Hoja de Datos Técnica del LED Azul SMD 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T - 2.0x1.25x0.8mm - 2.5-2.9V - 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T es un LED azul compacto de montaje superficial, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren alta fiabilidad y un ensamblaje eficiente. Este componente representa un avance significativo respecto a los LED tradicionales con pines, permitiendo una miniaturización sustancial y mejoras de rendimiento en los productos finales.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este LED es su tamaño miniatura. El encapsulado SMD permite diseños de placa de circuito impreso (PCB) significativamente más pequeños, lo que conduce a una mayor densidad de componentes. Esto se traduce directamente en un tamaño reducido del equipo y menores requisitos de almacenamiento tanto para componentes como para productos terminados. Además, la naturaleza ligera del encapsulado SMD lo hace ideal para aplicaciones portátiles y miniaturizadas donde el peso es un factor crítico. El producto se posiciona como una fuente de luz indicadora y de retroiluminación azul fiable y estándar de la industria, cumpliendo con las principales normativas medioambientales y de seguridad.

1.2 Características Clave

• Embalaje:Suministrado en cinta de 8mm montada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad.
• Compatibilidad de Soldadura:Diseñado para su uso con procesos estándar de soldadura por reflujo por infrarrojos (IR) y por fase de vapor.
• Cumplimiento Medioambiental:El dispositivo está libre de plomo (Pb), cumple con la directiva RoHS de la UE y se adhiere a las regulaciones REACH de la UE. También está clasificado como Sin Halógenos, con un contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su suma por debajo de 1500 ppm.
• Tipo:LED monocromático (Azul) con lente de resina transparente.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos del LED, que son cruciales para un diseño de circuito robusto.

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

• Tensión Inversa (V_R):5V. Superar esta tensión en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):10 mA. La corriente continua que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):40 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz) para manejar sobretensiones transitorias.
• Disipación de Potencia (P_d):40 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a 25°C ambiente, calculada como V_F* I_F.
• Descarga Electroestática (ESD):150V (Modelo de Cuerpo Humano). Los procedimientos adecuados de manejo ESD son obligatorios durante el ensamblaje.
• Temperatura de Funcionamiento y Almacenamiento:-40°C a +85°C (funcionamiento), -40°C a +90°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Reflujo: Pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Soldadura manual: 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente de 25°C y una corriente directa de 2mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde 14.5 mcd (mín.) hasta 36.0 mcd (máx.), con una tolerancia típica de ±11%. Esto define el brillo percibido del LED.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad pico, indicando un cono de visión amplio.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):468 nm (típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):465.0 nm a 475.0 nm. Esto define el color percibido de la luz, con una tolerancia ajustada de ±1 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):25 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de su potencia máxima.
• Tensión Directa (V_F):2.50V a 2.90V a I_F=2mA, con una tolerancia de ±0.05V. Esto es crítico para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 50 μA a V_R=5V. El dispositivo no está diseñado para funcionar en polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LED se clasifican ("binning") después de la producción en función de parámetros clave para garantizar la consistencia. El número de pieza 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T codifica esta información de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (Códigos: L2, M1, M2, N1)

Los LED se agrupan en cuatro rangos de intensidad a I_F=2mA:

• L2:14.5 - 18.0 mcd
• M1:18.0 - 22.5 mcd
• M2:22.5 - 28.5 mcd
• N1:28.5 - 36.0 mcd

El "N1" en el número de pieza indica que esta unidad específica pertenece al rango de mayor brillo.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Códigos: X, Y)

Los LED se clasifican en dos rangos de longitud de onda a I_F=2mA:

• X:465.0 - 470.0 nm
• Y:470.0 - 475.0 nm

La "X" en el número de pieza especifica el rango de longitud de onda más bajo, resultando en un tono azul ligeramente más profundo.

3.3 Clasificación por Tensión Directa (Códigos: 27, 28, 29, 30)

Los LED se agrupan en cuatro rangos de tensión directa a I_F=2mA:

• 27:2.50 - 2.60 V
• 28:2.60 - 2.70 V
• 29:2.70 - 2.80 V
• 30:2.80 - 2.90 V

El "3" en la cadena de clasificación del número de pieza corresponde a un rango V_F, asegurando una caída de tensión predecible en el diseño del circuito.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características esenciales para comprender el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la intensidad luminosa aumenta con la corriente directa pero de forma no lineal. Destaca la importancia de alimentar el LED con una corriente estable y especificada (por ejemplo, 2mA para la salida nominal) en lugar de una tensión, ya que pequeños cambios de tensión pueden causar grandes variaciones de corriente y brillo.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva suele mostrar un descenso gradual de la intensidad desde bajas temperaturas hasta la temperatura máxima de funcionamiento (+85°C). Los diseñadores deben tener en cuenta esta degradación térmica en aplicaciones donde se esperan altas temperaturas ambientales o una disipación de calor deficiente.

4.3 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta es una herramienta de diseño crítica. Dicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente segura máxima disminuye para evitar superar el límite de disipación de potencia de 40mW y causar una fuga térmica.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico espectral confirma una banda de emisión estrecha centrada alrededor de 468 nm (azul), con un ancho de banda típico de 25 nm. Este espectro puro es característico del material semiconductor InGaN.

4.5 Patrón de Radiación

El diagrama polar ilustra el ángulo de visión de 120°, mostrando cómo se distribuye espacialmente la intensidad de la luz. El patrón es típicamente Lambertiano o casi Lambertiano, proporcionando una iluminación uniforme sobre un área amplia.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un tamaño muy compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm salvo que se indique) incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como el diseño de las almohadillas de soldadura y el patrón de pistas recomendado para el PCB. Las dimensiones precisas son críticas para el diseño del PCB y de la plantilla de pasta de soldar para garantizar una soldadura y alineación adecuadas.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo suele estar marcado, a menudo por un tinte verde en el lado correspondiente del encapsulado o por una muesca en el molde. Se debe observar la polaridad correcta durante la colocación para garantizar un funcionamiento adecuado.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de estas directrices es primordial para la fiabilidad a largo plazo.

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo (Sin Plomo)

Se proporciona un perfil de temperatura detallado:

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos para aumentar la temperatura lentamente y activar el fundente.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):60-150 segundos por encima de 217°C.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C, mantenida durante no más de 10 segundos.
• Tasas de Calentamiento/Enfriamiento:Máximo 6°C/seg de calentamiento, 3°C/seg de enfriamiento para minimizar el choque térmico.

No se debe realizar el reflujo más de dos veces en el mismo LED.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se embalan en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante.

• No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso.
• Después de abrir, utilice dentro de las 168 horas (7 días) si se almacena a ≤30°C y ≤60% HR.
• Si se excede el tiempo de exposición o el desecante está saturado, se requiere un secado a 60±5°C durante 24 horas antes del reflujo para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del encapsulado debido a la humedad vaporizada).

6.3 Soldadura Manual y Retrabajo

Si es necesaria la soldadura manual:

• Utilice una punta de soldador con temperatura ≤350°C.
• Limite el tiempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Use un soldador de baja potencia (≤25W).
• Permita un intervalo de enfriamiento de ≥2 segundos entre terminales.
• Evite el retrabajo después de la soldadura inicial. Si es inevitable, utilice un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente sin forzar las uniones de soldadura.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve en carretes de 7 pulgadas. El ancho de la cinta es de 8mm. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora y el núcleo/ brida del carrete para garantizar la compatibilidad con los alimentadores automáticos.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios identificadores clave:

• P/N:Número de producto completo.
• QTY:Cantidad en el carrete.
• CAT/HUE/REF:Códigos correspondientes a los rangos de Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Tensión Directa, respectivamente.
• LOT No:Número de lote para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para indicadores de tablero, interruptores de membrana e iluminación de símbolos debido a su pequeño tamaño y distribución uniforme de la luz.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos, máquinas de fax y hardware de red.
• Retroiluminación Plana para LCD:Puede usarse en matrices para paneles LCD pequeños con iluminación lateral o directa.
• Indicación General:Estado de alimentación, indicadores de modo e iluminación decorativa en electrónica de consumo e industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño Críticas

1. Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esabsolutamente obligatoria. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño aumento en la tensión provoca un gran aumento en la corriente, lo que lleva a un fallo rápido. El valor de la resistencia se calcula usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
2. Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales, según la curva de reducción.
3. Protección ESD:Implemente protección ESD en las líneas de entrada si el LED es accesible para el usuario, y siga los protocolos ESD adecuados durante el manejo.
4. Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° proporciona una cobertura amplia. Para luz enfocada, puede ser necesaria una lente externa o una guía de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED azules antiguos de orificio pasante o los encapsulados SMD más grandes, el 19-217 ofrece ventajas distintivas:

• Tamaño:Su tamaño miniatura de 2.0mm x 1.25mm permite una densidad de diseño sin precedentes.
• Consistencia de Rendimiento:La clasificación ajustada en intensidad, longitud de onda y tensión garantiza una apariencia y comportamiento uniformes en aplicaciones con múltiples LED.
• Fabricabilidad:La compatibilidad total con las líneas de ensamblaje SMT automatizadas reduce significativamente el coste de producción y aumenta la fiabilidad en comparación con la inserción manual.
• Cumplimiento Normativo:Cumplir con los estándares RoHS, REACH y Sin Halógenos prepara el diseño para el futuro en mercados globales con regulaciones medioambientales estrictas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Por qué es necesaria una resistencia limitadora de corriente cuando se especifica la tensión directa?

R1: La tensión directa es una característica a una corriente específica (2mA). Las tensiones de alimentación varían, y la V_Fdel LED en sí tiene una tolerancia y varía con la temperatura. La resistencia proporciona un método lineal y estable para establecer la corriente, protegiendo al LED de condiciones de sobrecorriente.

P2: ¿Puedo alimentar este LED a 10mA de forma continua?

R2: Sí, 10mA es el límite absoluto máximo continuo a 25°C. Sin embargo, debe consultar la curva de reducción de corriente directa. Si la temperatura ambiente es más alta, la corriente máxima permitida es menor. Para un funcionamiento fiable a largo plazo, a menudo se recomienda alimentar a una corriente más baja, como 5mA.

P3: ¿Qué significa el "B3X" en el número de pieza para mi diseño?

R3: Esto indica el rango de rendimiento específico. "B3X" apunta a rangos particulares para intensidad luminosa y longitud de onda dominante. Para un diseño que requiere consistencia de color y brillo en múltiples unidades o series de producción, especificar y adherirse a un número de pieza completo que incluya el código de clasificación es esencial.

P4: ¿Cómo interpreto el ángulo de visión de 120°?

R4: Esto significa que el LED emite luz en un cono amplio. Cuando se ve de frente (0°), el brillo es máximo. A ±60° desde el centro (total 120°), el brillo cae a la mitad del valor máximo. Esto es adecuado para aplicaciones donde el LED necesita ser visto desde varios ángulos.

11. Estudio de Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario:Diseñar un panel de control compacto con cuatro indicadores de estado azules.

Implementación:

1. Diseño del Circuito:Usando una alimentación de sistema de 5V. Objetivo I_F= 5mA para un buen brillo y longevidad. Suponiendo una V_Ftípica de 2.7V, calcular R = (5V - 2.7V) / 0.005A = 460Ω. Usar el valor estándar más cercano, 470Ω.
2. Diseño del PCB:Colocar los cuatro LED en alineación. Seguir precisamente el patrón de pistas recomendado en la hoja de datos. Incluir una pequeña zona de cobre conectada a las almohadillas del cátodo para un ligero alivio térmico.
3. Ensamblaje:Mantener los carretes sellados hasta que la línea de producción esté lista. Seguir el perfil de reflujo exacto. Realizar una inspección visual después de la soldadura.
4. Resultado:Cuatro indicadores con color azul y brillo consistentes, funcionamiento fiable y una apariencia profesional y miniaturizada.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial de barrera de la unión, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía del bandgap, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, aproximadamente 468 nm (azul). El encapsulante de resina epoxi transparente protege el chip, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y está formulado para una alta claridad óptica y estabilidad a largo plazo.

13. Tendencias Tecnológicas y Contexto

El LED 19-217 ejemplifica tendencias clave en optoelectrónica: miniaturización implacable, fabricabilidad mejorada mediante compatibilidad SMT y estricto cumplimiento de estándares medioambientales. El uso de la tecnología InGaN para la emisión azul es ahora maduro y altamente fiable. La evolución futura en tales componentes puede centrarse en una eficiencia aún mayor (más salida de luz por mA), un control paramétrico más ajustado para aplicaciones premium y la integración con controladores o circuitos de control a bordo. La demanda de tales indicadores y retroiluminaciones compactos, fiables y conformes continúa creciendo en los mercados de dispositivos automotrices, industriales, de consumo e IoT.