Hoja de Datos del LED SMD 12-22/BHR6C-A01/2C - 1.2x2.2x1.1mm - Azul (2.7-3.1V) y Rojo (1.7-2.2V) - 40-60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LED SMD 12-22 es un dispositivo compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad. Está disponible en una configuración multicolor, combinando específicamente un LED azul (chip BH) y un LED rojo brillante (chip R6) dentro de un solo encapsulado. Este componente es significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales de tipo con patillas, permitiendo reducciones sustanciales en el tamaño de la placa, mayor densidad de empaquetado, requisitos de almacenamiento minimizados y contribuyendo en última instancia al desarrollo de equipos finales más pequeños. Su construcción ligera lo hace especialmente adecuado para aplicaciones miniaturizadas y con espacio limitado.

1.1 Ventajas Principales

• Miniaturización:Su pequeña huella (1.2mm x 2.2mm) permite una colocación de alta densidad en PCBs.
• Compatibilidad:Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos estándar de colocación automática (pick-and-place).
• Fabricación Robusta:Compatible con procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojo (IR) como de fase vapor.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumple con RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Automoción/Industrial:Retroiluminación de paneles de instrumentos, cuadros de mando e interruptores.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación plana para LCDs, iluminación de interruptores e iluminación de símbolos.
• Uso General:Cualquier aplicación que requiera una luz indicadora compacta y fiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de las especificaciones eléctricas, ópticas y térmicas del dispositivo. Todos los parámetros se miden a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C a menos que se especifique lo contrario.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estas condiciones.

Parámetro	Símbolo	Código	Valor	Unidad
Tensión Inversa	VR	-	5	V
Corriente Directa	IF	BH	10	mA
		R6	25	mA
Corriente Directa Pico (Ciclo de Trabajo 1/10 @1KHz)	IFP	BH	40	mA
		R6	50	mA
Disipación de Potencia	Pd	BH	40	mW
		R6	60	mW
Descarga Electroestática (HBM)	ESD	BH	150	V
		R6	2000	V
Temperatura de Operación	Topr	-	-40 ~ +85	°C
Temperatura de Almacenamiento	Tstg	-	-40 ~ +90	°C
Temperatura de Soldadura	Tsol	Reflujo	260°C durante 10 seg.	-
		Manual	350°C durante 3 seg.	-

Observaciones Clave:El chip rojo (R6) tiene una mayor capacidad de manejo de corriente y potencia en comparación con el chip azul (BH). Notablemente, la sensibilidad ESD difiere significativamente, siendo el chip BH (azul) altamente sensible (150V HBM), requiriendo protección ESD estricta durante el manejo, mientras que el chip R6 (rojo) es más robusto (2000V HBM).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones normales de operación.

Parámetro	Símbolo	Código	Min.	Typ.	Max.	Unidad	Condición
Intensidad Luminosa	Iv	BH	18.0	26.0	-----	mcd	IF=5mA
		R6	22.5	30.0	-----	mcd	IF=5mA
Ángulo de Visión (2θ1/2)	-	-	-----	120	-----	deg	-
Longitud de Onda Pico	λp	BH	-----	468	-----	nm	-
		R6	-----	632	-----	nm	-
Longitud de Onda Dominante	λd	BH	-----	470	-----	nm	-
		R6	-----	624	-----	nm	-
Ancho de Banda Espectral (Δλ)	-	BH	-----	25	-----	nm	-
		R6	-----	20	-----	nm	-
Tensión Directa	VF	BH	2.7	-----	3.1	V	-
		R6	1.7	-----	2.2	V	-
Corriente Inversa	IR	BH	-----	-----	50	μA	VR=5V
		R6	-----	-----	10	μA	VR=5V

Notas:

1. La tolerancia de la Intensidad Luminosa es de ±11%.
2. La tolerancia de la Tensión Directa es de ±0.05V.

Análisis:El LED azul (BH) opera a una tensión directa más alta (2.7-3.1V) típica de los chips basados en InGaN, mientras que el LED rojo (R6) tiene una tensión directa más baja (1.7-2.2V) característica de la tecnología AlGaInP. La intensidad luminosa se especifica a una baja corriente de accionamiento de 5mA, lo que indica alta eficiencia. El amplio ángulo de visión de 120 grados proporciona un patrón de emisión amplio adecuado para aplicaciones indicadoras.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características típicas tanto para los chips BH (Azul) como R6 (Rojo), las cuales son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

3.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Las curvas muestran que la salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Este efecto de extinción térmica es una propiedad fundamental de los semiconductores LED. Los diseñadores deben tener en cuenta este derating al operar a altas temperaturas ambiente para garantizar una salida de luz suficiente.

3.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Estos gráficos ilustran la relación sub-lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz. Aumentar la corriente produce rendimientos decrecientes en brillo mientras genera más calor. Operar cerca del valor máximo absoluto de corriente es ineficiente y reduce la vida útil del dispositivo.

3.3 Curva de Derating de Corriente Directa

Este gráfico crítico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente máxima permisible debe reducirse para evitar exceder el límite de disipación de potencia del dispositivo y causar fuga térmica.

3.4 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación exponencial típica de un diodo. La tensión de "rodilla" es la tensión directa aproximada (V_F). La pendiente de la curva en la región de conducción se relaciona con la resistencia dinámica del LED.

3.5 Diagrama de Radiación

El gráfico polar visualiza la distribución espacial de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión de 120 grados. El patrón es típicamente Lambertiano o casi Lambertiano para este tipo de encapsulado LED.

3.6 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales muestran los perfiles de emisión:

• BH (Azul):Longitud de onda pico ~468nm, longitud de onda dominante ~470nm, con un ancho de banda espectral (FWHM) de ~25nm.
• R6 (Rojo):Longitud de onda pico ~632nm, longitud de onda dominante ~624nm, con un ancho de banda espectral más estrecho de ~20nm.

Estas características determinan la pureza de color percibida del LED.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 12-22 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique) incluyen:

• Longitud total: 2.2 mm
• Ancho total: 1.2 mm
• Altura total: 1.1 mm
• Dimensiones y espaciado de las terminales según el dibujo detallado.

La hoja de datos incluye un dibujo detallado con cotas que especifica todas las longitudes, anchos, alturas y posiciones de las almohadillas necesarias para el diseño de la huella en el PCB.

4.2 Identificación de Polaridad

El componente presenta un marcador de polaridad, típicamente una muesca o un punto en el encapsulado o una esquina recortada en el bolsillo de la cinta portadora, para indicar el cátodo. La orientación correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para la fiabilidad. El dispositivo es sensible a la humedad (MSL) y requiere perfiles de soldadura específicos.

5.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

• Antes de Abrir:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR.
• Después de Abrir (Vida Útil en Planta):1 año a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse en embalaje a prueba de humedad con desecante.
• Secado (Baking):Si el desecante indica absorción de humedad o se excede el tiempo de almacenamiento, secar a 60 ±5°C durante 24 horas antes de usar.

5.2 Perfil de Soldadura por Reflujo (Sin Plomo)

El perfil recomendado es para soldadura sin plomo (ej., SAC305):

• Precalentamiento:Rampa gradual para activar el fundente.
• Zona de Remojo:Para calentar uniformemente la placa y el componente.
• Reflujo:Temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.
• Enfriamiento:Enfriamiento controlado para minimizar el estrés térmico.

Importante:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Evitar el estrés mecánico en el LED durante el calentamiento y no deformar el PCB después de soldar.

5.3 Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable:

• Usar un soldador con temperatura de punta <350°C.
• Limitar el tiempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Usar un soldador con potencia ≤25W.
• Dejar ≥2 segundos entre soldar cada terminal para evitar sobrecalentamiento.
• La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño.

5.4 Rework y Reparación

Se desaconseja firmemente la reparación después de soldar. Si es absolutamente necesario:

• Usar un soldador especializado de doble punta diseñado para la extracción de SMD para aplicar calor simultáneo y equilibrado a ambas terminales.
• Verificar siempre que el proceso de reparación no degrade las características del LED.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Embalaje Estándar

Los LEDs se suministran en embalaje resistente a la humedad:

• Cinta Portadora:Cinta de 8mm de ancho.
• Carrete:Diámetro de 7 pulgadas (178mm).
• Cantidad:2000 piezas por carrete.
• El embalaje incluye un desecante y está sellado en una bolsa de aluminio a prueba de humedad.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios códigos:

• CPN:Número de Producto del Cliente.
• P/N:Número de Producto (ej., 12-22/BHR6C-A01/2C).
• QTY:Cantidad de Empaquetado.
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa.
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Rango de Tensión Directa.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Los LEDs son dispositivos accionados por corriente.Se requiere absolutamente una resistencia limitadora de corriente externa (o un driver de corriente constante) para cada chip (BH y R6).La tensión directa (V_F) tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo (disminuye a medida que aumenta la temperatura). Conectar un LED directamente a una fuente de tensión, incluso una cercana a su V_F nominal, puede causar que un pequeño aumento de tensión impulse una gran oleada de corriente no controlada, llevando a un fallo instantáneo (quemado). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F.

7.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (40mW para BH, 60mW para R6) genera calor. Para una operación a largo plazo fiable:

• Adherirse a la curva de derating de corriente directa a temperaturas ambiente elevadas.
• Asegurar un área de cobre de PCB adecuada (almohadillas de alivio térmico) para conducir el calor lejos de las soldaduras del LED.
• Evitar colocar el LED cerca de otros componentes generadores de calor.

7.3 Protección contra ESD

El chip azul (BH) es altamente sensible a ESD (150V HBM). Implementar salvaguardas ESD a lo largo del proceso de producción:

• Usar estaciones de trabajo y brazaletes conectados a tierra durante el manejo y montaje.
• Considerar añadir diodos de supresión de tensión transitoria (TVS) u otros circuitos de protección en el PCB si el LED está conectado a interfaces externas propensas a eventos ESD.

8. Comparación y Posicionamiento Técnico

El 12-22/BHR6C-A01/2C ofrece una combinación específica de características:

• vs. LEDs SMD más grandes (ej., 3528, 5050):Proporciona una huella mucho más pequeña para diseños ultracompactos, pero con una salida de luz máxima y manejo de potencia correspondientemente más bajos.
• vs. LEDs 12-22 de un solo color:La configuración multicolor (azul+rojo) en un solo encapsulado ahorra espacio en la placa en comparación con usar dos LEDs de un solo color separados, simplificando el montaje y el inventario.
• vs. LEDs con patillas:Elimina la necesidad de agujeros pasantes, permite el montaje automatizado y reduce el tamaño y peso general del producto.

Su ventaja principal es permitir la miniaturización en aplicaciones indicadoras y de retroiluminación con espacio limitado y sensibles al costo.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

9.1 ¿Puedo alimentar los chips azul y rojo simultáneamente desde la misma fuente de alimentación?

No directamente en una configuración simple en serie o paralelo debido a sus diferentes tensiones directas (V_F). El chip azul requiere ~3V, mientras que el chip rojo requiere ~2V. Si se conectan en paralelo a una fuente de 3V, el chip rojo experimentaría una corriente excesiva. Si se conectan en serie, se necesitaría una fuente de 5V+, y la coincidencia de corriente sería pobre. El enfoque recomendado es usar resistencias limitadoras de corriente separadas para cada chip, incluso si comparten un mismo riel de tensión, o accionarlos de forma independiente.

9.2 ¿Por qué la clasificación ESD es tan diferente entre los chips azul y rojo?

Esto se debe a diferencias fundamentales en la tecnología de materiales semiconductores. El LED azul utiliza una estructura de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) crecida sobre sustratos como zafiro o carburo de silicio, que puede ser más susceptible al daño por descarga electrostática a nivel microscópico de la unión. El LED rojo utiliza una estructura de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), que es inherentemente más robusta contra ESD. Esto requiere un cuidado extra al manejar el componente azul.

9.3 ¿Qué significa "A01/2C" en el número de pieza?

Si bien la codificación interna completa no se detalla en este extracto, sufijos como estos suelen denotar bins específicos para parámetros clave como la intensidad luminosa (CAT), la longitud de onda dominante/cromaticidad (HUE) y la tensión directa (REF). "A01" y "2C" probablemente especifican los bins de rendimiento exactos para los chips azul y rojo, respectivamente, asegurando la consistencia de color y brillo dentro de una corrida de producción.

10. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado bicolor usando el 12-22/BHR6C-A01/2C. El LED será alimentado desde un pin GPIO de un microcontrolador de 5V. El objetivo es accionar cada chip a aproximadamente 5mA.

Cálculo para las Resistencias Limitadoras de Corriente:

• Para el Chip Azul (BH, V_F≈ 2.9V típico): R_azul= (5V - 2.9V) / 0.005A = 420 Ω. Usar una resistencia estándar de 430 Ω. Disipación de potencia en la resistencia: P = I²R = (0.005)²* 430 = 0.01075W (una resistencia de 1/10W o 1/8W es suficiente).
• Para el Chip Rojo (R6, V_F≈ 1.95V típico): R_rojo= (5V - 1.95V) / 0.005A = 610 Ω. Usar una resistencia estándar de 620 Ω. Disipación de potencia: (0.005)²* 620 = 0.0155W.

Circuito:Conectar el ánodo de cada chip LED a la fuente de 5V a través de su respectiva resistencia calculada. Conectar los cátodos a pines GPIO separados del microcontrolador configurados como salidas de drenador abierto/bajas. Para iluminar el LED azul, poner su pin GPIO correspondiente a nivel bajo. Para iluminar el rojo, poner su pin a nivel bajo. Asegurarse de que el pin del microcontrolador pueda absorber la corriente de 5mA.

11. Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p dentro de la capa activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida de los materiales semiconductores utilizados en la región activa. El LED azul (BH) utiliza un compuesto de InGaN, que tiene una banda prohibida más grande, emitiendo fotones de mayor energía en el espectro azul. El LED rojo (R6) utiliza un compuesto de AlGaInP, que tiene una banda prohibida más pequeña, emitiendo fotones de menor energía en el espectro rojo. La lente de resina epoxi da forma a la salida de luz y proporciona protección mecánica y ambiental.

Terminología de especificaciones LED

Explicación completa de términos técnicos LED