Especificación LED Rojo 2.0x1.25x0.7mm SMD - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - Documento Técnico en Español

1. Resumen del producto

El RF-RUB170TS-BD es un LED rojo de montaje superficial diseñado para aplicaciones generales de indicación y visualización. Está fabricado con un chip rojo de alta eficiencia y se presenta en un encapsulado compacto de 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Este LED ofrece un ángulo de visión extremadamente amplio de 140°, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una distribución amplia de la luz. Es compatible con procesos de ensamblaje SMT estándar y soldadura por reflujo, y cumple con los requisitos de la directiva RoHS. El nivel de sensibilidad a la humedad se clasifica como Nivel 3, lo que requiere manipulación y almacenamiento adecuados para evitar la absorción de humedad.

2. Interpretación de parámetros técnicos

2.1 Características electro-ópticas (a T_S=25°C)

Bajo una corriente de prueba de 20 mA, el LED presenta las siguientes características:

• Tensión directa (V_F):Disponible en tres contenedores: B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V). El valor típico es 1,8 V para el contenedor B0.
• Longitud de onda dominante (λ_D):Varía de 625 nm a 640 nm, clasificada en contenedores F00 (625-630 nm), G00 (630-635 nm), H00 (635-640 nm). El valor típico es 625 nm para el contenedor F00.
• Ancho de banda espectral a media altura (Δλ):15 nm típico.
• Intensidad luminosa (I_V):Dos contenedores de intensidad: 1GJ (20-40 mcd) y 1BS (40-90 mcd) a 20 mA.
• Ángulo de visión (2θ_1/2):140° típico.
• Corriente inversa (I_R):Máximo 10 µA a V_R=5 V.
• Resistencia térmica (R_THJ-S):Máximo 450 °C/W.

Estos parámetros se miden bajo las condiciones de prueba estándar del fabricante. Las tolerancias de medición permitidas son ±0,1 V para tensión, ±2 nm para longitud de onda y ±10% para intensidad luminosa.

2.2 Clasificaciones máximas absolutas

Se debe tener cuidado de que las condiciones reales de operación no excedan estos valores, especialmente la disipación de potencia y la temperatura de unión, para evitar daños o degradación acelerada.

3. Sistema de clasificación por contenedores

El RF-RUB170TS-BD se caracteriza y clasifica por tensión directa, longitud de onda dominante e intensidad luminosa para proporcionar un rendimiento consistente al usuario final.

• Contenedores de tensión:B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V).
• Contenedores de longitud de onda:F00 (625-630 nm), G00 (630-635 nm), H00 (635-640 nm).
• Contenedores de intensidad:1GJ (20-40 mcd), 1BS (40-90 mcd).

El código de contenedor (ej. F00 1GJ B0) se imprime en la etiqueta del carrete para identificar el grupo de rendimiento exacto. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con tolerancias de parámetros estrechas para paneles de visualización uniformes o matrices de indicadores.

4. Análisis de curvas de rendimiento

4.1 Tensión directa vs. Corriente directa

La curva I-V muestra una tensión directa típica de aproximadamente 1,8 V a 20 mA. A corrientes muy bajas (por debajo de 5 mA), la tensión cae por debajo de 1,5 V. La curva es exponencial, típica de un LED rojo.

4.2 Intensidad relativa vs. Corriente directa

La intensidad luminosa relativa aumenta casi linealmente con la corriente directa de 0 a 30 mA. A 20 mA, la intensidad es aproximadamente el 80% del máximo a 30 mA. Esta relación es útil para aplicaciones de atenuación mediante ajuste de corriente.

4.3 Temperatura del pin vs. Intensidad relativa y corriente directa

A medida que aumenta la temperatura del pin (punto de soldadura), la intensidad relativa disminuye. A 85 °C, la intensidad cae aproximadamente al 85% del valor a 25 °C. De manera similar, la corriente directa máxima permitida debe reducirse a altas temperaturas para mantener la temperatura de unión por debajo de 95 °C. Por ejemplo, a 100 °C de temperatura del pin, la corriente directa debe limitarse a aproximadamente 10 mA.

4.4 Desplazamiento de longitud de onda vs. Corriente directa

La longitud de onda dominante aumenta ligeramente con la corriente directa. A 30 mA, la longitud de onda es aproximadamente 1-2 nm más alta que a 5 mA. Este desplazamiento es pequeño y generalmente aceptable para la mayoría de las aplicaciones de indicación.

4.5 Distribución espectral

El espectro típico tiene un pico alrededor de 630-635 nm con un ancho de banda a media altura de 15 nm. La emisión es estrecha y se concentra en la región roja, lo que lo hace adecuado para indicadores y pantallas rojas.

4.6 Patrón de radiación

El diagrama de radiación muestra un patrón simétrico amplio con un ángulo de media intensidad de ±70°, lo que confirma el amplio ángulo de visión de 140°. Esto hace que el LED sea ideal para su uso en aplicaciones de iluminación de borde o difusa.

5. Información mecánica y de embalaje

5.1 Dimensiones del encapsulado

El encapsulado del LED mide 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm (L x A x H). La vista superior muestra una lente centrada con dos terminales en la parte inferior. El cátodo está marcado con un punto de tinta verde en la superficie superior (según la última versión). El diseño recomendado de la almohadilla de soldadura tiene las siguientes dimensiones: ancho de la almohadilla 1,20 mm, largo de la almohadilla 3,20 mm, con un espacio de 0,80 mm entre almohadillas. Todas las tolerancias son ±0,2 mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Identificación de polaridad

En la vista inferior, la almohadilla 2 es el cátodo según lo indica la marca de polaridad. En la superficie superior, un punto de tinta verde (añadido en la versión E/3) indica el lado del cátodo. Los diseñadores deben asegurar una orientación correcta en el diseño del PCB.

5.3 Dimensiones de la cinta portadora y el carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho con un paso de 4 mm. Cada carrete contiene 4000 piezas. El diámetro del carrete es de 178 mm, con un diámetro del núcleo de 60 mm y un ancho de cinta de 8,0 ± 0,1 mm. La cinta portadora tiene una marca de polaridad que indica la dirección de alimentación.

5.4 Información de la etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta que contiene: Número de pieza (RF-RUB170TS-BD), Número de especificación, Número de lote, Código de contenedor (incluyendo longitud de onda, intensidad, tensión), Cantidad y Código de fecha. Esta trazabilidad es esencial para el control de calidad.

6. Directrices de soldadura y montaje

6.1 Perfil de soldadura por reflujo

El perfil de reflujo recomendado para este LED (basado en JEDEC J-STD-020) es:

• Precalentamiento: 150-200 °C durante 60-120 segundos
• Tiempo por encima de 217 °C (TL): 60-150 segundos
• Temperatura máxima (TP): 260 °C máximo, con tiempo dentro de 5 °C del pico no superior a 30 segundos, y tiempo máximo absoluto de pico (tp) de 10 segundos
• Velocidad de rampa ascendente: máximo 3 °C/s desde Tsmax hasta TP
• Velocidad de enfriamiento: máximo 6 °C/s
• Tiempo total desde 25 °C hasta el pico: máximo 8 minutos

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Si el intervalo entre dos procesos de soldadura supera las 24 horas, los LED deben hornearse antes de su uso debido a la absorción de humedad.

6.2 Soldadura manual y retrabajo

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador con temperatura inferior a 300 °C y tiempo de contacto inferior a 3 segundos. Sólo se permite una operación de soldadura manual. Se debe evitar el retrabajo después del reflujo; si es inevitable, use un soldador de doble punta y realice una prueba previa para asegurar que no se dañe el LED.

6.3 Almacenamiento y manejo de la humedad

Antes de abrir la bolsa de aluminio sellada, almacene a ≤30 °C y ≤75 % HR hasta un año desde la fecha de fabricación. Después de abrir, los LED deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) en condiciones de ≤30 °C y ≤60 % HR. Si se exceden las condiciones de almacenamiento o el desecante ha cambiado de color, hornee los LED a 60 °C (±5 °C) durante más de 24 horas antes de su uso.

7. Información de embalaje y pedidos

El embalaje estándar es de 4.000 piezas por carrete, cinta de 8 mm, carrete de 178 mm. Varios carretes se empaquetan en una bolsa de barrera contra la humedad con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Luego, la bolsa se coloca en una caja de cartón para su envío. La caja está etiquetada con la información del producto y las precauciones de manipulación.

8. Recomendaciones de aplicación

8.1 Aplicaciones típicas

• Indicadores ópticos en electrónica de consumo, electrodomésticos, interiores de automóviles.
• Retroiluminación de interruptores y símbolos (por ejemplo, botones, logotipos).
• Indicación de estado y señalización de uso general.
• Iluminación de borde para pantallas pequeñas.

8.2 Consideraciones de diseño

• Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente para mantener la corriente directa por debajo de la clasificación máxima absoluta (30 mA). Un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede causar una variación significativa de la corriente; se debe considerar la tolerancia de la resistencia.
• La gestión térmica es crítica: asegure una disipación de calor adecuada a través de las almohadillas de cobre y las vías del PCB para mantener la temperatura de unión por debajo de 95 °C. Reduzca la corriente a altas temperaturas ambiente.
• Evite aplicar tensión inversa, ya que puede dañar el LED.
• Protección ESD: utilice prácticas estándar de manipulación segura contra ESD (estaciones de trabajo con conexión a tierra, pulseras antiestáticas).
• Tenga en cuenta que la lente de silicona es blanda y puede atraer polvo; evite el contacto mecánico con la superficie de la lente. Si es necesario, se recomienda limpiar con alcohol isopropílico. No se recomienda la limpieza ultrasónica, ya que puede dañar el LED.
• Compatibilidad ambiental: asegúrese de que los materiales circundantes (por ejemplo, resinas de encapsulado, lentes, adhesivos) no contengan niveles altos de azufre (>100 ppm), bromo (>900 ppm), cloro (>900 ppm) o halógenos totales (>1500 ppm), ya que estos pueden causar ataque químico al LED.
• Evite el uso de adhesivos que desprendan vapores orgánicos, ya que pueden condensarse en el LED y degradar su rendimiento.

9. Comparación técnica con productos similares

En comparación con otros LED rojos de 2,0x1,25 mm, el RF-RUB170TS-BD ofrece un ángulo de visión amplio de 140°, que es significativamente más amplio que los típicos de 120° o 110°. Esto lo hace ventajoso para aplicaciones que requieren iluminación uniforme en un área grande. El dispositivo también proporciona múltiples contenedores de longitud de onda que cubren 625-640 nm, lo que permite a los diseñadores seleccionar el tono de rojo exacto para fines de marca o estética. Su resistencia térmica (450 °C/W) es moderada; para aplicaciones de mayor potencia, se podría preferir un encapsulado más grande con mejor disipación de calor.

10. Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el tiempo máximo de almacenamiento permitido después de abrir la bolsa?168 horas bajo ≤30 °C y ≤60 % HR. Si se excede, hornee a 60 °C durante 24 h.
2. ¿Puedo alimentar el LED continuamente a 30 mA?Sí, pero asegúrese de que la temperatura de unión no supere los 95 °C. Puede ser necesario reducir la corriente a altas temperaturas ambiente.
3. ¿Cuál es la tensión directa típica a 20 mA?Dependiendo del contenedor: B0 ~1,8 V, C0 ~2,1 V, D0 ~2,3 V.
4. ¿Está marcada la polaridad del LED?Sí, un punto de tinta verde en la superficie superior indica el cátodo.
5. ¿Puedo usar este LED en aplicaciones en exteriores?El rango de temperatura de operación es de -40 a +85 °C, por lo que se puede usar en exteriores si está sellado adecuadamente contra la humedad y las altas temperaturas.
6. ¿Cómo limpiar el LED después de la soldadura?Use alcohol isopropílico. No use limpieza ultrasónica.

11. Ejemplos prácticos de aplicación

Ejemplo 1: Indicador de estado en un panel de electrodoméstico.El amplio ángulo de visión permite que el indicador sea visible desde cualquier dirección. Usando una resistencia en serie de 330 Ω con una fuente de 5 V se obtiene una corriente de aproximadamente 10 mA, lo que garantiza una larga vida útil y un brillo constante.

Ejemplo 2: Retroiluminación de símbolos en un tablero de automóvil.El contenedor de longitud de onda estrecho (por ejemplo, 630-635 nm) asegura un color rojo uniforme en múltiples interruptores. Una gestión térmica adecuada mediante vertidos de cobre en el PCB mantiene los LED fríos incluso en ambientes cálidos del habitáculo.

Ejemplo 3: Pantalla retroiluminada de borde para un letrero pequeño.El perfil bajo (0,7 mm) permite colocar el LED detrás de paneles delgados. Se pueden disponer varios LED a lo largo del borde con una corriente ajustada a ~15 mA, lo que proporciona una iluminación uniforme.

12. Principio de funcionamiento

El LED es un diodo de unión P-N fabricado con un semiconductor de banda prohibida directa (típicamente AlGaInP para emisión roja). Cuando se polariza directamente, los electrones y los huecos se recombinan de forma radiativa, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida. La longitud de onda dominante de 625-640 nm corresponde a energías de fotón de aproximadamente 1,98-1,94 eV. La eficiencia de extracción de luz se mejora mediante el sustrato transparente y el diseño de la lente. El ángulo de visión de 140° se logra mediante una lente hemisférica o de parte superior plana que dispersa la luz ampliamente.

13. Tendencias de desarrollo

Las tendencias actuales en LED SMD rojos incluyen tamaños de encapsulado más pequeños (por ejemplo, 1,6x0,8 mm), mayor eficacia (lm/W) y mejor fiabilidad para aplicaciones automotrices y de alta temperatura. El RF-RUB170TS-BD representa una plataforma madura de 2,0x1,25 mm con buen rendimiento óptico. Los desarrollos futuros pueden centrarse en reducir aún más la resistencia térmica y lograr una mejor consistencia de color mediante una clasificación más estricta.