LED Rojo 3.2x1.25x1.1mm - Tensión Directa 2.0V - Corriente 30mA - Potencia 72mW - Ficha Técnica en Español

1. Resumen del Producto

1.1 Descripción General

Este LED SMD rojo está fabricado con un chip de diodo emisor de luz roja y empaquetado en un encapsulado estándar de montaje superficial de 3.2 mm x 1.25 mm x 1.1 mm. El dispositivo está diseñado para aplicaciones de indicación general, señalización y visualización que requieren alta luminosidad y un ángulo de visión amplio. Con un tamaño compacto, es adecuado para procesos automatizados de montaje SMT y soldadura por reflujo.

1.2 Características

• Ángulo de visión extremadamente amplio: 140 grados (ángulo de media potencia), lo que permite una visibilidad clara desde múltiples direcciones.
• Compatible con todos los procesos de montaje SMT y soldadura, incluido el reflujo sin plomo.
• Nivel de sensibilidad a la humedad (MSL): Nivel 3 según la norma JEDEC, que requiere un manejo adecuado y horneado antes de su uso si se expone a condiciones ambientales más allá de los límites especificados.
• Cumple con RoHS, libre de sustancias peligrosas como plomo, mercurio, cadmio y cromo hexavalente.
• Disponible en múltiples lotes de brillo y longitud de onda para flexibilidad de diseño.

1.3 Aplicaciones

• Indicadores ópticos y luces de estado en electrónica de consumo, equipos industriales e interiores automotrices.
• Retroiluminación de interruptores y símbolos, como en teclados, paneles de control y señalización.
• Aplicaciones de iluminación general y decorativa donde se desea un tamaño compacto y bajo consumo de energía.

2. Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas (Ta = 25°C)

La siguiente tabla resume los principales parámetros eléctricos y ópticos medidos con una corriente directa de 20 mA y temperatura ambiente de 25°C, a menos que se indique lo contrario.

Nota: Tolerancia de medición de tensión directa: ±0.1 V. Tolerancia de medición de longitud de onda dominante: ±2 nm. Tolerancia de medición de intensidad luminosa: ±10%.

2.2 Clasificaciones Máximas Absolutas

Las tensiones más allá de las enumeradas en la siguiente tabla pueden causar daños permanentes al dispositivo. Estas son solo clasificaciones de tensión y no implica el funcionamiento del dispositivo en estas o cualquier otra condición más allá de las indicadas en las condiciones de operación recomendadas.

La corriente directa máxima permitida debe reducirse si la resistencia térmica y la temperatura ambiente hacen que la temperatura de unión supere los 95°C. Se debe emplear una disipación de calor adecuada o reducir la corriente de excitación en condiciones de alta temperatura.

3. Sistema de Clasificación por Lotes

El LED se ofrece en múltiples lotes para tensión directa (VF), longitud de onda dominante (λD) e intensidad luminosa (IV). Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar dispositivos con tolerancias de parámetros ajustadas para un rendimiento consistente en todo un sistema de iluminación.

3.1 Lotes de Tensión Directa

Se definen tres lotes de VF: B0 (1.8–2.0 V), C0 (2.0–2.2 V) y D0 (2.2–2.4 V). La tensión directa típica a 20 mA es de aproximadamente 2.0 V para el lote B0.

3.2 Lotes de Longitud de Onda Dominante

Hay disponibles tres lotes de longitud de onda dominante: F00 (625–630 nm, rojo profundo), G00 (630–635 nm, rojo) y H00 (635–640 nm, rojo anaranjado). La emisión pico típica es de alrededor de 630 nm.

3.3 Lotes de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en tres rangos: 1BS (40–90 mcd), 1DN (90–140 mcd) y 1GK (140–200 mcd). Estos lotes permiten igualar el brillo en aplicaciones con múltiples LED.

El código de lote está impreso en la etiqueta del paquete, junto con otros identificadores como el número de lote y el código de fecha.

4. Curvas de Rendimiento

Las características ópticas y eléctricas típicas se muestran en las siguientes curvas. Estas curvas están destinadas como guías de diseño; el rendimiento real puede variar según las condiciones de operación.

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

El gráfico muestra la relación exponencial típica de un diodo. A 20 mA, la tensión directa es de aproximadamente 2.0 V. La curva se puede utilizar para estimar la corriente para un voltaje dado, pero siempre se recomienda una resistencia limitadora de corriente.

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

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa hasta 30 mA. Puede ocurrir una ligera saturación a corrientes más altas debido al calentamiento.

4.3 Temperatura del Pin vs. Intensidad Relativa (Fig. 1-8)

A medida que aumenta la temperatura del punto de soldadura, la salida relativa disminuye. A 85°C, la intensidad es aproximadamente el 90% de la que se tiene a 25°C. La gestión térmica es esencial para mantener una salida de luz constante.

4.4 Temperatura del Pin vs. Corriente Directa (Fig. 1-9)

La corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura del pin. A 85°C, la corriente máxima se reduce a aproximadamente 20 mA para mantener la temperatura de unión por debajo de 95°C.

4.5 Corriente Directa vs. Longitud de Onda Dominante (Fig. 1-10)

La longitud de onda dominante se desplaza ligeramente con el aumento de corriente, típicamente menos de 2 nm en el rango de operación. Esto se debe a los efectos de llenado de bandas en el semiconductor.

4.6 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda (Fig. 1-11)

La distribución espectral de potencia alcanza su punto máximo aproximadamente a 630 nm, con un ancho de banda espectral medio de 15 nm (típico). Esto asegura un color rojo saturado.

4.7 Patrón de Radiación (Fig. 1-12)

El LED exhibe un amplio patrón de radiación lambertiano con un ángulo de media potencia de 140°. Esto lo hace ideal para aplicaciones que requieren iluminación amplia o indicación de ángulo amplio.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El cuerpo del encapsulado mide 3.2 mm (largo) x 1.25 mm (ancho) x 1.1 mm (alto). Se proporcionan dos almohadillas de soldadura en la superficie inferior. La almohadilla del ánodo está marcada con un signo más o un identificador en el dibujo. Los dibujos mecánicos detallados se pueden encontrar en la ficha técnica (Fig. 1-1 a 1-5).

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado

Las dimensiones de la almohadilla de cobre recomendadas para la soldadura por reflujo se muestran en la ficha técnica. Un tamaño de almohadilla adecuado garantiza un buen contacto térmico y eléctrico. Generalmente se recomienda un espesor de esténcil de pasta de soldadura de 0.12 mm.

5.3 Identificación de Polaridad

El lado del cátodo generalmente está marcado por una muesca o un plano en el encapsulado. En la vista inferior, la almohadilla 1 es el ánodo y la almohadilla 2 es el cátodo (según Fig. 1-4). Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje.

6. Soldadura por Reflujo SMT

6.1 Perfil de Reflujo

El perfil de soldadura por reflujo recomendado se basa en los estándares JEDEC. Los parámetros clave son:

• Velocidad de rampa promedio (Tsmax a TP): máximo 3°C/s
• Rango de temperatura de precalentamiento (Tsmin a Tsmax): 150°C a 200°C
• Tiempo de precalentamiento (ts): 60 a 120 segundos
• Tiempo por encima de 217°C (tL): 60 a 150 segundos
• Temperatura pico (TP): 260°C (máximo)
• Tiempo dentro de 5°C de la temperatura pico (tp): máximo 30 segundos
• Tiempo a temperatura pico (>255°C): máximo 10 segundos
• Velocidad de enfriamiento promedio: máximo 6°C/s
• Tiempo desde 25°C hasta la temperatura pico: máximo 8 minutos

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Si transcurren más de 24 horas entre dos ciclos de soldadura, los LED pueden absorber humedad y deben hornearse antes del segundo reflujo.

6.2 Soldadura Manual

Si se requiere soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe ser inferior a 300°C y el tiempo de soldadura no debe exceder los 3 segundos. Solo se permite una operación de soldadura manual por LED.

6.3 Retrabajo y Reparación

No se recomienda el retrabajo después del reflujo. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para minimizar el estrés térmico. Es necesaria una prueba de precalificación para garantizar que no se dañe el LED.

7. Precauciones de Manipulación

7.1 Almacenamiento

Los LED se envían en bolsas de barrera contra la humedad (MBB) con desecante y tarjeta indicadora de humedad. Antes de abrir la bolsa, almacene a ≤30°C y ≤75% HR. Después de abrir, los LED deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) si se almacenan a ≤30°C y ≤60% HR. Si se excede el tiempo de almacenamiento o la tarjeta indicadora de humedad muestra color rosa (indicando absorción de humedad), se requiere horneado: 60±5°C durante >24 horas.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son sensibles a las ESD. Se deben tomar las precauciones adecuadas contra ESD, que incluyen estaciones de trabajo conectadas a tierra, empaques conductores y pulseras antiestáticas. El dispositivo está clasificado para 2000V HBM.

7.3 Consideraciones Químicas y Ambientales

El encapsulante del LED es silicona, que es permeable a ciertos gases y productos químicos. Los compuestos de azufre en el ambiente o en los materiales de contacto deben mantenerse por debajo de 100 ppm. Los contenidos de bromo y cloro en materiales externos deben ser cada uno inferior a 900 ppm, y su total inferior a 1500 ppm. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) pueden desgasificarse y depositarse en el LED, causando decoloración y pérdida de luz. Los adhesivos utilizados cerca del LED no deben emitir vapores orgánicos.

7.4 Manipulación Mecánica

No aplique presión directamente sobre la lente de silicona. Use pinzas para manipular el componente por las superficies laterales. Evite doblar la PCB después de soldar, ya que esto puede agrietar el encapsulado del LED.

7.5 Limpieza

Se recomienda alcohol isopropílico para la limpieza. Otros solventes deben probarse para determinar su compatibilidad con el encapsulante de silicona. No se recomienda la limpieza ultrasónica, ya que puede dañar el LED.

8. Información de Empaque y Pedido

8.1 Especificación de Empaque

Los LED se empaquetan en formato de cinta y carrete: 3000 piezas por carrete. La cinta portadora está hecha de plástico conductor y tiene un ancho de 8 mm con un paso de bolsillo de 4 mm. El diámetro del carrete es de 178 mm, con un diámetro del cubo de 60 mm y un ancho de cinta de 8 mm.

8.2 Información de la Etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta que contiene la siguiente información: Número de pieza, Número de especificación, Número de lote, Código de lote (incluyendo lotes de VF, longitud de onda e intensidad), cantidad y código de fecha. El código de lote es esencial para garantizar un rendimiento consistente en la producción.

8.3 Empaque Resistente a la Humedad

Los carretes se sellan en una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Luego, la bolsa se empaqueta en una caja de cartón para su envío.

9. Confiabilidad y Pruebas

9.1 Condiciones de Prueba de Confiabilidad

El producto ha sido calificado según los estándares JEDEC. Las siguientes pruebas se realizaron con 22 muestras cada una, criterios de aceptación: 0 fallas permitidas (Ac=0, Re=1).

9.2 Criterios de Falla

Los siguientes criterios definen una falla después de las pruebas de confiabilidad:

• La tensión directa (VF) supera 1.1 veces el límite superior de especificación (L.S.E.)
• La corriente inversa (IR) supera 2.0 veces el límite superior de especificación (L.S.E.)
• El flujo luminoso (Φ) cae por debajo de 0.7 veces el límite inferior de especificación (L.I.E.)

10. Notas de Aplicación

Al diseñar circuitos LED, incluya siempre una resistencia limitadora de corriente para evitar sobrecorriente. El valor de la resistencia se puede calcular como R = (V_alimentación - VF_típ) / IF_deseada. Por ejemplo, con una fuente de alimentación de 5 V y una corriente objetivo de 20 mA, R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Use los valores mínimos/máximos de VF en el peor caso para garantizar un funcionamiento seguro en todas las condiciones.

Para conexiones en serie o paralelo, considere el reparto de corriente y los efectos térmicos. Se deben usar LED del mismo lote en paralelo para minimizar la variación de brillo. Se debe proporcionar un área de cobre adecuada en la PCB para la disipación de calor, especialmente cuando se opera a corrientes más altas o temperaturas ambiente más altas.

El amplio ángulo de visión hace que este LED sea adecuado para aplicaciones de iluminación de borde y retroiluminación donde se desea una iluminación uniforme.

11. Preguntas Frecuentes

P: ¿Por qué el brillo del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura?

R: La eficiencia cuántica interna del semiconductor disminuye con la temperatura, lo que lleva a una menor salida de luz con la misma corriente de excitación. La gestión térmica es clave.

P: ¿Puedo alimentar el LED directamente desde una fuente de voltaje?

R: No, una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante son obligatorios para evitar dañar el LED.

P: ¿Qué sucede si se aplica un voltaje inverso?

R: Los voltajes inversos superiores a la ruptura pueden causar corriente de fuga y eventualmente destruir el LED. El voltaje inverso máximo es la condición de prueba de 5 V; se debe evitar la polarización inversa prolongada.

P: ¿Cómo debo almacenar los LED no utilizados?

R: Almacene en la bolsa de barrera contra la humedad original a ≤30°C y ≤75% HR. Si se abre, use dentro de 168 horas o hornee antes de usar.

P: ¿Es compatible el LED con la soldadura sin plomo?

R: Sí, la temperatura pico de 260°C es compatible con los procesos de soldadura sin plomo que cumplen con RoHS.

12. Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor que emite luz cuando los electrones se recombinan con los huecos en la unión PN. En este LED rojo, la región activa está hecha típicamente de materiales como fosfuro de aluminio, galio e indio (AlGaInP) o fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP). Cuando se polariza directamente, los electrones del lado n y los huecos del lado p se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda de la luz emitida corresponde a la energía de la banda prohibida del material semiconductor, en este caso, alrededor de 1.96 eV para la luz roja (630 nm). El LED está encapsulado en una lente de silicona transparente o teñida que también proporciona protección y da forma al patrón de radiación.

13. Tendencias de Desarrollo

Los LED rojos continúan evolucionando con mayor eficiencia (mayor lm/W) y mejor estabilidad térmica. La tendencia es hacia encapsulados más pequeños (por ejemplo, 3.2×1.25 mm ya es compacto) y lotes de mayor brillo. Los avances en la tecnología de chips, como la mejora en la extracción de luz y los diseños flip-chip, prometen mejoras adicionales en el rendimiento. Además, se espera que la integración con circuitos de control inteligentes y la conectividad IoT expandan las aplicaciones en iluminación inteligente y pantallas.