%RH, IF=50mA | 1000 horas | 20 pcs | 0/1 |
Criterios de Falla:Después de las pruebas, se aplican los siguientes límites: Cambio de tensión directa ≤ 1.1 veces el límite superior de especificación (USL). Corriente inversa ≤ 2.0 veces USL. Flujo luminoso ≥ 0.7 veces el límite inferior de especificación (LSL).
7. Instrucciones de Soldadura por Reflujo SMT
7.1 Perfil de Reflujo Recomendado
El LED es adecuado para soldadura por reflujo libre de plomo. Se debe utilizar el siguiente perfil:
- Precalentamiento: 150°C a 200°C durante 60‑120 segundos.
- Rampa de subida desde Tsmax hasta TL (217°C) a una velocidad ≤ 3°C/s.
- Tiempo por encima de 217°C (tL): 60‑120 segundos.
- Temperatura pico (TP): 260°C, con un tiempo máximo dentro de 5°C del pico (tp) de 10 segundos.
- Rampa de bajada desde el pico hasta 25°C a una velocidad ≤ 6°C/s.
- Tiempo total desde 25°C hasta el pico: ≤ 8 minutos.
No exceda dos ciclos de reflujo. Si el tiempo entre dos operaciones de reflujo supera las 24 horas, los LED deben hornearse para evitar daños por humedad. No aplique tensión mecánica al LED durante el calentamiento.
7.2 Soldadura Manual
Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador ajustado por debajo de 300°C y complete la unión en 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual.
7.3 Retrabajo
No se recomienda el retrabajo después de la soldadura. Si es inevitable, use una herramienta de aire caliente de doble cabezal para calentar simultáneamente ambas uniones y retire con cuidado el componente. Confirme que el retrabajo no dañe las características del LED.
7.4 Precauciones
- El encapsulante del LED es silicona, que tiene una superficie blanda. Evite aplicar presión fuerte sobre la superficie superior, ya que puede afectar la fiabilidad. Use boquillas de recogida apropiadas con fuerza controlada.
- No monte el LED en una PCB deformada. Después de la soldadura, evite doblar la PCB.
- No aplique fuerza mecánica ni vibraciones durante el enfriamiento después de la soldadura. No enfríe el dispositivo rápidamente.
8. Precauciones de Manejo
8.1 Compatibilidad Ambiental
Los materiales en contacto con el LED no deben contener compuestos de azufre que excedan 100 ppm. El contenido total de bromo y cloro en los materiales circundantes debe ser inferior a 1500 ppm, con cada elemento individualmente por debajo de 900 ppm. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) pueden penetrar el encapsulante de silicona y causar decoloración bajo calor y luz. Por lo tanto, solo deben usarse materiales compatibles en la construcción del dispositivo. Refond recomienda probar todos los productos químicos y adhesivos en el entorno previsto antes de su uso.
8.2 Manipulación y Ensamblaje
Sujete siempre el LED por sus superficies laterales con pinzas o herramientas adecuadas. Evite tocar la lente de silicona directamente para evitar dañar el circuito interno. Al recoger y colocar, use una boquilla que no deforme la superficie de silicona.
8.3 Diseño del Circuito
Diseñe el circuito de excitación para asegurar que la corriente a través de cada LED no exceda la clasificación máxima absoluta (70 mA DC). Incluya una resistencia en serie para limitar la corriente y compensar las variaciones de tensión. No aplique tensión inversa al LED, ya que puede causar migración y daños permanentes. Proporcione protección ESD (HBM hasta 2 kV) durante la manipulación y el ensamblaje.
8.4 Diseño Térmico
Dado que las características del LED se degradan con el aumento de la temperatura de unión (por ejemplo, brillo reducido, cambio de color), una gestión térmica adecuada es esencial. Asegúrese de que la PCB tenga suficiente área de cobre y vías térmicas para disipar el calor. La temperatura de unión no debe exceder los 120°C.
8.5 Limpieza
Si se requiere limpieza después de la soldadura, se recomienda alcohol isopropílico. Otros solventes deben verificarse para que no ataquen el paquete o la resina. No se recomienda la limpieza ultrasónica, ya que puede dañar el LED.
8.6 Condiciones de Almacenamiento
| Condición | Temperatura | Humedad | Tiempo Máximo |
|---|---|---|---|
| Antes de abrir la bolsa al vacío | ≤30°C | ≤75% HR | 1 año desde el código de fecha |
| Después de abrir la bolsa (uso recomendado) | ≤30°C | ≤60% HR | ≥24 horas |
| Horneado (si se excedió el almacenamiento o el indicador de humedad cambió) | 60±5°C | — | ≥24 horas |
Si la bolsa barrera contra la humedad está dañada o el indicador de humedad muestra humedad excesiva, hornee los LED a 60±5°C durante al menos 24 horas antes de su uso.
8.7 Descarga Electroestática (ESD)
Este LED es sensible a ESD. Más del 90% de las unidades sobreviven 2000 V HBM. Sin embargo, se deben tomar las precauciones adecuadas contra ESD (estaciones de trabajo conectadas a tierra, muñequeras, contenedores conductores) durante la manipulación y el ensamblaje para evitar daños latentes.
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. |