Ficha Técnica LED SMD 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 2.0-2.4V - Rojo Brillante/Amarillo Verde - Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED de montaje superficial de alto rendimiento que incorpora un reflector integrado. El dispositivo está diseñado para fiabilidad y facilidad de montaje en entornos de fabricación automatizada.

1.1 Ventajas Principales

• Empaquetado en cinta de 12mm para carretes de 7 pulgadas, compatible con equipos estándar de pick-and-place automatizado.
• Diseñado para compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y de fase de vapor.
• Cumple con el estándar de empaquetado EIA.
• Entrada compatible con CI.
• Construcción libre de plomo y conforme a RoHS.
• Reflector integrado para mejorar la dirección e intensidad de la luz.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es adecuado para una amplia gama de funciones de indicación e iluminación de fondo, incluyendo:

• Equipos de telecomunicaciones (teléfonos, máquinas de fax).
• Equipos de audio y video.
• Dispositivos alimentados por batería.
• Indicadores para aplicaciones exteriores.
• Equipos de oficina.
• Iluminación de fondo plana para interruptores, símbolos y otros LEDs.
• Indicación de propósito general.

2. Selección del Dispositivo y Parámetros Técnicos

2.1 Guía de Selección del Dispositivo

El producto se ofrece en dos variantes de color principales según el material del chip:

• SUR: Utiliza un chip de AlGaInP para emitir un color Rojo Brillante. La resina de encapsulado es transparente.
• SYG: Utiliza un chip de AlGaInP para emitir un color Amarillo Verde Brillante. La resina de encapsulado es transparente.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.3 Características Electro-Ópticas

Parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

Las curvas proporcionadas para ambas variantes SUR (Rojo) y SYG (Amarillo Verde) muestran una característica típica de diodo. El voltaje directo (V_F) exhibe un coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura ambiente. A la corriente de operación típica de 20mA, V_Fes aproximadamente 2.0V, con un valor máximo especificado de 2.4V. Este voltaje directo relativamente bajo es beneficioso para aplicaciones alimentadas por batería.

3.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La salida de luz (intensidad luminosa) aumenta con la corriente directa. Las curvas son generalmente lineales en el rango de operación normal, pero se saturarán a corrientes más altas. No se recomienda operar más allá del valor máximo absoluto de 25mA de corriente continua, ya que puede provocar una degradación acelerada y una vida útil reducida. La especificación de corriente pulsada (60mA con ciclo de trabajo 1/10) permite períodos breves de mayor brillo.

3.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Como la mayoría de los LEDs, la salida luminosa de este dispositivo depende de la temperatura. La intensidad disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La curva de reducción de potencia es crucial para el diseño, especialmente en aplicaciones con altas temperaturas ambientales o mala gestión térmica. La curva muestra que la corriente directa permisible debe reducirse a medida que aumenta la temperatura para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia y garantizar la fiabilidad.

3.4 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales confirman la naturaleza monocromática de los chips de AlGaInP. La variante SUR tiene una longitud de onda dominante centrada alrededor de 624nm (rojo), mientras que la variante SYG se centra alrededor de 573nm (amarillo-verde). El ancho de banda espectral (FWHM) es de aproximadamente 20nm para ambos, lo que indica una buena pureza de color.

3.5 Patrón de Radiación

El diagrama polar ilustra un patrón de emisión amplio, similar a Lambertiano, con un ángulo de media intensidad típico (2θ_1/2) de 130°. El reflector integrado ayuda a dar forma a este haz, proporcionando un ángulo de visión consistente adecuado para aplicaciones de indicadores donde la visibilidad desde un amplio rango es importante.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado SMD tiene una huella compacta. Las dimensiones clave incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 3.2mm x 2.8mm, con una altura de aproximadamente 1.9mm. El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual como una muesca o un tinte verde en el encapsulado. En la ficha técnica se proporcionan dibujos dimensionales detallados con tolerancias (generalmente ±0.1mm) para el diseño del patrón de soldadura en PCB.

4.2 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora embutida con un ancho de 12mm, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 1000 piezas. Las dimensiones de la cinta portadora (tamaño del bolsillo, paso, etc.) están estandarizadas para garantizar la compatibilidad con equipos de montaje automatizado. El empaquetado incluye medidas resistentes a la humedad, como un desecante y una bolsa de aluminio a prueba de humedad, para proteger los componentes durante el almacenamiento y transporte, especialmente importante para encapsulados SMD no herméticos.

4.3 Explicación del Sistema de Etiquetado y Binning

La etiqueta en el carrete proporciona información crítica de pedido y trazabilidad. Más importante aún, indica el binning de rendimiento del dispositivo:

• CAT (Rango de Intensidad Luminosa): Este código especifica el bin mínimo de intensidad luminosa para los LEDs en el carrete, asegurando la consistencia del brillo dentro de un lote de producción.
• HUE (Rango de Longitud de Onda Dominante): Este código especifica el bin de longitud de onda, asegurando la consistencia del color. Esto es particularmente importante para aplicaciones donde se utilizan múltiples LEDs adyacentes entre sí.
• REF (Rango de Voltaje Directo): Este código especifica el bin de voltaje directo, lo que puede ser útil para diseños que requieren un emparejamiento de corriente estricto en cadenas paralelas o requisitos específicos de voltaje del controlador.

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo está clasificado para procesos de soldadura por reflujo sin plomo. La temperatura máxima de soldadura recomendada es de 260°C en los terminales del encapsulado, con un tiempo total por encima de 217°C que no exceda los 60 segundos. Se debe seguir un perfil de reflujo típico con etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento. Se especifica que el uso de reflujo infrarrojo o de fase de vapor es compatible.

5.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto con cualquier terminal debe limitarse a 3 segundos o menos. Se puede usar un disipador de calor en el terminal entre la unión y el cuerpo del encapsulado.

5.3 Almacenamiento y Manipulación

Los componentes deben almacenarse en sus bolsas originales, sin abrir, a prueba de humedad, en condiciones dentro del rango de temperatura de almacenamiento especificado (-40°C a +100°C). Una vez abierta la bolsa, los componentes deben usarse dentro de un período de tiempo específico (típicamente 168 horas en condiciones de fábrica) o recocerse según las instrucciones del nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) del fabricante para prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria cuando se alimenta desde una fuente de voltaje. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Siempre use el V_Fmáximo de la ficha técnica (2.4V) para un diseño robusto que garantice que la corriente no exceda los límites incluso con variaciones entre piezas.

6.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (60mW máx.), una gestión térmica efectiva en la PCB mejora la longevidad y mantiene el brillo. Asegúrese de que el patrón de soldadura en la PCB tenga un alivio térmico adecuado y, si es posible, conecte la almohadilla térmica (si está presente) a un plano de tierra para disipar calor. Evite operar a corriente y temperatura máximas simultáneamente.

6.3 Precauciones contra ESD

Aunque el dispositivo tiene una clasificación ESD HBM de 2000V, se deben observar las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación para prevenir daños latentes.

6.4 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130° hace que este LED sea adecuado para visualización directa sin óptica secundaria en muchas aplicaciones de indicadores. Para iluminación de fondo, se pueden usar guías de luz o difusores para lograr una iluminación uniforme. La copa reflectora ayuda a minimizar las emisiones laterales y dirigir la luz hacia adelante.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Esta familia de LEDs se diferencia por varias características clave:

• Tecnología del Chip: El uso del material semiconductor AlGaInP proporciona alta eficiencia y excelente saturación de color para emisiones rojas y amarillo-verdes en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP.
• Reflector Integrado: La copa reflectora incorporada mejora la salida de luz hacia adelante y proporciona un patrón de haz bien definido sin necesidad de un componente externo, ahorrando espacio y costo.
• Encapsulado Robusto: El encapsulado está diseñado para procesos de soldadura de alta fiabilidad (reflujo sin plomo) e incluye protección contra la humedad, lo que lo hace adecuado para la fabricación moderna de electrónica.
• Binning Integral: El binning de tres parámetros (Intensidad, Longitud de Onda, Voltaje) permite a los diseñadores seleccionar piezas con tolerancias de rendimiento ajustadas para aplicaciones que requieren consistencia.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

La longitud de onda pico (λ_p) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para LEDs con un espectro simétrico, están cerca. Para los diseñadores, la longitud de onda dominante es más relevante para la coincidencia de colores.

8.2 ¿Puedo alimentar este LED a 30mA para mayor brillo?

No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua (I_F) es 25mA. Operar a 30mA excede esta especificación, lo que puede causar daños irreversibles, reducir significativamente la vida útil operativa y anular las garantías de fiabilidad. Para mayor brillo, seleccione un LED clasificado para una corriente más alta o use el modo pulsado (60mA máx. con ciclo de trabajo 1/10) si la aplicación lo permite.

8.3 ¿Por qué la intensidad luminosa se da como un valor mínimo/típico en lugar de un rango estricto?

Debido a las variaciones en el proceso de fabricación de semiconductores, el rendimiento del LED se clasifica en bins. La ficha técnica proporciona un valor "Típico" como referencia común. El mínimo garantizado real para un pedido específico está definido por el códigoCAT(Rango de Intensidad) en la etiqueta del carrete. Los ingenieros deben diseñar basándose en la intensidad mínima del bin que especifiquen.

8.4 ¿Qué tan crítico es el binning HUE para mi aplicación?

Depende. Para un solo LED indicador, el binning HUE puede no ser crítico. Sin embargo, si se usan múltiples LEDs uno al lado del otro en un panel, matriz o iluminación de fondo, pueden ocurrir diferencias de color notables ("color binning") si se mezclan piezas de diferentes bins HUE. Para tales aplicaciones, es esencial especificar un bin HUE ajustado o pedir un carrete completo del mismo lote.

9. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

9.1 Ejemplo 1: Indicador de Estado para un Dispositivo de Consumo

Escenario: Un indicador del botón de encendido para un altavoz inalámbrico.
Diseño: Use la variante SYG (Amarillo Verde) para una indicación neutra de "encendido". Aliméntelo a 15mA (por debajo de los 20mA típicos) usando una fuente de 3.3V y una resistencia en serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (use 82Ω o 100Ω valor estándar). Esto proporciona un brillo amplio mientras maximiza la vida útil de la batería y del dispositivo. El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde varios ángulos.

9.2 Ejemplo 2: Iluminación de Fondo para Leyendas de Interruptores de Membrana

Escenario: Iluminación de símbolos en un panel de control.
Diseño: Use múltiples LEDs SUR (Rojo) colocados alrededor del perímetro del panel, mirando hacia adentro hacia una capa guía de luz. El amplio ángulo de visión ayuda a acoplar la luz en la guía. Debido al posible aumento de temperatura dentro de la carcasa, consulte la curva de reducción de corriente directa. Puede ser prudente alimentar los LEDs a 18-20mA en lugar de los 25mA completos para garantizar una operación confiable durante la vida útil del producto. La uniformidad se puede mejorar seleccionando LEDs del mismo bin CAT y HUE.

10. Principios Técnicos y Tendencias

10.1 Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una unión p-n de semiconductor hecha de Fosfuro de Aluminio Galio Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—rojo y amarillo-verde en este caso. La resina epoxi de encapsulado protege el chip, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y contiene fósforos si es necesario (no para estos tipos monocromáticos). La copa reflectora, típicamente hecha de plástico altamente reflectante o material recubierto, rodea el chip para redirigir la luz emitida lateralmente hacia adelante, aumentando la intensidad luminosa útil en la dirección de visión prevista.

10.2 Tendencias de la Industria

El desarrollo de LEDs SMD como este sigue varias tendencias clave de la industria:

• Miniaturización e Integración: Reducción continua del tamaño del encapsulado manteniendo o mejorando la salida de luz. La integración de características como reflectores y protección electrostática dentro del encapsulado es estándar.
• Mayor Eficiencia: Las mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna (IQE) y la eficiencia de extracción de luz conducen a una mayor eficacia luminosa (más luz por vatio eléctrico), reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Fiabilidad Mejorada: Las mejoras en los materiales de encapsulado (epoxi, silicona) y las tecnologías de unión del chip aumentan la resistencia al ciclado térmico, la humedad y otras tensiones ambientales, lo que lleva a vidas operativas más largas (a menudo clasificadas en L70/B50 durante 50,000 horas o más).
• Estandarización y Automatización: El empaquetado (como la cinta de 12mm en carrete de 7") y las huellas están altamente estandarizados para agilizar el montaje automatizado, reduciendo los costos de fabricación.
• Enfoque en la Consistencia del Color: Se demandan tolerancias de binning más ajustadas para longitud de onda (HUE) e intensidad (CAT) para aplicaciones en electrónica de consumo y pantallas donde la uniformidad visual es crítica.

Este componente representa una solución madura, fiable y rentable dentro de este panorama en evolución, adecuada para una amplia gama de aplicaciones principales de indicación e iluminación de fondo.