Hoja de Datos del LED SMD 18-225/B6R6C-C01/3T - Tamaño 1.6x0.8x0.7mm - Voltaje 2.0-3.3V - Potencia 60-150mW - Azul y Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 18-225 representa una solución de LED de montaje superficial compacta, diseñada para aplicaciones electrónicas modernas que requieren miniaturización y alta fiabilidad. Esta serie se ofrece en dos variantes de color distintas: un LED azul basado en tecnología de chip InGaN y un LED rojo brillante basado en tecnología de chip AlGaInP. La filosofía de diseño principal se centra en permitir huellas más pequeñas en la placa de circuito impreso (PCB), una mayor densidad de empaquetado de componentes y, en última instancia, contribuir al desarrollo de equipos de usuario final más compactos y ligeros.

1.1 Características y Ventajas Principales

El dispositivo incorpora varias características clave que mejoran su usabilidad y rendimiento en entornos de fabricación automatizada. Se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con el equipo estándar de montaje automático pick-and-place. El componente está cualificado para su uso con procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojos (IR) como de fase vapor, que son predominantes en la producción de electrónica de alto volumen. Está construido como un tipo monocromático, no contiene plomo (libre de Pb) y cumple con las principales normativas medioambientales, incluyendo la directiva RoHS de la UE, el reglamento REACH y los requisitos libres de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm y su suma <1500 ppm). El tamaño inherentemente pequeño y la naturaleza ligera de este encapsulado SMD lo convierten en una elección ideal para aplicaciones donde el espacio y el peso son limitaciones críticas.

1.2 Aplicaciones Objetivo

La versatilidad de la serie de LED 18-225 permite su despliegue en un amplio espectro de aplicaciones. Los usos comunes incluyen retroiluminación para cuadros de instrumentos e interruptores de membrana. En equipos de telecomunicaciones, sirve eficazmente como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos como teléfonos y máquinas de fax. También es adecuado para proporcionar una retroiluminación plana y uniforme para pantallas de cristal líquido (LCD), leyendas de interruptores y símbolos. Finalmente, sus características de propósito general lo convierten en una opción fiable para una amplia gama de otras tareas de indicación e iluminación en electrónica de consumo, industrial y automotriz.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. El voltaje inverso máximo (V_R) es de 5V para ambas variantes de color. La corriente directa continua (I_F) nominal es de 25 mA tanto para los LED B6 (azul) como R6 (rojo). Para operación pulsada, la corriente directa de pico (I_FP) con un ciclo de trabajo de 1/10 y una frecuencia de 1 kHz es de 100 mA para el B6 y de 60 mA para el R6. La disipación de potencia máxima (P_d) es de 150 mW para el B6 y de 60 mW para el R6. El voltaje de resistencia a la descarga electrostática (ESD), según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM), es de 150V para el B6 y significativamente mayor, 2000V, para el R6. El rango de temperatura de operación (T_opr) es de -40°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento (T_stg) es ligeramente más amplio, de -40°C a +90°C. El dispositivo puede soportar temperaturas de soldadura de 260°C durante 10 segundos durante el reflujo o 350°C durante 3 segundos durante la soldadura manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 5 mA, salvo que se indique lo contrario. La intensidad luminosa típica (I_v) tanto para B6 como para R6 es de 28.5 mcd, con un mínimo de 18.0 mcd. El ángulo de visión (2θ_1/2) es típicamente de 120 grados. Para el LED B6 (azul), la longitud de onda de pico (λ_p) es de 468 nm y la longitud de onda dominante (λ_d) es de 470 nm, con un ancho de banda espectral (Δλ) de 35 nm. Para el LED R6 (rojo), la longitud de onda de pico es de 632 nm, la longitud de onda dominante es de 624 nm y el ancho de banda espectral es de 20 nm. El voltaje directo (V_F) oscila entre 2.7V y 3.7V (típico 3.3V) para el B6, y entre 1.7V y 2.4V (típico 2.0V) para el R6. La corriente inversa máxima (I_R) a V_R=5V es de 50 μA para el B6 y de 10 μA para el R6. Notas importantes incluyen una tolerancia de intensidad luminosa de ±11%, una tolerancia de longitud de onda dominante de ±1 nm y una tolerancia de voltaje directo de ±0.10V. La prueba de voltaje inverso es solo para caracterización; el dispositivo no debe operarse en polarización inversa.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona un conjunto completo de curvas características para ambos tipos de LED, que son esenciales para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

3.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Las curvas I-V ilustran la relación entre la corriente que fluye a través del LED y la caída de voltaje a través del mismo. Estas curvas son no lineales, típicas del comportamiento de un diodo. Para el LED azul B6, el voltaje aumenta bruscamente después de superar aproximadamente 2.7V. Para el LED rojo R6, esta activación ocurre alrededor de 1.7V. Los diseñadores utilizan estas curvas para seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas para garantizar una operación estable a la corriente de accionamiento deseada.

3.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Estos gráficos muestran cómo aumenta la salida de luz con la corriente de accionamiento. La relación es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado, pero se saturará a corrientes muy altas. Estos datos son cruciales para determinar la corriente de accionamiento requerida para lograr un nivel de brillo específico.

3.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Estas curvas demuestran la dependencia térmica de la salida de luz. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Comprender esta desclasificación es vital para aplicaciones que operan en un amplio rango de temperaturas o en entornos de alta temperatura ambiente, asegurando un rendimiento de brillo consistente.

3.4 Curva de Desclasificación de Corriente Directa

Este gráfico especifica la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. Para evitar el sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad a largo plazo, la corriente de accionamiento debe reducirse cuando se opera a temperaturas elevadas. La curva proporciona las pautas necesarias para esta desclasificación térmica.

3.5 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales muestran la potencia radiante relativa en función de la longitud de onda. El LED azul B6 muestra un pico principal alrededor de 468 nm. El LED rojo R6 muestra un pico principal alrededor de 632 nm. El ancho de estos picos, indicado por el parámetro de ancho de banda espectral, afecta la pureza del color de la luz emitida.

3.6 Diagrama de Radiación

Los patrones de radiación polar representan la distribución espacial de la intensidad de la luz. El típico ángulo de visión de 120 grados se confirma con estos diagramas, que muestran el ancho angular en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). Esta información es clave para el diseño óptico, determinando cómo se percibirá o recogerá la luz.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED 18-225 presenta un encapsulado de montaje superficial compacto. Las dimensiones clave incluyen una longitud del cuerpo de 1.6 mm, un ancho de 0.8 mm y una altura de 0.7 mm (con una tolerancia de ±0.1 mm). El componente tiene un perfil bajo, con un espesor típico de 0.5 mm. La hoja de datos proporciona vistas detalladas superior, lateral e inferior con todas las medidas críticas claramente etiquetadas. La polaridad se indica mediante una marca de cátodo en el encapsulado.

4.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella) sugerido para el diseño de PCB. Las dimensiones de los pads se dan como referencia: típicamente 0.8 mm por 0.8 mm para los pads de ánodo y cátodo, con una separación de 0.4 mm entre ellos. La documentación establece explícitamente que este es un diseño sugerido y debe modificarse según los procesos de fabricación individuales, el material del PCB y los requisitos térmicos. El cumplimiento de estas pautas promueve la formación confiable de juntas de soldadura y una disipación térmica adecuada durante el reflujo.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Para soldadura sin plomo, se recomienda un perfil de temperatura específico. La zona de precalentamiento debe aumentar desde ambiente hasta 150-200°C durante 60-120 segundos. El tiempo por encima de la temperatura de liquidus del soldador (217°C) debe mantenerse durante 60-150 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo dentro de 5°C de este pico debe limitarse a un máximo de 10 segundos. La tasa máxima de calentamiento hasta el pico es de 6°C por segundo, y la tasa máxima de enfriamiento desde el pico es de 3°C por segundo. Es fundamental que la soldadura por reflujo no se realice más de dos veces en el mismo dispositivo para evitar daños térmicos en el dado interno y las uniones por alambre.

5.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante para evitar la absorción de humedad ambiental. La bolsa sin abrir debe almacenarse a 30°C o menos y al 90% de humedad relativa (HR) o menos. Una vez abierta la bolsa, los componentes tienen una "vida útil en planta" de 1 año cuando se almacenan a 30°C/60%HR o menos. Cualquier dispositivo no utilizado debe volver a sellarse en un paquete a prueba de humedad. Si el indicador de desecante muestra saturación o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de que los componentes puedan someterse a soldadura por reflujo para prevenir el "efecto palomita" o la delaminación.

5.3 Precauciones Críticas de Uso

Protección contra Sobrecorriente:Los LED son dispositivos accionados por corriente. Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria en serie con el LED. Incluso un pequeño aumento en el voltaje directo puede causar un aumento grande y potencialmente destructivo en la corriente si no se limita adecuadamente. El diseño del circuito debe tener en cuenta la tolerancia de voltaje de la fuente de alimentación y la variación del voltaje directo del LED.

Manipulación:Deben observarse las precauciones estándar de ESD (descarga electrostática) durante la manipulación y el montaje, especialmente para la variante B6 que tiene una clasificación ESD más baja.

6. Información de Empaquetado y Pedido

6.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los componentes se entregan en cinta portadora con relieve de 8 mm de ancho, enrollada en un carrete estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los bolsillos de la cinta portadora, la cinta de cubierta y el núcleo del carrete para garantizar la compatibilidad con el equipo de alimentación automática.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios identificadores clave: el Número de Producto del Cliente (CPN), el Número de Producto del fabricante (P/N), la Cantidad de Empaque (QTY) y el Número de Lote (LOT No.). También incluye información de clasificación (binning) para parámetros críticos: Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE) y Rango de Voltaje Directo (REF). Esta clasificación permite la selección de LED con características estrechamente agrupadas para aplicaciones que requieren consistencia de color o brillo.

7. Consideraciones de Diseño de Aplicación

7.1 Diseño del Circuito

La tarea de diseño fundamental es calcular el valor de la resistencia en serie (R_s). La fórmula es R_s = (V_fuente - V_F) / I_F, donde V_F es el voltaje directo del LED a la corriente deseada I_F. La potencia nominal de la resistencia debe ser suficiente: P_resistor = (I_F)^2 * R_s. Los diseñadores deben usar el V_F máximo de la hoja de datos para garantizar que la corriente no exceda la clasificación máxima incluso en las peores condiciones. Por ejemplo, para accionar el LED rojo R6 a 20 mA desde una fuente de 5V: Usando V_F máx=2.4V, R_s = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios. Se seleccionaría el valor estándar más cercano (por ejemplo, 130 o 120 Ohmios) y se verificaría su potencia nominal.

7.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, una gestión térmica efectiva sigue siendo importante para la longevidad y la salida estable. La potencia disipada en el LED es P_LED = V_F * I_F. Este calor debe conducirse a través de los pads de soldadura y hacia el cobre del PCB. Usar los tamaños de pad recomendados o más grandes, y conectarlos a áreas de cobre (alivios térmicos), puede mejorar significativamente la disipación de calor, especialmente cuando se opera a corrientes más altas o en entornos cálidos.

7.3 Integración Óptica

El amplio ángulo de visión de 120 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y difusa. Para una luz más dirigida, se pueden emplear ópticas secundarias como lentes o guías de luz. Las dimensiones del encapsulado y los datos del patrón de radiación son esenciales para diseñar estos elementos ópticos.

8. Comparación Técnica y Guía de Selección

La serie 18-225 ofrece dos tecnologías distintas en una misma huella de encapsulado. El LED azul B6 (InGaN) proporciona una longitud de onda más corta, un voltaje directo más alto y una mayor capacidad de disipación de potencia, pero tiene una tolerancia ESD más baja. El LED rojo brillante R6 (AlGaInP) ofrece una longitud de onda más larga, un voltaje directo más bajo y una robustez ESD superior, pero tiene una disipación de potencia máxima más baja. La elección entre ellos está impulsada principalmente por el color requerido. Para aplicaciones donde ambos colores podrían usarse en la misma placa, los diferentes voltajes directos requieren cálculos separados de resistencias limitadoras de corriente para cada canal de color para lograr una corriente uniforme y, por lo tanto, un brillo controlado.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde un pin GPIO de un microcontrolador?

R: Generalmente, no. La mayoría de los pines de microcontrolador no pueden suministrar o absorber la corriente de operación típica de 20-25 mA de estos LED. Se requiere una resistencia limitadora de corriente externa y, a menudo, un transistor controlador.

P: ¿Por qué la clasificación ESD es diferente para las versiones azul y roja?

R: La diferencia proviene de las propiedades inherentes del material de los chips semiconductores de InGaN (azul) y AlGaInP (rojo). Las estructuras de AlGaInP son típicamente más robustas contra la descarga electrostática.

P: ¿Qué significa el color de resina "transparente"?

R: Indica que la lente encapsulante del LED es transparente, no difusa o teñida. Esto permite que se emita el color real del chip (azul o rojo), lo que a menudo resulta en un brillo percibido más alto y un color más saturado en comparación con un encapsulado difuso.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación (CAT, HUE, REF) en la etiqueta?

R: Estos códigos corresponden a rangos específicos de intensidad luminosa, longitud de onda dominante/cromaticidad y voltaje directo, respectivamente. Permiten a los fabricantes agrupar LED con un rendimiento similar. Para aplicaciones críticas, consulte el documento detallado de clasificación del fabricante para seleccionar el código apropiado para sus necesidades.