Especificación del LED SMD 12-21/GHC-YR2S2/2C - Verde Brillante - 3.5V - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 12-21/GHC-YR2S2/2C es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Este componente representa un avance significativo respecto a los LED tradicionales de tipo con patillas, ofreciendo beneficios sustanciales en términos de aprovechamiento del espacio en la placa, eficiencia de montaje y miniaturización general del sistema. Su ventaja principal radica en su huella extremadamente pequeña, lo que contribuye directamente a una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB), reduce los requisitos de almacenamiento y, en última instancia, permite crear equipos finales más pequeños y ligeros. La naturaleza ligera del encapsulado lo hace especialmente adecuado para aplicaciones donde el peso y el espacio son limitaciones críticas.

Este LED se clasifica como monocromático, emitiendo una luz verde brillante. Está construido utilizando un chip de material InGaN (Nitruro de Galio e Indio), encapsulado en una resina transparente. Esta combinación es responsable de sus características ópticas específicas. El producto cumple plenamente con los estándares ambientales y de seguridad contemporáneos, ya que no contiene plomo (Pb-free), cumple con el reglamento REACH de la UE y se clasifica como libre de halógenos, con límites estrictos en el contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Tensión Inversa (V_R):5 V. Exceder esta tensión en polarización inversa puede dañar la unión semiconductora.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esto solo es permisible en condiciones de pulsos con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Disipación de Potencia (P_d):95 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar sin exceder sus límites térmicos.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):150 V. Esto indica la sensibilidad del dispositivo a la electricidad estática; son obligatorios los procedimientos de manejo ESD adecuados.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico en condiciones normales de operación, típicamente a I_F= 20 mA y Ta = 25°C.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 140 mcd hasta un máximo de 285 mcd, con una tolerancia típica de ±11%. Esto mide el brillo percibido de la fuente de luz.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):518 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la que la emisión óptica es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 520 nm a 535 nm, con una tolerancia de ±1 nm. Esta longitud de onda se correlaciona más estrechamente con el color percibido (verde).
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). Esto indica la dispersión de longitudes de onda emitidas alrededor del pico.
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 3.5 V, con un máximo de 4.3 V a 20 mA, y una tolerancia de ±0.1 V. Esta es la caída de tensión a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 50 μA a V_R= 5 V. Esta es la pequeña corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en el brillo y el color, los LED se clasifican en grupos (bins) según su rendimiento medido.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en tres grupos (R2, S1, S2) según su intensidad luminosa medida a I_F= 20 mA.

• Grupo R2:140 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)
• Grupo S1:180 mcd (Mín) a 225 mcd (Máx)
• Grupo S2:225 mcd (Mín) a 285 mcd (Máx)

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar el tono de verde.

• Grupo X:520 nm (Mín) a 525 nm (Máx)
• Grupo Y:525 nm (Mín) a 530 nm (Máx)
• Grupo Z:530 nm (Mín) a 535 nm (Máx)

Los códigos de grupo específicos (por ejemplo, YR2S2 en el número de pieza) indican la combinación de grupos de longitud de onda e intensidad para una unidad dada, permitiendo a los diseñadores seleccionar LED con características muy similares para lograr una apariencia uniforme en matrices de múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, típicamente incluyen las siguientes relaciones, que son críticas para el diseño:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Esta curva no lineal muestra cómo aumenta la tensión con la corriente. Operar a los 20mA recomendados garantiza un rendimiento estable dentro de la V_F range.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta el valor máximo nominal. Destaca la importancia de la regulación de corriente, no de tensión, para controlar el brillo.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Típicamente muestra una disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura. Esto es crucial para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, centrado alrededor del pico de 518 nm con un ancho de banda de 35 nm, confirmando la emisión de color verde puro.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 12-21 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, con una tolerancia general de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario) incluyen la longitud, anchura y altura totales. El encapsulado presenta dos terminales de ánodo/cátodo en la parte inferior para montaje superficial. El diseño incluye marcas de polaridad claras (típicamente una muesca o un punto verde en el lado del cátodo) para asegurar la orientación correcta durante el montaje. El dibujo dimensional exacto proporciona información crítica para el diseño del patillaje en la PCB, asegurando una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Embalaje para Envío y Almacenamiento

Los LED se suministran en embalaje resistente a la humedad para prevenir daños por la humedad ambiental, lo cual es crítico para el cumplimiento del Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL). Se cargan en cinta portadora de 8mm de ancho, que luego se enrolla en un carrete de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. El embalaje incluye un desecante y se sella dentro de una bolsa de aluminio a prueba de humedad. La etiqueta de la bolsa contiene información esencial para la trazabilidad e identificación, incluyendo Número de Producto (P/N), cantidad (QTY) y los códigos de grupo específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante/Matiz (HUE) y Tensión Directa (REF).

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Precauciones Críticas

• Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esabsolutamente obligatoria. La tensión directa del LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y ligeras variaciones pueden causar aumentos grandes y dañinos en la corriente si se alimenta directamente desde una fuente de tensión.
• Almacenamiento y Manipulación:La bolsa no debe abrirse hasta que esté lista para su uso. Antes de abrir, almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir, la "vida útil en planta" es de 168 horas a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse con desecante. Si se excede el almacenamiento, se requiere un horneado a 60±5°C durante 24 horas.
• Soldadura por Reflujo:Se especifica un perfil de temperatura sin plomo. Los parámetros clave incluyen un precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120s, tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150s, y una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. No se debe realizar el reflujo más de dos veces.
• Soldadura Manual:Si es necesario, utilice un soldador con temperatura de punta ≤350°C, capacidad ≤25W, y limite el tiempo de contacto a 3 segundos por terminal. Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre terminales. Evite el estrés en el encapsulado durante el calentamiento.
• Reparación:Se desaconseja firmemente la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, se debe utilizar un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando estrés mecánico. El impacto en las características del LED debe verificarse de antemano.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminar indicadores en tableros de automóviles, paneles de control, interruptores y pulsadores debido a su pequeño tamaño y salida brillante.
• Equipos de Telecomunicaciones:Utilizado como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos, máquinas de fax y hardware de red.
• Retroiluminación de Paneles LCD:Adecuado para requisitos de retroiluminación plana detrás de pequeñas pantallas LCD, símbolos o leyendas.
• Uso General como Indicador:Un componente versátil para indicadores de encendido, luces de estado e iluminación decorativa en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Conducción:Utilice siempre un controlador de corriente constante o una fuente de tensión con una resistencia en serie. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F, donde V_Fdebe tomarse como el valor máximo (4.3V) para un diseño robusto.
• Gestión Térmica:Aunque es de bajo consumo, asegúrese de que el diseño de la PCB proporcione una adecuada disipación térmica, especialmente si se agrupan múltiples LED o se operan en altas temperaturas ambientales, ya que el calor reduce la salida de luz y la vida útil.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados proporciona una amplia visibilidad. Para haces enfocados, pueden requerirse lentes externas o guías de luz.
• Protección ESD:Implemente protección ESD en las líneas de entrada si el LED está en una ubicación accesible al usuario, ya que la clasificación de 150V HBM indica una sensibilidad moderada.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los encapsulados de LED más antiguos de orificio pasante (por ejemplo, LED de 3mm o 5mm), el formato SMD 12-21 ofrece ventajas decisivas:

• Tamaño y Densidad:Drásticamente más pequeño, permitiendo diseños modernos miniaturizados imposibles con componentes de orificio pasante.
• Costo y Velocidad de Montaje:Totalmente compatible con equipos automatizados de alta velocidad de colocación y soldadura por reflujo, reduciendo el tiempo y costo de montaje en comparación con la inserción y soldadura manual.
• Consistencia de Rendimiento:El proceso de fabricación y clasificación SMD típicamente produce parámetros ópticos y eléctricos más consistentes de lote a lote.
• Fiabilidad:La construcción sólida y la fijación por montaje superficial pueden ofrecer una mejor resistencia a la vibración y a los golpes mecánicos.

Dentro de la categoría de LED SMD, la combinación específica de color verde brillante (mediante InGaN), amplio ángulo de visión y el detallado sistema de clasificación tanto para intensidad como para longitud de onda, hace que esta pieza sea adecuada para aplicaciones que requieren consistencia de color y brillo uniforme entre múltiples unidades.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie si se especifica la tensión directa?

A: La tensión directa es una característica del diodo, no un punto de operación estable. Varía ligeramente de una unidad a otra (tolerancia) y disminuye al aumentar la temperatura. Conectarlo directamente a una fuente de tensión, incluso ligeramente por encima de su V_Fpuede hacer que la corriente aumente incontrolablemente (fuga térmica), llevando a un fallo inmediato. La resistencia proporciona un límite de corriente lineal y estable.

P: ¿Qué significan los códigos de grupo (YR2S2) y por qué son importantes?

A: Los códigos especifican el subgrupo de rendimiento exacto del LED. 'Y' indica el grupo de longitud de onda dominante (525-530nm), 'R2' y 'S2' son grupos de intensidad luminosa. Para aplicaciones que usan múltiples LED (por ejemplo, una matriz o retroiluminación), pedir piezas dentro del mismo código de grupo garantiza un color y brillo visualmente uniformes, lo cual es crítico para la calidad del producto.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 5V?

A: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, apuntando a I_F=20mA con un peor caso de V_Fde 4.3V: R = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 ohmios. Se elegiría el valor estándar más cercano (33 o 39 ohmios), y se debe calcular la potencia nominal de la resistencia (P = I²R).

P: ¿Qué tan críticas son las instrucciones de almacenamiento y horneado?

A: Muy críticas. Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o "efecto palomita de maíz" que agrieta el encapsulado y destruye el LED. Seguir los procedimientos de almacenamiento y horneado previene este modo de fallo.

10. Descargo de Responsabilidad por Restricciones de Aplicación

Este producto está diseñado para aplicaciones de indicación y retroiluminación de propósito general en electrónica comercial e industrial. Explícitamente no está calificado ni recomendado para su uso en sistemas de alta fiabilidad o críticos para la seguridad sin consulta y calificación previas. Dichos sistemas incluyen, entre otros:

• Equipos militares, aeroespaciales o de aviación.
• Sistemas de seguridad automotriz (por ejemplo, luces de freno, indicadores de airbag).
• Equipos médicos de soporte vital o de diagnóstico.

Para estas aplicaciones, se requieren productos diferentes con rangos de temperatura extendidos, cribado de mayor fiabilidad y diferentes estándares de calificación. El rendimiento solo está garantizado como un componente individual bajo las condiciones especificadas en este documento. Usar el producto fuera de estas especificaciones anula cualquier garantía de rendimiento o fiabilidad.