Hoja de Datos del LED SMD 19-21/BHC-AP1Q2/3T - Azul - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-21/BHC-AP1Q2/3T es un LED azul compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una alta densidad de componentes y un rendimiento fiable. Este dispositivo utiliza tecnología de chip InGaN para producir una emisión azul con una longitud de onda dominante típica de 468 nm. Sus principales ventajas incluyen una huella significativamente reducida en comparación con los LED con patillas, lo que permite diseños de PCB más pequeños, una mayor densidad de empaquetado y, en última instancia, productos finales más compactos. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones miniaturizadas y portátiles.

El posicionamiento clave del producto incluye su uso como indicador o fuente de retroiluminación en electrónica de consumo, equipos de telecomunicaciones, cuadros de mandos automotrices e iluminación general donde se requiera una fuente de luz azul compacta. El dispositivo cumple plenamente con las normativas RoHS, REACH y libre de halógenos, lo que lo hace adecuado para mercados globales con estrictos estándares medioambientales.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Encapsulado Miniaturizado:El formato SMD 19-21 es sustancialmente más pequeño que los LED tradicionales con marco de patillas, contribuyendo al ahorro de espacio en la PCB.
• Compatibilidad con Automatización:Suministrado en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, es totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad.
• Soldadura Robusta:Compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo y por fase de vapor, garantizando un ensamblaje fiable en fabricación de alto volumen.
• Cumplimiento Medioambiental:El producto está libre de plomo, cumple con RoHS, cumple con REACH y satisface los requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Diseño Monocolor:Proporciona una salida de color azul consistente.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

Interpretación:La corriente directa nominal de 20mA es estándar para LED de pequeña señal. El bajo voltaje inverso nominal (5V) destaca que este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa y requiere protección en circuitos donde pueda ocurrir voltaje inverso. La clasificación ESD de 150V (HBM) indica una sensibilidad moderada; son esenciales los procedimientos adecuados de manejo ESD durante el ensamblaje.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C y definen el rendimiento típico del LED en condiciones normales de operación.

Interpretación:La intensidad luminosa tiene un rango amplio (45-112 mcd), que se gestiona mediante un sistema de clasificación por bins (detallado más adelante). El voltaje directo típico de 3.3V a 20mA es un parámetro clave para el diseño del circuito, ya que determina el valor requerido de la resistencia limitadora de corriente. El ángulo de visión de 100 grados proporciona un patrón de emisión amplio adecuado para aplicaciones de indicador.

2.3 Características Térmicas

Aunque no se enumeran explícitamente en una tabla separada, la gestión térmica se infiere a través de la disipación de potencia (75mW) y el rango de temperatura de operación (-40 a +85°C). La curva de reducción de corriente directa (mostrada en el PDF) es crítica para el diseño. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la corriente directa máxima permitida debe reducirse para evitar sobrecalentamiento y degradación acelerada. Los diseñadores deben consultar esta curva para garantizar una operación fiable a temperaturas elevadas.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

El proceso de fabricación de LED resulta en variaciones naturales en parámetros clave. La clasificación por bins ordena los LED en grupos (bins) con características estrictamente controladas para garantizar consistencia en la aplicación final.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Nota de Aplicación:Para aplicaciones que requieren brillo uniforme en múltiples LED (por ejemplo, matrices de retroiluminación), es esencial especificar un solo bin estrecho (por ejemplo, solo Q1). El código de producto \"AP1Q2/3T\" probablemente incluye información del bin (Q2 para intensidad).

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Nota de Aplicación:Esta clasificación garantiza la consistencia del color. La longitud de onda de pico típica es de 468nm, que cae dentro del bin A10. Hacer coincidir los bins de longitud de onda es crucial para aplicaciones donde la percepción del color es importante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que son vitales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la intensidad luminosa no es proporcional linealmente a la corriente. Aumenta con la corriente pero puede saturarse o incluso disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos y caída de eficiencia. Operar en o por debajo de los 20mA recomendados garantiza una eficiencia y longevidad óptimas.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva cuantifica esa relación. Por ejemplo, a una temperatura ambiente de 85°C, la salida de luz puede ser solo del 70-80% de su valor a 25°C. Esto debe tenerse en cuenta en los cálculos de brillo para entornos de alta temperatura.

4.3 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

Esta curva IV demuestra la relación exponencial del diodo entre voltaje y corriente. El voltaje de \"rodilla\" está alrededor de 2.7-3.0V. Un pequeño aumento en el voltaje más allá de este punto provoca un gran aumento en la corriente, subrayando la necesidad crítica de un controlador o resistencia limitadora de corriente.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico muestra un solo pico centrado alrededor de 468nm con un ancho a media altura (FWHM) típico de 25nm. Esto es característico de un LED azul InGaN y define el color azul puro emitido.

4.5 Patrón de Radiación

El diagrama polar ilustra la distribución espacial de la luz. El encapsulado 19-21 exhibe un patrón lambertiano o casi lambertiano con un ángulo de visión de 100 grados, lo que significa que la intensidad de la luz es más alta cuando se ve de frente y disminuye gradualmente hacia los lados.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 19-21 tiene dimensiones nominales de 2.0mm (largo) x 1.25mm (ancho) x 0.8mm (alto). Las tolerancias son típicamente de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. El dibujo del encapsulado indica claramente la marca del cátodo, que es esencial para la orientación correcta durante el ensamblaje de la PCB. El patrón de soldadura recomendado (diseño de pads) debe seguir estas dimensiones para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Identificación de Polaridad

Hay una marca de cátodo distintiva en el dispositivo. La polaridad correcta es obligatoria; aplicar un voltaje inverso superior a 5V puede causar daños inmediatos.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo (Pb-free):

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/seg.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/seg.

6.2 Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable, utilice un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C. El tiempo de contacto por terminal debe ser inferior a 3 segundos, con una potencia nominal del soldador inferior a 25W. Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal. La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño térmico.

6.3 Rework y Reparación

No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es absolutamente necesario, se debe utilizar un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente sin aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED. El potencial de daño es alto.

7. Precauciones de Almacenamiento y Manejo

7.1 Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante.

1. No abra la bolsa hermética hasta que esté listo para su uso.
2. Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa.
3. La \"vida útil fuera de la bolsa\" después de abrirla es de 168 horas (7 días).
4. Si no se utilizan dentro de este tiempo, o si el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere un secado: 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

7.2 Protección ESD

Con una clasificación ESD de 150V (HBM), estos dispositivos son sensibles a la descarga electrostática. Utilice precauciones ESD estándar durante el manejo y ensamblaje: estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y contenedores conductores.

8. Información de Empaquetado y Pedido

8.1 Empaquetado Estándar

El dispositivo se suministra en cinta portadora con relieve con dimensiones adaptadas al encapsulado 19-21. La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas.

8.2 Dimensiones del Carrete y la Cinta

En la hoja de datos se proporcionan dibujos detallados del carrete, la cinta portadora y la cinta de cubierta. El cumplimiento de estas dimensiones garantiza la compatibilidad con los equipos de ensamblaje automatizado.

8.3 Información de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y verificación:

• P/N:Número de Producto (ej., 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• CANT:Cantidad por Empaque (3000 pzas/carrete).
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., Q2).
• HUE:Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (ej., A10).
• REF:Rango de Voltaje Directo.
• Nº de LOTE:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

9. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Aplicaciones Típicas

• Retroiluminación:Para botones, interruptores, símbolos y paneles LCD en electrónica de consumo, cuadros de mandos automotrices y controles industriales.
• Indicadores de Estado:En equipos de telecomunicaciones (teléfonos, faxes), dispositivos de red y fuentes de alimentación.
• Iluminación General:Como fuente de luz azul compacta en iluminación decorativa, señalización y electrónica vestible.

9.2 Consideraciones de Diseño Críticas

1. Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es OBLIGATORIA. La característica exponencial V-I del LED significa que un pequeño cambio de voltaje provoca un gran cambio de corriente, lo que lleva a fuga térmica y fallo. Calcule el valor de la resistencia usando R = (Vfuente - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo máximo esperado de la hoja de datos (ej., 3.7V).
2. Gestión Térmica:Aunque es de baja potencia, debe considerarse la disipación de calor, especialmente en espacios cerrados o altas temperaturas ambiente. Utilice la curva de reducción. Asegure un área de cobre adecuada en la PCB debajo y alrededor de los pads del LED para que actúe como disipador de calor.
3. Diseño Óptico:El ángulo de visión de 100 grados es adecuado para una visión amplia. Para una luz más enfocada, pueden requerirse lentes externas o guías de luz. Considere los códigos de bins para garantizar uniformidad de color y brillo en diseños con múltiples LED.
4. Diseño de PCB:Siga el diseño de pads recomendado del dibujo del encapsulado. Asegúrese de que la marca del cátodo en la huella coincida con la orientación del dispositivo.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

El 19-21/BHC-AP1Q2/3T se diferencia principalmente por su huella compacta de 2.0x1.25mm, que es más pequeña que muchos LED SMD tradicionales como los encapsulados 0603 (1.6x0.8mm) o 0805 (2.0x1.25mm) que a menudo albergan LED, ofreciendo un potencial ahorro de espacio. Su voltaje directo típico de 3.3V es compatible con fuentes de alimentación lógicas comunes de 3.3V. En comparación con los LED no clasificados por bins, sus bins definidos de intensidad y longitud de onda proporcionan un rendimiento predecible, reduciendo la incertidumbre en el diseño. El cumplimiento de los estándares medioambientales modernos (RoHS, Libre de Halógenos) es un requisito básico, pero sigue siendo un diferenciador clave en mercados regulados.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es el propósito de los códigos de bins (P1, Q2, A10, etc.)?
R1: La clasificación por bins garantiza consistencia. Los bins de Intensidad Luminosa (P1, Q2) garantizan un brillo mínimo. Los bins de Longitud de Onda (A9-A12) garantizan un rango de color específico. Especifique siempre los bins para aplicaciones que requieran uniformidad.

P2: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V?
R2: No. El voltaje directo es típicamente de 3.3V, lo que no deja margen de voltaje para una resistencia limitadora de corriente si se conecta directamente a una línea de 3.3V. Esto resultaría en una corriente no controlada y daños. Debe utilizar un circuito controlador o un voltaje de alimentación más alto con una resistencia en serie.

P3: ¿Cómo calculo la resistencia en serie correcta?
R3: Use la Ley de Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Para una fuente de 5V (Vs), usando el Vf máximo de 3.7V y un If objetivo de 20mA: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 ohmios. Use el siguiente valor estándar (ej., 68 ohmios). Siempre recalcule la disipación de potencia en la resistencia: P = (If^2)*R.

P4: ¿Por qué son tan importantes el procedimiento de almacenamiento y secado?
R4: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad puede convertirse en vapor rápidamente, causando delaminación interna o \"efecto palomita de maíz\", que agrieta el encapsulado y destruye el LED. El proceso de secado elimina esta humedad absorbida.

12. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un panel indicador de estado con 10 LED azules uniformes.

1. Especificación:Seleccionar el 19-21/BHC-AP1Q2/3T por su tamaño compacto y color azul.
2. Clasificación por Bins:Para garantizar brillo y color uniformes, especifique un solo bin de intensidad (ej., Q1) y un solo bin de longitud de onda (ej., A10) en la orden de compra.
3. Diseño del Circuito:Usando una fuente de sistema de 5V. Calcular resistencia: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. Usar resistencias de 68Ω al 5%. Potencia por resistencia: (0.02^2)*68 = 0.0272W, por lo que una resistencia estándar de 1/10W (0.1W) es suficiente.
4. Diseño de PCB:Colocar los LED con pads de 2.0x1.25mm, asegurando la orientación correcta del cátodo. Incluir una pequeña zona de cobre conectada a los pads del cátodo para una ligera dispersión del calor.
5. Ensamblaje:Seguir el perfil de reflujo especificado. Mantener el carrete sellado hasta el momento de su uso en producción.

13. Principio de Funcionamiento

El 19-21/BHC-AP1Q2/3T es un diodo emisor de luz semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de rodilla del diodo (aprox. 2.7V), los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, luz azul alrededor de 468 nm. El encapsulante de resina transparente protege el chip y actúa como una lente primaria, dando forma al patrón inicial de salida de luz.

14. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED SMD como la serie 19-21 sigue tendencias más amplias de la industria:Miniaturizacióncontinúa, permitiendo ensamblajes electrónicos cada vez más pequeños y densos.Mayor Eficienciaes un impulsor constante, produciendo mayor intensidad luminosa a partir de tamaños de chip iguales o más pequeños.Fiabilidad y Robustez Mejoradasson críticas, lo que lleva a materiales mejorados para encapsulantes y mayores tolerancias a la temperatura para la soldadura sin plomo.Clasificación por Bins Más Estrecha y Consistencia de Colorson cada vez más demandadas por aplicaciones como la retroiluminación de pantallas. Finalmente, la integración de electrónica de control directamente con el dado del LED (por ejemplo, LED controlados por IC) es una tendencia creciente, aunque para tipos de indicadores simples como este, el modelo discreto, sin controlador, sigue siendo dominante debido a su rentabilidad y flexibilidad de diseño.