Hoja de Datos de LED SMD de Vista Lateral Serie 57-21 - Dimensiones del Paquete 2.0x1.25x0.7mm - Voltaje Directo 2.0V - Intensidad Luminosa 51mcd - Color Amarillo Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 57-21 representa una familia de diodos emisores de luz (LED) de montaje superficial (SMD) de vista lateral. Estos componentes están diseñados para aplicaciones donde el espacio es limitado y se requiere un amplio ángulo de visión. La serie está disponible en varios colores, incluyendo la variante específica amarillo-verde detallada en este documento, que utiliza un material de chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio).

Las ventajas principales de esta serie derivan de su diseño de paquete. Incorpora un amplio ángulo de visión, típicamente de 120 grados, logrado mediante un diseño optimizado de reflector interno. Esta característica mejora significativamente la eficiencia de acoplamiento de luz, haciendo que estos LEDs sean especialmente adecuados para su uso con guías de luz, un componente común en conjuntos de retroiluminación. Además, su bajo requisito de corriente directa (20mA para operación típica) los hace ideales para equipos electrónicos portátiles alimentados por batería u otros sensibles al consumo de energía.

El mercado objetivo y las aplicaciones principales incluyen equipos de automatización de oficinas (OA), retroiluminación para pantallas de cristal líquido (LCD) a color, iluminación interior automotriz y como reemplazo de bombillas indicadoras convencionales o pequeñas lámparas fluorescentes en diversos dispositivos electrónicos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación bajo estas condiciones.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):25mA DC. La corriente continua DC no debe superar este valor.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60mA. Esto es permisible solo bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1kHz.
• Disipación de Potencia (P_d):60mW. Esta es la pérdida de potencia máxima permitida dentro del dispositivo.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:Rango de -40°C a +85°C (operación) y de -40°C a +100°C (almacenamiento).
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM), indicando un nivel moderado de robustez ESD para su manipulación.
• Temperatura de Soldadura:Compatible con soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos o soldadura manual a 350°C durante 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de temperatura ambiente (T_a) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20mA.

• Intensidad Luminosa (I_v):El valor típico es de 51 milicandelas (mcd), con un mínimo de 32 mcd. Se aplica una tolerancia de ±11% a la intensidad luminosa.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):575 nanómetros (nm). Esta es la longitud de onda en la cual la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):573 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano como el color de la luz, con una tolerancia ajustada de ±1 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20 nm. Esto indica el rango de longitudes de onda emitidas, centradas alrededor de la longitud de onda pico.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 2.0V, con un rango desde un mínimo de 1.7V hasta un máximo de 2.4V a 20mA, con una tolerancia de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 microamperios (μA) cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación de tres códigos para categorizar variaciones en parámetros clave, permitiendo a los diseñadores seleccionar LEDs con un rendimiento consistente para su aplicación.

• CAT (Rango de Intensidad Luminosa):Este código agrupa los LEDs en función de su intensidad luminosa medida.
• HUE (Rango de Longitud de Onda Dominante):Este código categoriza los LEDs según su longitud de onda dominante precisa, asegurando la consistencia del color.
• REF (Rango de Voltaje Directo):Este código clasifica los LEDs por su caída de voltaje directo a la corriente de prueba.

Estos códigos se imprimen en el embalaje del producto y en las etiquetas de las bobinas, permitiendo un emparejamiento preciso durante el proceso de ensamblaje para aplicaciones que requieren brillo o color uniforme.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Esta curva muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente. Es generalmente lineal en el rango de operación normal, pero se satura a corrientes muy altas.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Este gráfico demuestra el efecto de extinción térmica común en los LEDs, donde la eficiencia luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. La salida típicamente declina a medida que la temperatura aumenta desde -40°C hasta +100°C.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Esta es la curva I-V estándar para un diodo, que muestra la relación exponencial. El V_Ftípico de 2.0V se lee en esta curva a 20mA.
• Curva de Reducción de Corriente Directa:Este gráfico crucial especifica la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente máxima debe reducirse para evitar sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad.
• Patrón de Radiación:Un diagrama polar representa visualmente el ángulo de visión de 120 grados, mostrando la distribución angular de la intensidad de la luz.
• Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, centrada en 575nm con un ancho de banda de 20nm, confirmando el punto de color amarillo-verde.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete SMD de vista lateral compacto. Las dimensiones clave (en milímetros, con una tolerancia general de ±0.1mm a menos que se especifique) incluyen una longitud del cuerpo de aproximadamente 2.0mm, un ancho de 1.25mm y una altura de 0.7mm. Los dibujos detallados muestran las ubicaciones de las almohadillas del ánodo y cátodo, la forma general y la huella recomendada para el diseño de PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

El componente tiene una polaridad marcada. El cátodo típicamente se indica mediante un marcador visual como una muesca, un punto o un tinte verde en el lado correspondiente de la lente o del paquete. La orientación correcta es esencial durante el ensamblaje.

5.3 Empaquetado en Bobina y Cinta

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para ensamblaje automático pick-and-place. Se especifican el ancho de la cinta, el paso de los bolsillos y las dimensiones. Cada bobina contiene 2000 piezas. La bobina en sí tiene dimensiones definidas de brida y núcleo. El empaquetado incluye medidas resistentes a la humedad: las bobinas se sellan dentro de una bolsa de aluminio a prueba de humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad para proteger los dispositivos de la humedad ambiental durante el almacenamiento y transporte.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

Soldadura por Reflujo:El dispositivo está clasificado para perfiles de soldadura por reflujo sin plomo con una temperatura pico de 260°C durante hasta 10 segundos. Es crítico seguir las tasas recomendadas de calentamiento, estabilización y enfriamiento para prevenir choque térmico y asegurar uniones de soldadura fiables.

Soldadura Manual:Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por almohadilla. Utilice un soldador de baja potencia y evite aplicar estrés mecánico excesivo.

Condiciones de Almacenamiento:Para mantener la soldabilidad, los dispositivos deben almacenarse en sus bolsas barrera de humedad originales por debajo de 30°C y 60% de humedad relativa. Una vez abierta la bolsa, los componentes deben usarse dentro de un período de tiempo especificado (típicamente 168 horas en condiciones de fábrica) o secarse según las pautas estándar IPC/JEDEC antes del reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

La unidad de pedido estándar es una bobina de 2000 piezas. La etiqueta del producto en la bobina proporciona información esencial que incluye el Número de Parte (PN), el Número de Parte del Cliente (CPN), la cantidad (QTY), el número de lote (LOT NO) y los tres códigos críticos de clasificación: CAT, HUE y REF. La etiqueta también indica el cumplimiento de RoHS y libre de plomo.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación LCD:La geometría de vista lateral y el amplio ángulo lo hacen perfecto para iluminación lateral de paneles LCD delgados en teléfonos móviles, tabletas y cuadros de instrumentos.
• Iluminación con Guía de Luz:El acoplamiento de luz optimizado inyecta eficientemente luz en guías de luz de acrílico o policarbonato para indicadores de estado o retroiluminación simbólica.
• Indicadores para Dispositivos Portátiles:El bajo consumo de corriente es ideal para dispositivos alimentados por batería como auriculares Bluetooth, controles remotos y dispositivos médicos portátiles.
• Iluminación Interior Automotriz:Puede usarse para retroiluminar botones, interruptores y pequeñas pantallas en tableros y consolas centrales.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa al valor deseado (ej., 20mA para brillo típico). Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_suministro- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas bajo las almohadillas del LED, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se opera cerca de los valores máximos absolutos, para ayudar a disipar el calor y mantener el rendimiento y la longevidad.
• Protección ESD:Implemente precauciones estándar ESD durante la manipulación y el ensamblaje. Considere agregar diodos de supresión de voltaje transitorio (TVS) u otra protección en líneas sensibles si el LED está conectado a interfaces externas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs SMD de vista superior estándar, el diferenciador clave de la serie 57-21 es su factor de forma de vista lateral, que permite la iluminación desde el borde de un PCB. En comparación con otros LEDs de vista lateral, sus ventajas incluyen la tecnología específica AlGaInP para luz amarillo-verde de alta eficiencia, un ángulo de visión muy amplio de 120 grados optimizado para guías de luz y una clasificación claramente definida para la consistencia de color e intensidad. La combinación de un V_Fbajo y una buena intensidad luminosa resulta en una alta eficacia luminosa para su clase.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

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

R: La longitud de onda pico (λ_p) es el pico físico del espectro de luz emitido. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única que produciría la misma percepción de color para el ojo humano. Para los LEDs, λ_des a menudo la especificación más relevante para la coincidencia de colores.

P: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

R: No. Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, pudiendo destruirlo instantáneamente. Una resistencia en serie o un regulador de corriente activo es obligatorio.

P: ¿Cómo afecta la temperatura ambiente al rendimiento?

R: A medida que aumenta la temperatura, el voltaje directo (V_F) disminuye ligeramente, pero la intensidad luminosa cae más significativamente (extinción térmica). Se debe seguir la curva de reducción para la corriente máxima. Las altas temperaturas también aceleran la degradación a largo plazo.

P: ¿Qué significan los códigos CAT, HUE y REF para mi diseño?

R: Si su aplicación requiere una apariencia uniforme (ej., una fila de luces indicadoras), debe especificar rangos ajustados para HUE (color) y CAT (brillo). Para indicadores simples de encendido/apagado, los rangos estándar pueden ser suficientes. El código REF ayuda a diseñar circuitos de accionamiento de corriente consistentes.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Retroiluminación de Teclado de Teléfono Móvil

Un diseñador utiliza cuatro LEDs de la serie 57-21 colocados a lo largo del borde de un PCB debajo de un teclado translúcido. El amplio ángulo de visión de 120 grados asegura una iluminación uniforme en todas las teclas. Los LEDs se accionan en serie con una corriente constante de 18mA (ligeramente por debajo de la típica para extender la vida de la batería y reducir el calor) utilizando un CI controlador de LED dedicado que incluye control de atenuación PWM desde el procesador principal del teléfono.

Ejemplo 2: Indicador de Panel Industrial

En un panel de control de fábrica, un LED rojo 57-21 (de la misma familia de serie) se empareja con una guía de luz de acrílico moldeada a medida para llevar un indicador de estado de "Error" desde un PCB densamente poblado hasta una etiqueta en el panel frontal. El paquete de vista lateral encaja perfectamente en el espacio limitado detrás del panel. El diseñador selecciona LEDs de un solo rango HUE para asegurar que el color rojo coincida con otros indicadores en el panel.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en la tecnología de semiconductor AlGaInP. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En los materiales AlGaInP, esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz) con longitudes de onda en el espectro amarillo, naranja, rojo y verde, dependiendo de la composición exacta de la aleación. El color amarillo-verde (longitud de onda dominante 573nm) se logra controlando cuidadosamente las proporciones de aluminio, galio, indio y fósforo durante el crecimiento del cristal. La luz emitida es luego moldeada y dirigida por la lente de epoxi y la estructura de reflector interno del paquete para lograr el ángulo de visión deseado.

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en los LEDs indicadores SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA), una mejor consistencia de color mediante rangos de clasificación más ajustados y una mayor miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico. También hay una creciente demanda de grados de fiabilidad más altos, especialmente para aplicaciones automotrices e industriales, que pueden implicar rangos de temperatura extendidos y pruebas de fiabilidad más estrictas. El factor de forma de vista lateral sigue siendo esencial para la retroiluminación de electrónica de consumo y pantallas automotrices cada vez más delgadas. Además, la integración con control a bordo, como incorporar una resistencia chip o un CI simple para operación de corriente constante dentro del paquete, es una tendencia emergente para simplificar el diseño de circuitos.