Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-2 - Ángulo de Visión de 120° - 2.0V Típ. - 1120mcd @20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED amarillo de montaje superficial de alto rendimiento en encapsulado PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). El dispositivo está diseñado para fiabilidad y rendimiento en entornos exigentes, destacando por su amplio ángulo de visión de 120 grados y una intensidad luminosa típica de 1120 milicandelas (mcd) con una corriente de polarización estándar de 20mA. Su objetivo principal de diseño son las aplicaciones de iluminación interior automotriz, como la iluminación del cuadro de instrumentos, retroiluminación de interruptores y funciones indicadoras generales, donde son críticos una salida de color consistente, estabilidad a largo plazo y el cumplimiento de estándares de grado automotriz.

Las ventajas principales del LED incluyen su calificación según el estándar AEC-Q101, que valida su fiabilidad para uso automotriz, y su conformidad con las directivas medioambientales RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas). También presenta un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) de 2 y una clasificación de sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD) de 2kV (Modelo de Cuerpo Humano), lo que lo hace adecuado para procesos de ensamblaje estándar.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Optoelectrónicas

Las métricas clave de rendimiento se definen bajo condiciones de prueba estándar (T_s= 25°C). La corriente directa (I_F) tiene un rango de operación de 5mA a 50mA, con un valor típico de 20mA. A esta corriente típica, la intensidad luminosa (I_V) varía desde un mínimo de 710mcd hasta un máximo de 1400mcd, con un valor típico de 1120mcd. La tensión directa (V_F) a 20mA se especifica entre 1.75V y 2.75V, con un valor típico de 2.00V. La longitud de onda dominante (λ_d), que define el color amarillo percibido, está entre 585nm y 594nm, típicamente 592nm. El ángulo de visión (φ), donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo, es de 120 grados.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La disipación de potencia máxima absoluta (P_d) es de 137mW. La corriente directa continua máxima es de 50mA, mientras que se permite una corriente de pico (I_FM) de 100mA para pulsos ≤ 10μs con un ciclo de trabajo muy bajo (D=0.005). El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa. La temperatura máxima de unión (T_J) es de 125°C, con rangos de temperatura de operación y almacenamiento de -40°C a +110°C. La temperatura máxima de soldadura por reflujo es de 260°C durante 30 segundos.

2.3 Características Térmicas

La gestión térmica es crucial para el rendimiento y la longevidad del LED. La hoja de datos especifica dos valores de resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura: una resistencia térmica real (R_{th JS real}) de 160 K/W y una resistencia térmica eléctrica (R_{th JS el}) de 120 K/W, ambas medidas a I_F=20mA. El valor eléctrico inferior se utiliza típicamente para cálculos de diseño relacionados con la dependencia de la tensión directa con la temperatura.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins (lotes).

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en múltiples bins, cada uno representando un rango específico de intensidad luminosa mínima y máxima en milicandelas (mcd). Los bins siguen un código alfanumérico (ej., L1, L2, M1... hasta GA). Para este número de parte específico, los bins de salida posibles se resaltan, siendo la parte típica la que cae en el bin "AA" (1120 a 1400 mcd). La medición del flujo luminoso tiene una tolerancia de ±8%.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

El color amarillo se controla clasificando la longitud de onda dominante. Los bins se definen mediante códigos numéricos que representan un rango de longitud de onda en nanómetros (nm). La tolerancia para la longitud de onda dominante es de ±1nm. El bin específico para este producto garantiza que el color amarillo esté dentro del rango especificado de 585-594nm, típicamente alrededor de 592nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varios gráficos que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de Distribución Espectral Relativa muestra un pico en la región amarilla (~592nm) con una emisión mínima en otras partes del espectro, confirmando un color amarillo puro. El gráfico del Patrón de Radiación es un diagrama polar que demuestra el ángulo de visión de 120 grados, con una distribución de intensidad de luz típica de un encapsulado PLCC con lente integrada.

4.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre la tensión directa y la corriente. Es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente. La curva permite a los diseñadores estimar la V_Fpara cualquier corriente dada dentro del rango de operación.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Múltiples gráficos detallan los cambios de rendimiento con la temperatura de unión:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura, una característica de todos los LEDs. Esto debe tenerse en cuenta en el diseño térmico.
• Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:Demuestra que la V_Ftiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo linealmente a medida que sube la temperatura. Esto puede usarse para la detección indirecta de temperatura.
• Longitud de Onda Relativa vs. Temperatura de Unión:Indica un ligero desplazamiento en la longitud de onda dominante (típicamente unos pocos nanómetros) con la temperatura, lo cual es importante para aplicaciones críticas en cuanto al color.
• Longitud de Onda Dominante vs. Corriente Directa:Muestra una variación mínima en el color al cambiar la corriente de polarización.

4.4 Derating y Manejo de Pulsos

LaCurva de Derating de Corriente Directaes crítica para la fiabilidad. Traza la corriente directa continua máxima permitida frente a la temperatura de la almohadilla de soldadura. Por ejemplo, a una temperatura del punto de soldadura (T_S) de 110°C, la corriente máxima se reduce a aproximadamente 34mA. La curva establece explícitamente no usar corrientes por debajo de 5mA. Elgráfico de Capacidad de Manejo de Pulsos Permisibledefine el área de operación segura para corrientes pulsadas a varios ciclos de trabajo, permitiendo una conducción breve por encima de la corriente nominal en aplicaciones multiplexadas o de estroboscopio.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED utiliza un encapsulado estándar de montaje superficial PLCC-2. El dibujo mecánico (implícito en la sección 7) proporcionaría las dimensiones precisas, incluyendo largo, ancho, alto y espaciado de pistas. El encapsulado presenta un cuerpo de plástico moldeado con una lente integrada que conforma el ángulo de visión de 120 grados. La polaridad se indica mediante la forma del encapsulado y/o una marca, identificándose típicamente el cátodo.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Se proporciona una huella recomendada (patrón de pistas) para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y una transferencia térmica óptima desde el LED a la placa de circuito impreso (PCB).

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 30 segundos. Este es un perfil de soldadura estándar sin plomo (Pb-free). Es necesario adherirse a este perfil para evitar daños térmicos al encapsulado plástico y al chip y uniones internas.

6.3 Precauciones de Uso

Las precauciones generales de manejo incluyen usar protección ESD adecuada durante el ensamblaje, evitar estrés mecánico en la lente y asegurar que el dispositivo se almacene en un ambiente seco según su clasificación MSL-2 antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

La información de embalaje (sección 10) detalla cómo se suministran los LEDs, típicamente en cinta y carrete para ensamblaje automatizado pick-and-place. La estructura del número de parte (57-21-UY0200H-AM) codifica atributos clave como tipo de encapsulado, color, bin de brillo y otros códigos de variante. La sección de información de pedido explica cómo especificar los bins deseados para intensidad luminosa y longitud de onda al realizar un pedido.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal es lailuminación interior automotriz, incluyendo:

• Retroiluminación del cuadro de instrumentos y salpicadero.
• Retroiluminación de botones, interruptores y paneles de control.
• Luces indicadoras y de estado generales.
• Acentos de iluminación ambiental.

Su calificación AEC-Q101 lo hace adecuado para estos entornos automotrices hostiles con amplias oscilaciones de temperatura y vibración.

8.2 Consideraciones de Diseño

Conducción de Corriente:Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante en lugar de una fuente de tensión constante con una resistencia en serie para una mejor estabilidad y longevidad. El diseño debe hacer referencia a la curva IV y a los límites absolutos máximos.Gestión Térmica:Deben usarse la curva de derating y los valores de resistencia térmica para calcular la temperatura máxima de unión en la aplicación. Se necesita un área de cobre adecuada en la PCB (almohadilla térmica) y posible flujo de aire para mantener baja la temperatura del punto de soldadura, especialmente cuando se polariza a o cerca de la corriente máxima.Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados proporciona una iluminación amplia. Para luz focalizada, pueden requerirse ópticas secundarias. La variación en intensidad luminosa y longitud de onda entre bins debe considerarse para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme entre múltiples LEDs.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs PLCC-2 genéricos no automotrices, los diferenciadores clave de este dispositivo son sucalificación AEC-Q101y su rango extendido de temperatura de operación (-40°C a +110°C), que son obligatorios para la electrónica automotriz. La intensidad luminosa típica de 1120mcd es relativamente alta para un LED amarillo PLCC-2 estándar, ofreciendo una buena eficiencia de brillo. La estructura integral de binning proporciona a los fabricantes un control más estricto sobre la consistencia de color y brillo en sus productos finales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un riel automotriz de 5V o 12V?R: No. Debe usar un circuito limitador de corriente. Se requiere una resistencia en serie simple (calculada usando la Ley de Ohm: R = (V_suministro- V_F) / I_F) o, preferiblemente, un circuito integrado driver de LED de corriente constante dedicado para fijar la corriente al nivel deseado (ej., 20mA).

P: ¿Por qué hay una especificación de corriente mínima (5mA)?R: Polarizar un LED a corrientes extremadamente bajas puede llevar a una salida de luz inestable y a un cambio de color. El mínimo de 5mA garantiza una operación fiable y consistente.

P: ¿Cómo interpreto los dos valores diferentes de resistencia térmica?R: La resistencia térmica eléctrica (120 K/W) se deriva del cambio de la tensión directa con la temperatura y se usa para modelado eléctrico. La resistencia térmica real (160 K/W) es una medida más directa del flujo de calor desde la unión hasta el punto de soldadura y debe usarse para los cálculos principales de diseño térmico para estimar el aumento de temperatura de la unión (ΔT_J= P_d× R_{th JS real}).

P: ¿Qué significa MSL 2 para el almacenamiento?R: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2 significa que el encapsulado puede almacenarse en un ambiente seco (

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar la retroiluminación de un interruptor de salpicadero que requiere 4 LEDs amarillos. Objetivo: brillo medio consistente, larga vida útil en un ambiente caliente (máx. ambiente PCB ~85°C).Pasos de Diseño: 1. Selección de Corriente:Elegir 15mA (por debajo de los 20mA típicos) para reducir la generación de calor y aumentar la vida útil, manteniendo suficiente luz. 2.Circuito Driver:Usar un único circuito integrado driver de corriente constante capaz de suministrar 60mA (4x15mA) para asegurar una corriente idéntica a través de todos los LEDs y un brillo uniforme. 3.Análisis Térmico:Calcular la disipación de potencia por LED: P_d≈ V_F× I_F= 2.0V × 0.015A = 30mW. Aumento de temperatura de unión: ΔT_J= 0.03W × 160 K/W = 4.8K. Con T_ambiente= 85°C en el punto de soldadura, T_J≈ 90°C, que está muy por debajo del máximo de 125°C. 4.Binning:Especificar un bin de intensidad luminosa ajustado (ej., R1 o R2) y un bin específico de longitud de onda dominante al realizar el pedido para garantizar consistencia visual en los cuatro interruptores.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz (LED) semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su voltaje de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material semiconductor (típicamente basada en AlInGaP para luz amarilla) determina la longitud de onda, y por tanto el color, de la luz emitida. La lente de epoxi integrada en el encapsulado PLCC encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al haz de salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en este tipo de componentes es hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), una consistencia y saturación de color mejoradas, y métricas de fiabilidad superiores. El encapsulado está evolucionando para permitir una mayor densidad de potencia y una mejor gestión térmica. Además, la integración con circuitos de control a bordo (como LEDs direccionables por I2C) es cada vez más común, aunque este dispositivo en particular es un componente discreto estándar. La demanda de componentes calificados AEC-Q101 continúa creciendo a medida que la iluminación automotriz se vuelve más sofisticada y extendida.