LED Bicolor 1.6x1.6x0.7mm - Amarillo-Verde y Ámbar - Tensión Directa 1.8-2.4V - Potencia 48mW - Especificación Técnica

1. Resumen del Producto

El RF-P1S196TS-B47 es un LED SMD bicolor compacto que incorpora un chip amarillo-verde y un chip ámbar en un único encapsulado de 1.6 mm x 1.6 mm x 0.7 mm. Este componente está diseñado para ensamblaje con tecnología de montaje superficial (SMT) y es adecuado para una amplia gama de aplicaciones de indicación y visualización de uso general. Sus características clave incluyen un ángulo de visión extremadamente amplio (140° típico), cumplimiento RoHS y un nivel de sensibilidad a la humedad de 3. El LED opera con una corriente directa máxima de 20 mA por color (DC) y una corriente de pulso pico de 60 mA (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms). Su tamaño compacto y compatibilidad con procesos estándar de soldadura por reflujo SMT lo convierten en una opción ideal para diseños con espacio limitado.

2. Parámetros Técnicos

2.1 Características Ópticas (Ta=25°C, IF=20mA)

• Longitud de Onda Dominante:Rango de clasificación para amarillo-verde (YG): 565-575 nm; para ámbar (A): 600-610 nm. Disponible en múltiples grupos de longitud de onda (por ejemplo, A00, B00, B10, B20, C10, C20 para YG; 1L para ámbar).
• Ancho de Banda Espectral a Mitad de Altura (Δλ):Amarillo-verde: 15 nm típico; Ámbar: 15 nm típico.
• Intensidad Luminosa (IV):Amarillo-verde: grupos 1AW (150-200 mcd) a G20 (120-150 mcd), 1AP (90-120 mcd), 1DW (70-90 mcd); Ámbar: grupos C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F00 (65-80 mcd), F20 (80-100 mcd).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):140° típico.

2.2 Características Eléctricas (Ta=25°C, IF=20mA)

• Tensión Directa (VF):Amarillo-verde: 1.8-2.4V (típico 2.0V); Ámbar: 1.8-2.4V (típico 2.0V). Tolerancia: ±0.1V.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=5V.

2.3 Valores Máximos Absolutos (Ta=25°C)

• Disipación de Potencia (Pd):48 mW por color.
• Corriente Directa (IF):20 mA DC por color.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA (ancho de pulso 0.1 ms, ciclo de trabajo 1/10).
• Descarga Electroestática (ESD, HBM):2000 V.
• Temperatura de Operación (Topr):-40 a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40 a +85°C.
• Temperatura de Unión (Tj):95°C máximo.
• Resistencia Térmica (RTHJ-S):450 °C/W.

3. Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Longitud de Onda

El LED se clasifica en grupos de longitud de onda dominante para garantizar una coincidencia cromática precisa. Para el chip amarillo-verde, los grupos incluyen A00 (565-567.5 nm), B00 (567.5-570 nm), B10 (570-572.5 nm), B20 (572.5-575 nm), C10 (575-577.5 nm) y C20 (572.5-575 nm). Para el ámbar, los grupos son 1L (600-605 nm) y A00 (605-610 nm). De esta forma, el LED está disponible en varios rangos de longitud de onda, permitiendo a los clientes seleccionar la cromaticidad exacta requerida.

Ámbar (A):Códigos: 1L (600-605 nm), A00 (605-610 nm).

Amarillo-Verde (YG):Códigos: B00 (565-567.5 nm), B10 (567.5-570 nm), B20 (570-572.5 nm), C10 (572.5-575 nm), C20 (575-577.5 nm). Por tanto, los grupos YG abarcan de 565 a 575 nm.

Así, el LED se ofrece en múltiples rangos de longitud de onda, permitiendo a los clientes seleccionar la cromaticidad exacta deseada.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad se clasifica en grupos para garantizar un brillo consistente. Para amarillo-verde: 1AW (150-200 mcd), 1AP (90-120 mcd), 1DW (70-90 mcd), G20 (120-150 mcd). Para ámbar: C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F00 (65-80 mcd), F20 (80-100 mcd).

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en grupos (por ejemplo, grupos VF) que no se enumeran explícitamente en el PDF; no obstante, la especificación indica el valor típico de VF y su tolerancia. En la práctica, el fabricante proporciona códigos de grupo de tensión en las etiquetas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Tensión Directa vs Corriente Directa (Fig.1-6)

La curva VF vs IF muestra una característica exponencial típica de un diodo. A corrientes bajas (p. ej., 5 mA), VF es aproximadamente 1.6 V; a 20 mA, VF aumenta hasta alrededor de 2.0 V. Esta curva es útil para diseñar resistencias limitadoras de corriente.

4.2 Intensidad Relativa vs Corriente Directa (Fig.1-7)

La salida luminosa relativa aumenta con la corriente directa de forma ligeramente sublineal. A 20 mA, la intensidad relativa se define como 100%; al aumentar la corriente a 30 mA se obtiene aproximadamente un 150% de intensidad relativa. Esto ayuda a estimar el brillo a diferentes corrientes de excitación.

4.3 Dependencia de la Temperatura (Fig.1-8, 1-9)

A medida que aumenta la temperatura del pin, la intensidad relativa disminuye. A 85°C, la intensidad relativa se reduce aproximadamente al 70% del valor a 25°C. De igual manera, la corriente directa máxima permitida debe reducirse a temperaturas más altas para evitar superar el límite de temperatura de unión.

4.4 Longitud de Onda Dominante vs Corriente Directa (Fig.1-10, 1-11)

La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con la corriente. Para el ámbar, al aumentar la corriente de 5 mA a 30 mA se produce un desplazamiento hacia el rojo de aproximadamente 2-3 nm. Para el amarillo-verde, el desplazamiento es mínimo (~1 nm). Esta característica es importante en aplicaciones críticas de color.

4.5 Distribución Espectral (Fig.1-12)

La curva de intensidad normalizada frente a la longitud de onda muestra los espectros de emisión de ambos chips. El amarillo-verde alcanza su pico aproximadamente a 570 nm, el ámbar a unos 605 nm. El ancho de banda espectral a media altura es de 15 nm para ambos, lo que garantiza colores relativamente puros.

4.6 Patrón de Radiación (Fig.1-13)

El diagrama polar indica un ángulo de visión amplio de aproximadamente 140° (a mitad de intensidad). La emisión es casi lambertiana, proporcionando un brillo uniforme en un ángulo amplio, adecuado para aplicaciones de indicadores y retroiluminación.

5. Información Mecánica y del Empaque

5.1 Dimensiones del Empaque

El empaque mide 1.60 mm x 1.60 mm x 0.70 mm (vista superior). La vista inferior muestra cuatro terminales con una marca de polaridad. El terminal 1 es el cátodo para amarillo-verde, el terminal 2 es el cátodo para ámbar, y los terminales 3 y 4 son ánodos comunes. Por lo tanto, la configuración es de ánodo común. El patrón de soldadura recomendado (Fig.1-5) indica dimensiones de las almohadillas: 0.3 mm x 0.6 mm para los terminales 1 y 2, y 1.7 mm x 0.8 mm para los ánodos. La tolerancia en todas las dimensiones es de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Polaridad y Patrón de Soldadura

La marca de polaridad en la cinta transportadora indica la orientación. Se proporcionan las dimensiones recomendadas del patrón de tierra de la PCB para garantizar una formación adecuada de la junta de soldadura y estabilidad mecánica. El LED debe montarse sobre una superficie plana de PCB; debe evitarse la deformación durante y después de la soldadura.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo recomendado se basa en los estándares JEDEC. Parámetros clave: precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos; velocidad de rampa ≤3°C/s hasta temperatura pico de 260°C (tiempo máximo por encima de 255°C de 10 segundos; tiempo por encima de 217°C máximo 60 segundos; tiempo dentro de 5°C del pico máximo 30 segundos). Velocidad de enfriamiento ≤6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico no debe exceder los 8 minutos. El LED puede soportar dos ciclos de reflujo; si el intervalo entre ciclos supera las 24 horas, se requiere un horneado para evitar daños por humedad.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador a ≤300°C durante no más de 3 segundos, y solo una vez. No aplique tensión mecánica al LED durante la soldadura.

6.3 Almacenamiento y Protección contra la Humedad

El LED está clasificado como MSL Nivel 3. Las bolsas sin abrir deben almacenarse a ≤30°C y ≤75% HR, con una vida útil de 12 meses. Una vez abiertas, los LEDs deben usarse dentro de 168 horas bajo condiciones de ≤30°C/≤60% HR. Si se excede este tiempo, hornee a 60±5°C durante >24 horas antes de su uso.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Cinta Transportadora y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta transportadora conforme a EIA-481 con 4000 piezas por carrete. La cinta tiene un ancho de 8 mm, con paso de componentes de 4 mm. El diámetro del carrete es de 178 mm, el diámetro del cubo de 60 mm y el ancho de la ranura de la cinta de 13 mm. Cada carrete está etiquetado con el número de pieza, número de especificación, número de lote, código de grupo, cantidad y código de fecha.

7.2 Bolsa Barrera contra la Humedad y Caja

Cada carrete se coloca en una bolsa barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La bolsa se sella al vacío y se coloca en una caja de cartón para su envío. El etiquetado de la caja incluye información del producto y precauciones de manejo.

8. Notas de Aplicación

8.1 Aplicaciones Típicas

• Indicadores ópticos (estado, encendido, falla)
• Retroiluminación de interruptores y símbolos
• Visualización y señalización general

8.2 Consideraciones de Diseño

• Utilice resistencias limitadoras de corriente en serie con cada color para mantener IF constante dentro de los valores máximos absolutos.
• Gestión térmica: La temperatura de unión del LED no debe exceder los 95°C. Se recomienda utilizar un área de cobre adecuada en la PCB y vías térmicas para disipar el calor.
• Evite la exposición a compuestos de azufre, cloro y bromo por encima de los límites especificados (azufre<100 ppm, halógeno simple<900 ppm, halógeno total<1500 ppm) para prevenir la degradación del LED.
• Protección ESD: Manipule con las precauciones adecuadas contra ESD; se recomienda el uso de pulseras de conexión a tierra y estaciones de trabajo conductoras.

9. Comparación Técnica con Productos Similares

En comparación con los LEDs de un solo color, este dispositivo bicolor ahorra espacio en la PCB y simplifica el montaje al proporcionar dos colores en un solo encapsulado. El ángulo de visión amplio de 140° supera a muchos LEDs SMD estándar (típicamente 120°). Los grupos de intensidad y longitud de onda disponibles permiten un ajuste preciso del color y el brillo, lo cual es crítico para matrices de múltiples LEDs. Sin embargo, la corriente máxima DC por color está limitada a 20 mA, lo cual es típico para este tamaño de encapsulado; los requisitos de mayor brillo requerirían un encapsulado más grande.

10. Preguntas Frecuentes

P: ¿Puedo manejar los chips amarillo-verde y ámbar simultáneamente?Sí, siempre que la disipación total de potencia no exceda la clasificación máxima absoluta para cada chip individualmente (48 mW cada uno). Use resistencias limitadoras de corriente separadas.

P: ¿Cuál es el tamaño mínimo recomendado de la almohadilla de la PCB?El patrón de soldadura recomendado se proporciona en la Fig.1-5 con dimensiones de almohadilla de 0.3 mm x 0.6 mm para los cátodos y 1.7 mm x 0.8 mm para los ánodos. Recomendamos seguir el patrón exacto para garantizar una buena humectación de la soldadura y resistencia mecánica.

P: ¿Cómo debo almacenar los LEDs después de abrir la bolsa?Úselos dentro de 168 horas a ≤30°C/≤60% HR. Si no se usan, hornee a 60°C durante >24 horas antes del reflujo.

11. Caso de Estudio: Indicador de Estado Bicolor

Un fabricante de switches de red utilizó el RF-P1S196TS-B47 para indicar el estado del enlace: ámbar para 100 Mbps, amarillo-verde para 1 Gbps. Al manejar cada chip por separado, lograron una clara diferenciación de colores. El ángulo de visión amplio permitió la visibilidad desde todos los ángulos en el panel frontal. El tamaño compacto posibilitó un arreglo de alta densidad de 48 puertos en una sola PCB.

12. Principio de Funcionamiento

El LED bicolor contiene dos chips semiconductores direccionables de forma independiente: uno de InGaN para amarillo-verde (emisión cerca de 570 nm) y otro de AlInGaP para ámbar (emisión cerca de 605 nm). Ambos están montados en un marco de conexión común con configuración de ánodo común. Cuando la corriente directa fluye a través de la unión p-n respectiva, los electrones y los huecos se recombinan para emitir fotones. La longitud de onda está determinada por la brecha de energía del semiconductor. El encapsulado utiliza una lente de epoxi transparente para dar forma a la distribución de la luz.

13. Tendencias Tecnológicas y Perspectivas Futuras

La tendencia en LEDs SMD apunta hacia encapsulados más pequeños con mayor eficacia y mejor consistencia de color. Tecnologías como el encapsulado a escala de chip (CSP) y el flip-chip están ganando terreno. Los LEDs multicolor se están integrando cada vez más con controladores inteligentes para la sintonización dinámica del color. El RF-P1S196TS-B47 representa una solución madura y confiable para aplicaciones de gama media. Los desarrollos futuros pueden incluir clasificaciones de corriente más altas mediante una mejor gestión térmica e integración con microcontroladores para funciones RGB direccionables.