Hoja de Datos del LED SMD Azul 12-11 - Tamaño 1.2x1.0x0.6mm - Voltaje 2.7-3.2V - Potencia 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C es un LED azul compacto de montaje superficial, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una colocación de componentes de alta densidad. Este dispositivo utiliza tecnología de semiconductor InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul con una longitud de onda dominante típica de 468 nm. Su principal ventaja radica en su huella miniatura de encapsulado 12-11, que es significativamente más pequeña que la de los LED tradicionales con patillas, permitiendo a los diseñadores reducir el tamaño total de la placa y crear productos finales más compactos.

Las ventajas principales de este componente incluyen su compatibilidad con equipos estándar de montaje automático pick-and-place y con procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) o por fase de vapor. Esto lo hace adecuado para fabricación en gran volumen. Es un dispositivo monocromático (azul) y se fabrica sin plomo, cumpliendo con las directivas de la UE RoHS y REACH, y cumpliendo con los requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Su pequeño tamaño y naturaleza ligera lo hacen ideal para aplicaciones portátiles y con limitaciones de espacio.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. Los límites absolutos máximos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede dañar la unión semiconductor del LED.
• Corriente Directa Continua (IF):10 mA. Esta es la corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Es crucial para aplicaciones que requieren destellos breves de alta intensidad.
• Disipación de Potencia (Pd):40 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar como calor, calculada como Voltaje Directo (VF) multiplicado por Corriente Directa (IF).
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000 V. Esta clasificación indica la sensibilidad del LED a la electricidad estática; son obligatorios los procedimientos de manejo ESD adecuados.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Para soldadura por reflujo, la temperatura máxima no debe exceder los 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

El rendimiento típico se mide a Ta=25°C con una corriente directa (IF) de 5 mA, que es la condición de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 11.5 mcd hasta un máximo de 28.5 mcd. El valor específico está determinado por el código de bineo (L1, L2, M1, M2). La tolerancia es de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados. Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia o visibilidad desde múltiples ángulos.
• Longitud de Onda de Pico (λp):Típicamente 468 nm. Esta es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 465.0 nm a 475.0 nm, bineada en códigos X (465-470 nm) e Y (470-475 nm). La tolerancia es de ±1 nm. Esta es la longitud de onda percibida por el ojo humano.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 25 nm. Esto define el ancho del espectro emitido a la mitad de su intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM).
• Voltaje Directo (VF):Varía de 2.7 V a 3.2 V a IF=5mA, bineado en códigos 29 a 33. La tolerancia es de ±0.05V. Este parámetro es crítico para diseñar el circuito limitador de corriente.

3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia en la producción, los LED se clasifican (binean) en función de parámetros ópticos y eléctricos clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para brillo y color.

3.1 Bineo por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro bins según su intensidad luminosa medida a 5 mA:

- L1:11.5 - 14.5 mcd

- L2:14.5 - 18.0 mcd

- M1:18.0 - 22.5 mcd

- M2:22.5 - 28.5 mcd

El código de producto "M2" en "BHC-ZL1M2QY/2C" indica que este dispositivo pertenece al bin de intensidad M2.

3.2 Bineo por Longitud de Onda Dominante

Los LED se clasifican en dos bins de longitud de onda para controlar el tono de azul:

- X:465 - 470 nm (longitud de onda más corta, ligeramente más azul violáceo)

- Y:470 - 475 nm (longitud de onda más larga, ligeramente más azul cian)

El código de producto "QY" indica que este dispositivo pertenece al bin de longitud de onda Y.

3.3 Bineo por Voltaje Directo

Los LED también se binean por caída de voltaje directo para ayudar en el diseño de circuitos, especialmente para conexiones en paralelo o gestión precisa de potencia:

- 29:2.70 - 2.80 V

- 30:2.80 - 2.90 V

- 31:2.90 - 3.00 V

- 32:3.00 - 3.10 V

- 33:3.10 - 3.20 V

El "2C" en el número de parte probablemente corresponde a un bin de voltaje específico, aunque el mapeo exacto debe confirmarse con la guía detallada de códigos de bineo del fabricante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas características electro-ópticas típicas, los gráficos específicos no se proporcionan en el texto. Basándose en el comportamiento estándar de los LED, típicamente se analizan las siguientes curvas:

• Curva Corriente vs. Voltaje (I-V):Muestra la relación exponencial entre la corriente directa y el voltaje directo. La curva tendrá un voltaje de encendido alrededor de 2.7V y una pendiente relativamente pronunciada en la región de operación, destacando la necesidad de regulación de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Iv-IF):Esta curva es generalmente lineal a corrientes bajas, pero puede mostrar saturación o caída de eficiencia a corrientes más altas, enfatizando por qué es importante operar dentro del límite especificado de 10 mA.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta):La salida de luz del LED típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Comprender esta reducción de capacidad es crucial para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra un pico en ~468 nm y un FWHM de ~25 nm, confirmando la salida monocromática azul.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 12-11 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique) incluyen:

- Longitud del Encapsulado: Aproximadamente 1.2 mm (inferido de la nomenclatura "12-11").

- Ancho del Encapsulado: Aproximadamente 1.0 mm.

- Altura del Encapsulado: Aproximadamente 0.6 mm.

- Las dimensiones y espaciado de las almohadillas de electrodo están diseñados para una formación confiable de la unión de soldadura. El cátodo está marcado para identificación de polaridad, lo cual es esencial para la orientación correcta durante el montaje.

5.2 Identificación de Polaridad

Hay una marca clara de cátodo en el encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante el diseño del PCB y el montaje para garantizar el funcionamiento adecuado y prevenir daños por polarización inversa.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). El perfil de temperatura recomendado es crítico para prevenir daños térmicos:

- Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.

- Tasa de Calentamiento:Máximo 3°C/segundo hasta la temperatura máxima.

- Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.

- Temperatura Máxima:Máximo 260°C.

- Tiempo Dentro de 5°C de la Máxima:Máximo 10 segundos.

- Tiempo por Encima de 255°C:Máximo 30 segundos.

- Tasa de Enfriamiento:Máximo 6°C/segundo.

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

- Utilice un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C.

- Limite el tiempo de contacto a un máximo de 3 segundos por terminal.

- Use un soldador con una potencia nominal de 25W o menos.

- Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para gestionar la entrada de calor.

- Evite aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante o después de la soldadura.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se embalan en bolsas de barrera resistentes a la humedad con desecante para prevenir la absorción de humedad, lo que puede causar "efecto palomita" durante el reflujo.

- Antes de Abrir:Almacene a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR).

- Después de Abrir:La "vida útil en planta" es de 1 año a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes no utilizados deben volver a sellarse en una bolsa a prueba de humedad.

- Secado (Baking):Si el indicador de desecante muestra absorción de humedad o se excede el tiempo de almacenamiento, seque los LED a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve para montaje automático.

- Ancho de la Cinta:8 mm.

- Tamaño del Carrete:Diámetro de 7 pulgadas.

- Cantidad por Carrete:2000 piezas.

La etiqueta del carrete incluye información crítica: Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Parte del Fabricante (P/N), Cantidad (QTY) y los códigos de bineo para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminar indicadores, interruptores, símbolos y pequeñas pantallas LCD en electrónica de consumo, tableros de automóviles y paneles de control industrial.
• Indicadores de Estado:Perfecto para indicadores de estado de energía, conectividad o función en equipos de telecomunicaciones (teléfonos, faxes), periféricos de computadora y dispositivos de red.
• Iluminación de Propósito General:Adecuado para cualquier aplicación que requiera una fuente de luz azul compacta, confiable y de bajo consumo.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esabsolutamente obligatoria. El voltaje directo del LED tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye a medida que aumenta la temperatura. Sin una resistencia, un pequeño aumento en el voltaje puede llevar a un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente (fuga térmica). El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF.
• Gestión Térmica:Aunque la potencia es baja, asegúrese de que el diseño del PCB no atrape calor alrededor del LED, especialmente si se usan múltiples LED muy juntos o si la temperatura ambiente es alta.
• Protección ESD:Implemente medidas de protección ESD en el proceso de manejo y montaje, ya que el dispositivo está clasificado para 2000V HBM.
• Reparación:Evite reparar LED ya soldados. Si es absolutamente necesario, use un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente sin torcer, lo que puede dañar las uniones internas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación del LED 12-11 radica en el tamaño de su encapsulado. En comparación con LED SMD más grandes (por ejemplo, 3528, 5050) o LED de orificio pasante, ofrece una reducción significativa en la huella y la altura, permitiendo una ultra-miniaturización. En comparación con otros LED de tamaño 1206, su bineo específico para intensidad (M2), longitud de onda (Y) y voltaje proporciona un rendimiento predecible para diseñadores que requieren consistencia. Su cumplimiento con los estándares ambientales modernos (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) también es una ventaja clave para productos dirigidos a mercados globales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia limitadora de corriente?

R: Los LED son dispositivos controlados por corriente, no por voltaje. Su característica I-V es exponencial. Una resistencia en serie establece una corriente de operación fija, previniendo la fuga térmica y asegurando una operación estable y a largo plazo dentro de los límites especificados.

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 3.3V o 5V?

R: No. Siempre debe usar una resistencia en serie. Para una fuente de 3.3V y una corriente objetivo de 5mA con un VF de 3.0V, la resistencia sería R = (3.3V - 3.0V) / 0.005A = 60 Ohmios. Siempre use el VF máximo del bin para calcular el valor de resistencia del peor caso.

P: ¿Qué significa el "12-11" en el nombre de la pieza?

R: Típicamente se refiere a las dimensiones del encapsulado en décimas de milímetro: 1.2 mm de largo por 1.0 mm de ancho. La altura es un parámetro separado.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de bineo en la etiqueta del carrete?

R: Los códigos CAT, HUE y REF corresponden a los bins de Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Voltaje Directo descritos en las secciones 3.1, 3.2 y 3.3. Estos garantizan que reciba LED con las características de rendimiento específicas que ordenó.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado compacto para un dispositivo USB. El dispositivo funciona con alimentación USB de 5V y requiere un indicador azul claramente visible.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Componentes:Elija el LED 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C por su pequeño tamaño y salida azul brillante (bin M2).

2. Configuración de Corriente:Decida una corriente de operación. Para un indicador de estado, 5mA (la condición de prueba) proporciona buena visibilidad sin un consumo de energía excesivo.

3. Cálculo de la Resistencia:Use el VF máximo del bin de voltaje (por ejemplo, 3.2V para el bin 33) para un diseño robusto. R = (5.0V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ohmios. El valor estándar más cercano es 360Ω o 390Ω. Usar 390Ω da una corriente ligeramente menor y segura: I = (5.0V - 3.2V) / 390Ω ≈ 4.6 mA.

4. Diseño del PCB:Coloque la huella de la resistencia 1206 adyacente a la almohadilla del ánodo del LED. Asegúrese de que la almohadilla del cátodo esté orientada correctamente a la marca de cátodo del PCB.

5. Montaje:Siga el perfil de soldadura por reflujo de la sección 6.1. El pequeño tamaño permite colocar el LED muy cerca de otros componentes, ahorrando espacio en la placa.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. Se basa en una heteroestructura de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (~2.7V), los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde las capas semiconductoras tipo n y tipo p, respectivamente. Estos portadores de carga se recombinan radiativamente, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de InGaN determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, luz azul con un pico alrededor de 468 nm. La resina encapsulante transparente protege el dado semiconductor y actúa como una lente, dando forma al ángulo de visión de 120 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED SMD como el encapsulado 12-11 sigue tendencias más amplias en electrónica: miniaturización, mayor eficiencia y confiabilidad mejorada. El uso de la tecnología InGaN para LED azules fue un logro fundamental en la iluminación de estado sólido, permitiendo LED blancos (mediante conversión de fósforo) y pantallas a todo color. Las tendencias actuales en la industria incluyen impulsar una eficacia luminosa aún mayor (más salida de luz por vatio), mejorar la consistencia del color mediante un bineo más estricto y el desarrollo de nuevos formatos de encapsulado para aplicaciones especializadas como pantallas mini-LED y micro-LED. El cumplimiento ambiental (sin plomo, libre de halógenos) destacado en esta hoja de datos refleja el cambio generalizado de la industria hacia procesos de fabricación más sostenibles.

14. Descargo de Responsabilidad por Restricciones de Aplicación

Este producto está diseñado para aplicaciones comerciales e industriales generales. No está diseñado ni calificado específicamente para aplicaciones de alta confiabilidad donde una falla podría provocar lesiones personales, pérdida de vidas o daños significativos a la propiedad. Dichas aplicaciones incluyen, entre otras:

- Sistemas militares y aeroespaciales (por ejemplo, controles de vuelo).

- Sistemas de seguridad y seguridad automotriz (por ejemplo, controles de airbag, sistemas de frenado).

- Equipos médicos de soporte vital o críticos para la vida.

Para su uso en estas o cualquier otra aplicación fuera de las especificaciones publicadas, es esencial consultar con el fabricante del componente para determinar si se requiere un producto diferente, especialmente calificado.