Hoja de Datos de LED Amarillo PLCC-2 de Vista Lateral - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.2V - Potencia 0.11W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de vista lateral de emisión amarilla de alto rendimiento, en un encapsulado superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Diseñado principalmente para entornos exigentes, presenta una construcción robusta, alta intensidad luminosa y un amplio ángulo de visión, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones de retroiluminación e indicación donde el espacio es limitado y la fiabilidad es primordial.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este componente LED incluyen su factor de forma compacto de vista lateral, que permite la iluminación desde el borde de una PCB, una excelente salida luminosa para su tamaño de paquete y certificaciones de fiabilidad mejoradas. Está específicamente diseñado para mercados que requieren durabilidad a largo plazo y estabilidad de rendimiento. La aplicación objetivo clave esIluminación Interior Automotriz, como la retroiluminación de interruptores, indicadores del salpicadero y paneles de control. Sus calificaciones lo hacen adecuado para otras aplicaciones donde es necesaria la resistencia a factores ambientales como el azufre y las altas temperaturas operativas.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos es crucial para un diseño de circuito adecuado y para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento central del LED se define bajo una condición de prueba estándar de una corriente directa (I_F) de 50mA.

• Intensidad Luminosa Típica (I_V):2800 milicandelas (mcd). Esta es una medida del brillo percibido en una dirección específica. El valor mínimo garantizado es de 2240 mcd, y el máximo puede alcanzar hasta 4500 mcd, lo que indica una variación potencial entre unidades cubierta por el sistema de binning.
• Ángulo de Visión (2θ_½):120 grados. Este amplio ángulo de visión garantiza una iluminación uniforme sobre un área extensa, lo cual es esencial para aplicaciones de vista lateral donde la luz necesita dispersarse lateralmente.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):591 nm (Típica), con un rango de 588 nm a 594 nm. Este parámetro define el color percibido de la luz amarilla. La tolerancia ajustada (±1nm) asegura una salida de color consistente entre diferentes lotes de producción.

La medición del flujo luminoso tiene una tolerancia declarada de ±11%, y todas las mediciones se refieren a una temperatura de la almohadilla térmica de 25°C.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

• Voltaje Directo (V_F):2.20V (Típico) a 50mA, con un rango de 1.75V a 2.75V. Este parámetro es crítico para diseñar el circuito limitador de corriente. La tolerancia de medición es de ±0.05V.
• Corriente Directa (I_F):El dispositivo está clasificado para una corriente directa continua entre 5 mA (mínima para operación) y 70 mA (máximo absoluto). La corriente operativa típica es de 50mA.
• Resistencia Térmica:Se proporcionan dos valores:
  • R_thJS:Real 85 K/W (Típico), 100 K/W (Máx.). Esto representa la resistencia térmica real desde la unión del semiconductor hasta el punto de soldadura.
  • R_thJS:Eléctrica 60 K/W (Típico), 85 K/W (Máx.). Este valor a menudo se deriva de métodos de medición eléctrica y suele ser menor que el valor real. Los diseñadores deben usar el valor deR_thJSReal (85 K/W) para cálculos precisos de gestión térmica, asegurando que la temperatura de unión (T_J) no exceda su límite máximo.

3. Límites Absolutos Máximos y Fiabilidad

Exceder estos límites puede causar daños permanentes al dispositivo.

• Disipación de Potencia (P_d):192 mW.
• Temperatura de Unión (T_J):125 °C.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 °C a +110 °C. Este amplio rango es esencial para aplicaciones automotrices.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 °C a +110 °C.
• Sensibilidad a ESD (HBM):2 kV. Esto indica un nivel moderado de protección contra descargas electrostáticas. Aún se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo ESD durante el montaje.
• Corriente de Sobretensión (I_FM):100 mA para pulsos ≤10 μs con un ciclo de trabajo muy bajo (D=0.005).
• Robustez al Azufre:Clase A1. Esta certificación indica que la resina y los materiales del LED son resistentes a la corrosión causada por atmósferas que contienen azufre, un problema común en ciertos entornos industriales y automotrices.
• Soldadura:Resiste soldadura por reflow a 260°C durante 30 segundos.
• Cumplimiento:El componente cumple con RoHS, REACH y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

El gráfico muestra la relación exponencial típica de los LEDs. En el punto de operación recomendado de 50mA, el voltaje se centra alrededor de 2.2V. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación pueda proporcionar una corriente estable dentro de esta ventana de voltaje.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero comienza a mostrar signos de saturación a corrientes más altas (acercándose a 70mA). Operar a 50mA proporciona un buen equilibrio entre brillo y eficiencia/generación de calor.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Tres gráficos clave ilustran los efectos térmicos:Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura de Unión:La salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. A la temperatura máxima de unión de 125°C, la salida es aproximadamente del 60-70% de su valor a 25°C. Esto debe tenerse en cuenta en los cálculos de brillo para entornos de alta temperatura.Voltaje Directo Relativo vs. Temperatura de Unión:El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo aproximadamente 2mV/°C. Esta característica a veces puede usarse para la detección indirecta de temperatura.Longitud de Onda Relativa vs. Temperatura de Unión:La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la temperatura (aproximadamente +0.1 nm/°C). Esto generalmente es despreciable para aplicaciones de indicadores amarillos, pero se señala para usos críticos en color.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es un gráfico crítico para la fiabilidad. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una temperatura de almohadilla de 110°C, la corriente máxima permitida cae a 55mA. A la temperatura máxima absoluta de la almohadilla, la corriente debe reducirse a 5mA. Se debe usar esta curva para asegurar que el LED no sea sobreexcitado para su temperatura de operación.

4.5 Capacidad de Manejo de Pulsos Admisible

Este gráfico define la corriente máxima de pulso único que el LED puede manejar durante duraciones muy cortas (microsegundos a milisegundos) en varios ciclos de trabajo. Permite diseños que requieren destellos breves y de alta intensidad.

5. Explicación del Sistema de Binning

Para gestionar las variaciones de fabricación, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento. Es probable que el número de parte incluya códigos que especifiquen su bin para parámetros clave.

5.1 Binning de Intensidad Luminosa

La tabla proporcionada enumera una estructura de binning extensa desde L1 (11.2-14 mcd) hasta GA (18000-22400 mcd). La parte típica, con 2800 mcd, cae en el binCACA (2800-3550 mcd). Los diseñadores deben especificar el bin de intensidad requerido para garantizar un brillo consistente en todas las unidades de un producto.

5.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda se clasifica en pasos de 3nm. El valor típico de 591 nm corresponde al bin8891UY (588-591 nm) o al bin9194UZ (591-594 nm). Especificar un bin de longitud de onda ajustado es crucial para la consistencia del color, especialmente en matrices de múltiples LEDs.

5.3 Binning de Voltaje Directo

El fragmento muestra un código de bin de voltaje "1012" con un rango de 1.0V a 1.2V, lo que parece inconsistente con el valor típico de 2.2V. Esto puede ser un error en el texto proporcionado o referirse a una variante de producto diferente. Típicamente, V_Fse clasifica en pasos como 0.1V o 0.2V (por ejemplo, 2.0-2.2V, 2.2-2.4V).

6. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

6.1 Dimensiones Mecánicas y Polaridad

El LED utiliza un encapsulado superficial PLCC-2 estándar. Las dimensiones exactas (largo, ancho, alto) y el diseño de las almohadillas se definen en la sección de dibujo mecánico. El paquete incluye una lente moldeada para lograr el ángulo de visión de 120 grados. La polaridad se indica mediante una marca de cátodo en el cuerpo del paquete; conectar el dispositivo en polarización inversa no está diseñado para operación.

6.2 Patrón de Soldadura Recomendado y Perfil de Reflow

Se proporciona un patrón de tierra recomendado (diseño de la almohadilla de soldadura) para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. El perfil de soldadura por reflow se especifica como una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 30 segundos. Adherirse a este perfil es esencial para prevenir daños térmicos al paquete plástico y a la unión interna del chip.

6.3 Información de Empaquetado

Los LEDs se suministran en cinta y carrete para compatibilidad con equipos de montaje automático pick-and-place. Las especificaciones del carrete (ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos, diámetro del carrete) están estandarizadas para adaptarse a las máquinas comunes de montaje SMT.

7. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED requiere una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Usar el V_Fmáximo (2.75V) para este cálculo asegura que la corriente no exceda el límite incluso con variaciones entre unidades. Para una fuente de 5V y un objetivo de 50mA: R = (5V - 2.75V) / 0.05A = 45 Ohmios. Una resistencia estándar de 47 Ohmios sería apropiada. La potencia nominal de la resistencia debe ser al menos P = I²R = (0.05)²* 47 = 0.1175W, por lo que una resistencia de 1/4W es suficiente.

7.2 Gestión Térmica

Un disipador de calor efectivo es vital para mantener el brillo y la longevidad. Usando la R_thJSReal de 85 K/W: Si el LED disipa P_d= V_F* I_F= 2.2V * 0.05A = 0.11W, el aumento de temperatura desde la unión hasta el punto de soldadura es ΔT = R_th* P = 85 * 0.11 ≈ 9.4°C. Si la temperatura de la almohadilla de la PCB es de 80°C, la temperatura de unión T_Jsería ~89.4°C, lo cual está dentro del límite de 125°C. Los diseñadores deben asegurarse de que la PCB en sí pueda disipar calor para mantener la temperatura de la almohadilla lo más baja posible.

7.3 Precauciones de Uso

• Siempre observe la polaridad para prevenir daños.
• No opere por debajo de 5mA, como se indica en la curva de reducción.
• Implemente protección ESD adecuada durante el manejo y montaje.
• Siga el perfil de reflow recomendado con precisión.
• Considere los efectos de la temperatura en la intensidad luminosa y la longitud de onda para la aplicación final.
• Para uso automotriz, asegúrese de que el diseño del circuito acomode transitorios específicos del sistema eléctrico del vehículo, como el "load dump".

8. Comparativa Técnica y Preguntas Frecuentes

8.1 Diferenciación Respecto a LEDs Estándar

Este LED se diferencia por su combinación defactor de forma de vista lateral, alta luminosidad (2800mcd)en un paquete pequeño, ycertificaciones de robustez (AEC-Q102, Azufre A1). En comparación con un LED PLCC-2 de vista superior estándar, emite luz desde el lateral, permitiendo diseños ópticos únicos. En comparación con otros LEDs de vista lateral, su calificación AEC-Q102 apunta específicamente a los rigurosos requisitos de fiabilidad de la electrónica automotriz.

8.2 Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros

P: ¿Puedo excitar este LED con 3.3V sin una resistencia?

R: No. Con un V_Ftípico de 2.2V, conectarlo directamente a 3.3V haría fluir una corriente excesiva, potencialmente superando el límite máximo absoluto y destruyendo el LED. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un regulador.

P: ¿Por qué la intensidad luminosa se mide en mcd en lugar de lúmenes?

R: Las milicandelas (mcd) miden la intensidad luminosa, que es la luz emitida en una dirección específica. Los lúmenes miden el flujo luminoso total (luz en todas las direcciones). Para un componente direccional como un LED de vista lateral con un ángulo de visión definido, mcd es la métrica más relevante. El flujo total se puede aproximar si se conoce la distribución angular.

P: ¿Qué significa "Robustez al Azufre Clase A1" para mi diseño?

R: Significa que la resina encapsulante y los materiales del LED están formulados para resistir el oscurecimiento o la corrosión causados por el sulfuro de hidrógeno y otros gases sulfurosos. Esto es crítico en aplicaciones como la automotriz (donde ciertos materiales de la cabina pueden emitir gases de azufre), entornos industriales o lugares con alta contaminación. Mejora la fiabilidad a largo plazo y mantiene la salida de luz.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de binning en el número de parte?

R: El número de parte (por ejemplo, 57-21R-UY0501H-AM) contiene códigos incrustados. Aunque aquí no se proporciona el desglose completo, segmentos como "UY" probablemente indiquen el color (Amarillo), y otros caracteres especifiquen el bin de intensidad luminosa (por ejemplo, CA para 2800mcd) y el bin de longitud de onda. Consulte la guía completa de pedidos del fabricante para una decodificación precisa.

9. Principios de Funcionamiento y Tendencias

9.1 Principio Básico de Operación

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede su energía de banda prohibida, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor (típicamente basado en materiales como AlInGaP para luz amarilla), liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material y el dopaje determinan la longitud de onda dominante (color) de la luz emitida.

9.2 Tendencias de la Industria

La tendencia para tales componentes es hacia unamayor eficiencia(más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), unamayor densidad de potenciaen paquetes más pequeños, yespecificaciones de fiabilidad mejoradaspara satisfacer las demandas de aplicaciones automotrices (AEC-Q102), industriales y exteriores. La integración de características como protección electrostática incorporada y un binning más ajustado para la consistencia del color y el flujo también son comunes. El movimiento hacia materiales libres de halógenos y ambientalmente compatibles, como se ve en esta hoja de datos, es un requisito estándar de la industria impulsado por regulaciones globales.