Hoja de Datos del LED SMD 19-213/R6C-AM2P1VY/3T - Rojo Brillante - 5mA - 2.2V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-213 es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones generales de indicación e iluminación de fondo. Utiliza un chip de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz roja brillante. Este componente se caracteriza por su tamaño compacto, lo que facilita una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB) y permite el diseño de equipos finales más pequeños. El dispositivo se suministra en carretes de cinta de 8 mm, siendo totalmente compatible con los procesos de montaje automatizado pick-and-place.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su huella miniatura, construcción ligera y cumplimiento con los estándares modernos de fabricación y medioambientales. Es libre de plomo, cumple con RoHS, cumple con REACH y se clasifica como libre de halógenos. Estas características lo hacen adecuado para una amplia gama de productos: electrónica de consumo, equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos, máquinas de fax), iluminación de fondo de cuadros de mando y conmutadores automotrices, e iluminación de fondo general para LCDs y símbolos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos.

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 se recomienda operar fuera de estos límites.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):25mA DC. La corriente continua DC no debe superar este valor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, 1kHz) para manejar transitorios de sobretensión.
• Disipación de Potencia (P_d):60mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Descarga Electroestática (ESD):2000V (Modelo de Cuerpo Humano). Los procedimientos adecuados de manejo ESD son esenciales durante el montaje.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +90°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Pico del perfil de reflujo 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

Estos parámetros se miden en condiciones de prueba estándar de I_F= 5mA y T_a= 25°C. Definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde 22.5 mcd (mín.) hasta 57.0 mcd (máx.), con una tolerancia típica de ±11%. El valor real está determinado por el código de clasificación (M2, N1, N2, P1).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un amplio ángulo típico de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para iluminación de área.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):Típicamente 632 nm, situando la emisión en la región roja del espectro visible.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Especificada entre 617.5 nm y 633.5 nm, con una tolerancia de ±1 nm. Esta es la coordenada de color principal, clasificada como E4 a E7.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm, indicando la pureza espectral de la luz roja.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 1.70V a 2.20V a 5mA, con una tolerancia de ±0.05V. Se clasifica desde el código 19 hasta el 23. Es obligatorio utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie para evitar la fuga térmica debido a pequeñas fluctuaciones de voltaje.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA a V_R=5V. El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Los diseñadores pueden especificar bins para cumplir con requisitos de aplicación estrictos.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Bins: M2 (22.5-28.5 mcd), N1 (28.5-36.0 mcd), N2 (36.0-45.0 mcd), P1 (45.0-57.0 mcd). Seleccionar un bin más alto (por ejemplo, P1) garantiza un brillo mínimo más alto.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Bins: E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5 nm), E6 (625.5-629.5 nm), E7 (629.5-633.5 nm). Esto permite la consistencia de color en aplicaciones donde se utilizan múltiples LEDs uno al lado del otro.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

Bins: 19 (1.70-1.80V), 20 (1.80-1.90V), 21 (1.90-2.00V), 22 (2.00-2.10V), 23 (2.10-2.20V). Hacer coincidir los bins de V_Fpuede ayudar a lograr un reparto uniforme de corriente en configuraciones en paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se detallan gráficos específicos en el texto proporcionado, las curvas típicas para un LED de este tipo incluirían:

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Muestra la relación exponencial entre la tensión directa y la corriente. La tensión de codo está alrededor de 1.7-2.2V.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:La intensidad aumenta con la corriente pero puede saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:La intensidad típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, un factor crítico para la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda, centrada alrededor de 632 nm con un ancho de banda de ~20 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado SMD estándar. El dibujo dimensional especifica la longitud, anchura, altura, tamaños de las almohadillas y sus posiciones con una tolerancia típica de ±0.1mm. El diseño correcto de las almohadillas es crucial para una soldadura confiable y estabilidad mecánica.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el cuerpo del dispositivo o indicado en el diagrama de huella. La orientación correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo sin plomo: Precalentamiento a 150-200°C durante 60-120s, tiempo por encima de 217°C (líquidus) durante 60-150s, temperatura máxima a 260°C durante un máximo de 10 segundos. La tasa máxima de calentamiento debe ser de 6°C/s y la de enfriamiento de 3°C/s. No se debe realizar el reflujo más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C, aplicando calor a cada terminal durante no más de 3 segundos. Use un soldador de baja potencia (<25W) y permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre terminales para evitar daños térmicos.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se empaquetan en bolsas resistentes a la humedad con desecante. No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso. Después de abrir, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% HR y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se excede este tiempo, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes del reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación del Embalaje

Los LEDs se suministran en cinta portadora en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Las dimensiones del carrete, la cinta y la cinta de cubierta se proporcionan en la hoja de datos.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje incluye información crítica: Número de Producto (P/N), cantidad (QTY) y los códigos de clasificación específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Tensión Directa (REF), junto con el Número de Lote.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, conectividad o modo en electrónica de consumo y dispositivos de telecomunicaciones.
• Iluminación de Fondo:Para interruptores de membrana, teclados, iconos de cuadros de mando automotrices y paneles LCD con requisitos de brillo de bajos a moderados.
• Iluminación Decorativa General:Donde se necesite tamaño pequeño y un color rojo específico.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:SIEMPRE use una resistencia en serie. Calcule su valor en función del voltaje de alimentación (V_{alimentación}), la tensión directa del LED (V_Fde su bin) y la corriente directa deseada (I_F, sin exceder 25mA). R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque es de baja potencia, asegure un área de cobre adecuada en el PCB o alivio térmico si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima para mantener la salida de luz y la longevidad.
• Protección ESD:Implemente protección ESD en las líneas de entrada si el LED está en una ubicación accesible para el usuario.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los encapsulados de LED de orificio pasante más antiguos, este LED SMD ofrece un ahorro de espacio significativo, mayor idoneidad para el montaje automatizado y, potencialmente, un mejor rendimiento térmico debido a la fijación directa al PCB. Dentro de la categoría de LED rojo SMD, sus diferenciadores clave son su tecnología específica de chip AlGaInP (que ofrece alta eficiencia y color rojo brillante), su amplio ángulo de visión de 120 grados y su completo cumplimiento medioambiental (RoHS, Libre de Halógenos).

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Por qué es obligatoria una resistencia en serie?

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Su característica V-I es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje más allá del punto de codo provoca un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. Una resistencia en serie hace que la corriente dependa en gran medida del valor de la resistencia y del voltaje de alimentación, proporcionando una aproximación simple y efectiva de corriente constante.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V o 5V?

Sí, ambas son comunes. Para una fuente de 3.3V y un objetivo I_Fde 5mA, con una V_Ftípica de 2.0V, la resistencia en serie sería R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260 Ohmios. Para una fuente de 5V, R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 Ohmios. Siempre use la V_Fmáxima del bin para un diseño conservador.

10.3 ¿Qué significa la información de "clasificación" (binning) para mi diseño?

La clasificación garantiza la consistencia. Si su diseño requiere un brillo uniforme en múltiples LEDs (por ejemplo, en una matriz de iluminación de fondo), debe especificar un bin de intensidad luminosa estricto (por ejemplo, solo P1). De manera similar, para un color consistente, especifique un bin de longitud de onda dominante estricto (por ejemplo, solo E6). Esto puede afectar el costo y la disponibilidad.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un panel indicador multi-LED.Un diseñador necesita 10 indicadores rojos en un panel alimentado por un riel de 5V. Para garantizar brillo y color uniformes, especifica bins P1 para intensidad y E6 para longitud de onda. Usando la V_Fmáxima del bin 23 (2.20V) para un diseño conservador, y eligiendo I_F= 10mA para una buena visibilidad, se calcula el valor de la resistencia en serie: R = (5V - 2.20V) / 0.01A = 280 Ohmios. Se selecciona el valor estándar más cercano de 270 Ohmios, lo que resulta en un ligero aumento de corriente a ~10.4mA, que aún está dentro del límite de 25mA. Los LEDs se colocan en el PCB con la huella recomendada, y el montaje sigue el perfil de reflujo especificado.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una unión p-n semiconductor hecha de materiales AlGaInP. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones y los huecos se inyectan a través de la unión. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz), un proceso llamado electroluminiscencia. La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, rojo brillante (~632 nm). La lente de resina transparente ayuda a extraer y distribuir la luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en los LEDs SMD tipo indicador es hacia tamaños de encapsulado aún más pequeños (por ejemplo, 0402, 0201 métrico) para dispositivos ultracompactos, mayor eficiencia que conduce a una mayor intensidad luminosa a corrientes más bajas y gamas de color expandidas. También hay un impulso continuo para mejorar la confiabilidad en condiciones adversas (mayor temperatura, humedad) y un cumplimiento más estricto de las regulaciones ambientales globales. Los materiales semiconductores subyacentes, como AlGaInP e InGaN (para azul/verde), se perfeccionan constantemente para un mejor rendimiento y rentabilidad.