Hoja de Datos del LED SMD Azul 19-117 - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 2.6-3.0V - Potencia 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-117 es un LED azul compacto de montaje superficial, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren miniaturización y alta fiabilidad. Este componente utiliza tecnología de chip InGaN para producir una emisión azul con una longitud de onda pico típica de 468nm. Sus principales ventajas incluyen un tamaño significativamente menor en comparación con los LED con patillas, permitiendo una mayor densidad de componentes en las PCB, reduciendo el tamaño del equipo y el peso en dispositivos portátiles y miniaturizados. El producto está completamente libre de plomo, incluye protección ESD y cumple con las directivas RoHS, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está especificado para operar dentro de límites eléctricos y térmicos estrictos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. Los límites absolutos máximos definen las fronteras más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente. El voltaje inverso (VR) está limitado a 5V, enfatizando la necesidad de un diseño de circuito adecuado para evitar polarización inversa accidental. La corriente directa continua (IF) está clasificada en 10mA, mientras que una corriente directa pico (IFP) de 100mA es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz), útil para multiplexación o señalización breve de alta luminosidad. La disipación de potencia máxima (Pd) es de 40mW, un parámetro crítico para la gestión térmica, especialmente en placas densamente pobladas. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM), ofreciendo una buena robustez en manipulación. El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +85°C, y de almacenamiento (Tstg) de -40°C a +90°C, indicando idoneidad para entornos hostiles. También se especifican perfiles de temperatura de soldadura, con la soldadura por reflujo alcanzando un pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las métricas clave de rendimiento se definen en una condición de prueba estándar de 25°C de temperatura ambiente y una corriente directa de 2mA. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de 5.80 mcd a 11.5 mcd, categorizado en grupos específicos (J2, K1, K2). El ángulo de visión (2θ1/2) es amplio, de 120 grados, proporcionando un patrón de luz difuso ideal para retroiluminación e indicadores de estado. Las características espectrales incluyen una longitud de onda pico (λp) de 468nm y un rango de longitud de onda dominante (λd) de 470nm a 475nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 25nm. El voltaje directo (VF) varía de 2.60V a 3.00V a 2mA, con grupos de voltaje específicos (28, 29, 30, 31) definidos para un control más estricto en producción. Se indican tolerancias: ±11% para intensidad luminosa, ±1nm para longitud de onda dominante y ±0.05V para voltaje directo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto emplea un sistema integral de clasificación (binning) para garantizar un rendimiento consistente en producción en volumen. Este sistema categoriza los LED en base a tres parámetros clave:

• Intensidad Luminosa (CAT):Grupos J2 (5.80-7.20 mcd), K1 (7.20-9.00 mcd) y K2 (9.00-11.5 mcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar el nivel de brillo apropiado para su aplicación.
• Longitud de Onda Dominante (HUE):Un único grupo 'Y' que cubre de 470.0nm a 475.0nm, asegurando una salida de color azul consistente.
• Voltaje Directo (REF):Grupos 28 (2.60-2.70V), 29 (2.70-2.80V), 30 (2.80-2.90V) y 31 (2.90-3.00V). Esto es crucial para diseñar circuitos de excitación de corriente estables y predecir con precisión el consumo de energía.

Esta información de clasificación se refleja en la etiqueta del producto, permitiendo una trazabilidad y selección precisa para el montaje automatizado y el control de calidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se detallan gráficos específicos en el texto proporcionado, las curvas características electro-ópticas típicas para estos LED incluirían:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación exponencial, crítica para determinar el punto de operación y el valor de la resistencia en serie.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta los límites máximos especificados.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, una consideración clave para el diseño térmico.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~468nm y el ancho de banda de 25nm.

Estas curvas son esenciales para que los ingenieros modelen el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones de operación y optimicen el diseño del circuito de excitación para eficiencia y longevidad.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El 19-117 presenta un encapsulado compacto de montaje superficial. Las dimensiones del encapsulado se definen típicamente en un dibujo con una tolerancia de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. Las características mecánicas clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como el diseño del patrón de pistas para soldadura. La polaridad se indica mediante una marca en el cuerpo del componente, como un indicador de cátodo (a menudo un punto verde, una muesca o una marca similar). El encapsulado está diseñado para ser compatible con cinta portadora estándar de 8mm de ancho en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando los procesos de montaje automatizado pick-and-place.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

Los LED son sensibles a la humedad. Antes de abrir, deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir, la "vida útil en planta" es de 1 año bajo ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse en embalaje a prueba de humedad con desecante. Si se exceden las condiciones o el tiempo de almacenamiento especificados, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante la soldadura por reflujo.

6.2 Proceso de Soldadura

El dispositivo es compatible con procesos de reflujo por infrarrojos y fase de vapor. Se recomienda un perfil de reflujo específico sin plomo: precalentamiento a 150-200°C durante 60-120 segundos, un tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos, una temperatura pico máxima de 260°C mantenida no más de 10 segundos, y tasas controladas de calentamiento/enfriamiento (máx. 6°C/seg y 3°C/seg respectivamente). El reflujo no debe realizarse más de dos veces. Durante la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, aplicada no más de 3 segundos por terminal, usando un soldador de baja potencia (<25W). Debe evitarse el estrés en el cuerpo del LED durante el calentamiento, y está prohibida la deformación de la placa después de la soldadura.

6.3 Protección del Circuito

Es obligatorio utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que un ligero aumento en el voltaje (o una disminución en Vf debido al aumento de temperatura) puede causar un gran aumento en la corriente, potencialmente destructivo, si no está limitado adecuadamente por una resistencia externa.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar consiste en 3000 piezas por carrete. Las dimensiones de la cinta portadora se especifican para garantizar compatibilidad con equipos automatizados. El producto se envía en una bolsa de aluminio resistente a la humedad que contiene desecante y una tarjeta indicadora de humedad. La etiqueta del carrete contiene información crítica para identificación y trazabilidad, incluyendo el número de producto (P/N), cantidad (QTY) y los códigos de grupo específicos para intensidad luminosa (CAT), longitud de onda dominante (HUE) y voltaje directo (REF).

8. Recomendaciones de Aplicación

El LED 19-117 es muy adecuado para una variedad de aplicaciones de indicación y retroiluminación de baja potencia. Su pequeño tamaño y amplio ángulo de visión lo hacen ideal para:

• Retroiluminación:Iluminación para instrumentos de tablero, interruptores de membrana, teclados y pantallas LCD en electrónica de consumo.
• Indicadores de Estado:Luces de estado de energía, conectividad o función en equipos de telecomunicaciones (teléfonos, faxes), periféricos de computadora y electrodomésticos.
• Señalización de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera un indicador visual azul, compacto y fiable.

Consideraciones de Diseño:Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie. Considere los efectos de la temperatura en la intensidad luminosa y el voltaje directo. Asegúrese de que el diseño de la PCB proporcione una disipación de calor adecuada, especialmente si opera cerca de los límites máximos. Adhiérase estrictamente al perfil de soldadura recomendado y a las condiciones de almacenamiento para prevenir daños.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED antiguos de orificio pasante, el 19-117 ofrece ventajas significativas en tamaño, peso e idoneidad para el montaje automatizado. Dentro de la categoría de LED SMD azules, sus diferenciadores clave son su combinación específica de un ángulo de visión de 120 grados, una estructura de clasificación definida para color y brillo consistentes, protección ESD integrada y un nivel robusto de sensibilidad a la humedad (MSL) con directrices claras de manipulación. La clasificación ESD especificada de 2000V proporciona una mejor robustez en manipulación que muchos LED básicos.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar con este LED?

R: El valor depende de su voltaje de alimentación (Vs) y la corriente directa deseada (If, máx. 10mA continua). Use la Ley de Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Use el Vf máximo de la hoja de datos (3.00V) para un diseño conservador que asegure que la corriente nunca exceda el límite.

P: ¿Puedo usar este LED en exteriores?

R: El rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) permite su uso en muchos entornos exteriores. Sin embargo, el encapsulado no está específicamente clasificado para ser impermeable o resistente a los UV. Para exposición directa a la intemperie, es necesario un recubrimiento conformado adicional o una carcasa.

P: ¿Por qué es tan importante la condición de almacenamiento?

R: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o agrietamiento ("efecto palomita"), lo que destruye el LED. Los procedimientos de almacenamiento y horneado previenen esto.

P: ¿Qué significa el código de grupo en la etiqueta?

R: Le indica el grupo de rendimiento específico para ese carrete de LED. Por ejemplo, un código K2-Y-30 indica: Grupo de Intensidad Luminosa K2 (9.00-11.5 mcd), Grupo de Longitud de Onda Dominante Y (470-475nm) y Grupo de Voltaje Directo 30 (2.80-2.90V). Esto asegura consistencia en su producción.

11. Ejemplo Práctico de Aplicación

Escenario: Diseñar un indicador de estado de baja potencia para un dispositivo USB.

El dispositivo funciona desde un bus USB de 5V. El objetivo es indicar "encendido" con un LED azul. Se elige una corriente directa de 5mA para un brillo adecuado y bajo consumo.

Cálculo:Usando el Vf máximo de 3.00V por seguridad: R = (5V - 3.00V) / 0.005A = 400 Ohmios. El valor estándar más cercano es 390 Ohmios. La corriente real sería: I = (5V - ~2.8V_típico) / 390Ω ≈ 5.64mA, lo cual es seguro y dentro de especificaciones. El LED se colocaría en serie con esta resistencia de 390Ω entre el riel de 5V y tierra (observando la polaridad correcta). La huella en la PCB coincidiría con el patrón de pistas recomendado del dibujo del encapsulado.

12. Introducción al Principio Técnico

Este LED se basa en una heteroestructura semiconductor que utiliza Nitruro de Galio e Indio (InGaN) como capa activa. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que se correlaciona directamente con la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, azul (~468nm). La lente de resina epoxi encapsula el chip, proporcionando protección mecánica, dando forma al haz de salida de luz (ángulo de 120 grados) y, a menudo, contiene fósforos si se produjera un color diferente (como blanco).

13. Tendencias y Contexto de la Industria

El 19-117 representa un producto maduro en el mercado de LED SMD. Las tendencias actuales de la industria se centran en varias áreas más allá de los indicadores básicos: mayor eficacia luminosa (más luz por vatio), corrientes de excitación máximas más altas para salidas más brillantes en encapsulados más pequeños, mejor reproducción cromática y consistencia, e integración de electrónica de control (como drivers de corriente constante) dentro del propio encapsulado LED. También hay un fuerte impulso hacia una fiabilidad aún mayor para aplicaciones automotrices e industriales especializadas. Si bien este componente está optimizado para uso general, las nuevas generaciones amplían los límites en términos de densidad de potencia, rendimiento térmico y funciones inteligentes. Los principios de diseño de circuito adecuado, gestión térmica y manipulación cuidadosa descritos en esta hoja de datos siguen siendo universalmente aplicables en todas las tecnologías LED.