Hoja de Datos del LED SMD 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T - Azul - 1.6x0.8x0.6mm - 3.2V - 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T es un LED azul de montaje superficial compacto, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una alta densidad de componentes. Este dispositivo utiliza tecnología de semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul con una longitud de onda dominante típica de 468 nm. Su huella miniatura y diseño de bajo perfil lo convierten en una opción ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio.

1.1 Características y Ventajas Principales

Las principales ventajas de este LED derivan de su encapsulado SMD (Dispositivo de Montaje Superficial). Se suministra en cinta de 8mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con equipos de ensamblaje automático pick-and-place de alta velocidad. Esto reduce significativamente el tiempo y el coste de fabricación en comparación con componentes de orificio pasante. El dispositivo está cualificado para procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y en fase de vapor, alineándose con las técnicas principales de ensamblaje de PCB.

Las características clave del producto incluyen el cumplimiento de importantes estándares ambientales y de seguridad: está libre de Pb (plomo), incorpora protección contra ESD (Descarga Electroestática), cumple con el reglamento REACH de la UE y satisface los requisitos libres de halógenos (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). El producto también está diseñado para mantenerse dentro de las especificaciones compatibles con RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

El tamaño reducido (aproximadamente 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm) permite un ahorro significativo de espacio en la placa, una mayor densidad de empaquetado y dimensiones finales del producto más reducidas. Su construcción ligera respalda aún más su uso en aplicaciones miniaturas y portátiles.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED azul es adecuado para diversas funciones de indicación e iluminación de fondo. Las áreas de aplicación comunes incluyen: retroiluminación de cuadros de mandos y conmutadores automotrices, indicadores de estado e iluminación de fondo de teclados en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y faxes, retroiluminación plana para paneles LCD, iluminación de conmutadores y uso general como indicador donde se requiera una señal azul brillante y nítida.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

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 están destinados para el funcionamiento normal.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Superar esta tensión en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):10 mA. La corriente continua máxima para un funcionamiento fiable a largo plazo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, 1 kHz). Esto permite pulsos breves de corriente más alta, útiles para multiplexación o señalización pulsada, pero la potencia media debe gestionarse.
• Disipación de Potencia (P_d):40 mW. La pérdida de potencia máxima permitida (V_F* I_F) a una temperatura ambiente de 25°C. Es necesario reducir la potencia a temperaturas más altas.
• Resistencia a ESD (HBM):2000V. Proporciona un grado de protección contra descargas electrostáticas durante la manipulación, pero aún se recomiendan protocolos ESD adecuados.
• Temperatura de Funcionamiento (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para el funcionamiento.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Perfil de reflujo con pico a 260°C durante un máximo de 10 segundos; Soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas (Ta=25°C, I_F=5mA)

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED en condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_v):14.5 a 36.0 mcd (mililumen). La salida real se clasifica (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico). Este amplio ángulo de visión es característico del diseño de la lente del LED, proporcionando un patrón de emisión amplio.
• Longitud de Onda de 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 a 475 nm. Esto define el color percibido de la luz y también se clasifica.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):25 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Tensión Directa (V_F):2.70 a 3.20 V. La caída de tensión a través del LED a la corriente de prueba. Este parámetro se clasifica y tiene una tolerancia de ±0.05V dentro de una clasificación.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en grupos de rendimiento (bins). El 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T utiliza un sistema de clasificación tridimensional para intensidad luminosa, longitud de onda dominante y tensión directa.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Las clasificaciones se definen por los códigos L2, M1, M2 y N1, con intensidades mínimas que van desde 14.5 mcd hasta 28.5 mcd. El código de clasificación en el número de pieza (ej., 'N1' en ZL2N1QY) especifica la salida luminosa mínima y máxima garantizada. Se aplica una tolerancia de ±11% a la intensidad luminosa.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Color)

La longitud de onda se clasifica en dos códigos: 'X' (465-470 nm) y 'Y' (470-475 nm). El número de pieza indica esta clasificación (ej., ZL2N1QY). Se especifica una tolerancia de ±1nm para la longitud de onda dominante.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cinco grupos codificados del 29 al 33, correspondientes a rangos de tensión desde 2.70-2.80V hasta 3.10-3.20V. El número de pieza indica esta clasificación (ej., ZL2N1QY). La tolerancia dentro de una clasificación es de ±0.05V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las características electro-ópticas típicas para un LED de este tipo incluirían:

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Muestra la relación exponencial entre la corriente directa y la tensión directa. La tensión de codo es típicamente de alrededor de 2.7-3.2V para los LED azules de InGaN.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:La intensidad generalmente aumenta linealmente con la corriente en el rango de funcionamiento normal (hasta I_F), pero la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:La salida de luz típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Comprender esta reducción es crucial para diseños que operan a altas temperaturas ambientales.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, centrada alrededor de 468 nm con un FWHM de ~25 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un tamaño nominal del cuerpo de 1.6mm de longitud, 0.8mm de ancho y 0.6mm de altura. El dibujo del encapsulado especifica las dimensiones exactas y tolerancias (±0.1mm a menos que se indique lo contrario) para el cuerpo del LED, las almohadillas de soldadura y la ubicación de la marca del cátodo. El cátodo se identifica por una marca específica en el encapsulado, lo cual es crítico para la orientación correcta en el PCB.

5.2 Huella de PCB Recomendada

Debe utilizarse un diseño de patrón de pistas que se adapte a las dimensiones del encapsulado y permita la formación adecuada del filete de soldadura. El dibujo dimensional de la hoja de datos proporciona la base para crear esta huella en el software CAD de PCB.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Para ensamblaje libre de plomo, se proporciona un perfil de reflujo recomendado: precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, tiempo por encima del líquido (217°C) durante 60-150 segundos, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. La velocidad máxima de calentamiento es de 6°C/seg, y la velocidad máxima de enfriamiento es de 3°C/seg. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador de baja potencia (<25W). Se debe permitir un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre la soldadura de cada terminal para evitar estrés térmico.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

El producto se envasa en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrir, los LED deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. La "vida útil en planta" bajo estas condiciones es de 1 año. Si se excede el tiempo de almacenamiento o el desecante indica absorción de humedad, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de la soldadura.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve con las dimensiones especificadas en la hoja de datos. Cada carrete contiene 2000 piezas. También se proporcionan las dimensiones del carrete para equipos de manejo automatizado.

7.2 Información de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Pieza del Fabricante (P/N), Cantidad de Empaquetado (QTY) y los códigos de clasificación específicos para el Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (HUE) y Rango de Tensión Directa (REF), junto con el Número de Lote.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Limitación de Corriente

Crítico:Sedebeutilizar una resistencia limitadora de corriente externa o un controlador de corriente constante en serie con el LED. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye a medida que se calienta la unión. Sin limitación de corriente, esto puede provocar una fuga térmica y un fallo rápido (quemado). El valor de la resistencia se calcula usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (40mW máx.), un diseño adecuado del PCB puede ayudar a gestionar la temperatura de la unión. Asegúrese de un área de cobre adecuada conectada a las almohadillas térmicas del LED (si las hay) o a las pistas del ánodo/cátodo para actuar como disipador de calor, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.

8.3 ESD y Manipulación

A pesar de la protección ESD incorporada, se deben observar las precauciones estándar contra ESD (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra, espuma conductora) durante la manipulación y el ensamblaje para prevenir daños latentes.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El encapsulado 15-11 ofrece un equilibrio entre miniaturización y facilidad de manejo/fabricación. En comparación con LED SMD más grandes (ej., 3528, 5050), ahorra un espacio significativo en la placa. En comparación con encapsulados aún más pequeños tipo chip-scale (CSP), generalmente es más fácil de ensamblar, inspeccionar y re-trabajar utilizando procesos SMT estándar. Su amplio ángulo de visión de 130 grados lo diferencia de los LED con ángulos de haz más estrechos diseñados para iluminación focalizada.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia en serie si mi fuente de alimentación es de 3.0V?

R: No. Incluso si la tensión de alimentación está cerca de la V_Ftípica, la variación en V_F(entre clasificaciones y con la temperatura) y la tolerancia de la tensión de alimentación hacen que la conexión directa sea arriesgada. Siempre se requiere un mecanismo limitador de corriente.

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

R: La longitud de onda de pico (λ_p) es la longitud de onda física de máxima emisión espectral. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda de la luz monocromática que coincidiría con el color percibido del LED. Para los LED azules, a menudo están muy cerca.

P: ¿Cómo interpreto el número de pieza '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T'?

R: '15-11' es el código del encapsulado. 'BHC' probablemente indica el color (Azul) y otros atributos. 'ZL2N1QY' contiene los códigos de clasificación: Intensidad Luminosa (N1), Longitud de Onda Dominante (Q) y Tensión Directa (Y). '2T' puede referirse al empaquetado en cinta.

11. Ejemplo de Caso de Uso en Diseño

Escenario: Retroiluminación de un panel de conmutadores de membrana.Se colocan múltiples LED azules 15-11 detrás de iconos translúcidos en un panel. Un diseño simple usaría una fuente de alimentación de 5V. Para una I_Fde 5mA y una V_Ftípica de 3.0V, el valor de la resistencia en serie es R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω. Una resistencia estándar de 390Ω o 430Ω sería adecuada. Los LED se pueden conectar en paralelo, cada uno con su propia resistencia, para garantizar un brillo uniforme a pesar de las variaciones de V_F. El amplio ángulo de visión garantiza una iluminación uniforme del área del icono.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una unión p-n de semiconductor hecha de materiales de InGaN. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En el InGaN, esta recombinación libera energía principalmente en forma de fotones (luz) en la región azul del espectro visible. La longitud de onda específica está determinada por la energía de la banda prohibida de la composición de la aleación de InGaN.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED azules eficientes, posibilitado por la tecnología de InGaN, fue un logro fundamental en la iluminación de estado sólido, que condujo a la creación de LED blancos (mediante conversión de fósforo) y al Premio Nobel de Física en 2014. Las tendencias actuales en LED SMD continúan hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mayor densidad de potencia en encapsulados más pequeños, una mejor reproducción cromática y tolerancias de clasificación más estrictas para un rendimiento consistente en aplicaciones exigentes como la retroiluminación de pantallas y la iluminación automotriz.