Hoja de Datos del LED SMD 19-219 Amarillo Brillante - Tamaño 1.6x0.8x0.65mm - Voltaje Directo 1.7-2.2V - Intensidad Luminosa 18-45mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-219 es un LED de montaje superficial (SMD) que emite un color amarillo brillante. Está diseñado utilizando tecnología de chip AlGaInP encapsulado en una resina transparente. Sus principales ventajas incluyen un factor de forma compacto, compatibilidad con procesos de ensamblaje automatizado y cumplimiento con estándares ambientales y de seguridad modernos como RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El tamaño significativamente más pequeño en comparación con los LED de tipo con pines permite una mayor densidad de empaquetado en las placas de circuito impreso (PCB), lo que conduce a una reducción del tamaño y peso general del equipo. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones miniaturizadas y con limitaciones de espacio. El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, facilitando el ensamblaje automatizado de alta velocidad pick-and-place. Sus principales mercados objetivo incluyen electrónica de consumo, interiores automotrices, equipos de telecomunicaciones y aplicaciones de indicación general donde se requiere una iluminación compacta y confiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para el LED 19-219.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de operación.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La máxima corriente continua que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz) para manejar sobretensiones transitorias.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como V_F* I_F.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000V. Indica un nivel moderado de robustez ESD; aún son necesarias las precauciones estándar de manejo ESD.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que se especifica que el dispositivo debe operar.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de I_F= 5 mA y T_a= 25°C, a menos que se indique lo contrario. Representan el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa (I_v):18 a 45 milicandelas (mcd). Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (ver Sección 3). La tolerancia es de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo, lo que indica un patrón de visión amplio.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):591 nm (típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):585.5 a 594.5 nm. Esto define el color percibido (amarillo) y también está sujeto a clasificación. La tolerancia es de ±1 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (V_F):1.7 a 2.2 V a 5 mA. Este rango se gestiona mediante clasificación de voltaje. La tolerancia es de ±0.05V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R= 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los lotes se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a I_F=5mA.

• Lote M1:18.0 - 22.5 mcd
• Lote M2:22.5 - 28.5 mcd
• Lote N1:28.2 - 36.0 mcd
• Lote N2:36.0 - 45.0 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED se agrupan por su longitud de onda dominante precisa para mantener la uniformidad del color.

• Grupo A, Lote D3:585.5 nm
• Grupo A, Lote D4:588.5 nm
• Grupo A, Lote D5:591.5 nm

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Clasificados en pasos de 0.1V para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente y la gestión de potencia.

• Lote 19:1.7 - 1.8 V
• Lote 20:1.8 - 1.9 V
• Lote 21:1.9 - 2.0 V
• Lote 22:2.0 - 2.1 V
• Lote 23:2.1 - 2.2 V

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones de operación.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz aumenta con la corriente pero no de forma lineal. A corrientes muy bajas, el aumento es pronunciado, pero tiende a saturarse a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y los efectos térmicos. Esto resalta la importancia de alimentar el LED a su corriente especificada para un brillo y longevidad óptimos.

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

La curva I-V es exponencial, típica de un diodo. Un pequeño cambio en el voltaje directo resulta en un gran cambio en la corriente directa. Esto subraya la necesidad crítica de un controlador de corriente constante o una resistencia en serie bien calculada para prevenir la fuga térmica y la falla del dispositivo.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva cuantifica la reducción de potencia, mostrando que la intensidad luminosa puede caer significativamente a medida que la temperatura ambiente se acerca al límite máximo de operación. Una gestión térmica efectiva en el PCB es esencial para mantener un brillo consistente.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. Para garantizar la fiabilidad, la corriente directa debe reducirse cuando se opera a altas temperaturas ambientales para mantener la temperatura de la unión dentro de límites seguros.

4.5 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico espectral confirma la emisión monocromática amarilla centrada alrededor de 591 nm. El diagrama de radiación ilustra el patrón de emisión tipo Lambertiano con un amplio ángulo de visión de 130 grados, adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo tiene una huella compacta. Las dimensiones clave (en mm) incluyen: Longitud: 1.6 ±0.1, Ancho: 0.8 ±0.1, Altura: 0.65 ±0.1. El cátodo se identifica por una geometría de pad específica o una marca en la parte inferior del encapsulado.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas sugerido para el diseño de PCB, con dimensiones para los pads del ánodo y el cátodo. El diseño incluye alivio térmico y espaciado adecuado para garantizar una soldadura confiable y estabilidad mecánica. Se recomienda a los ingenieros modificar este patrón según su proceso específico de fabricación de PCB y requisitos térmicos.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo: Precalentamiento: 150-200°C durante 60-120s; Tiempo por encima del líquido (217°C): 60-150s; Temperatura pico: 260°C máximo durante 10 segundos máximo. También se definen las tasas máximas de calentamiento y enfriamiento para minimizar el estrés térmico en el componente.

6.2 Precauciones Críticas

• Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. La característica I-V exponencial del LED significa que incluso ligeras variaciones en el voltaje de alimentación pueden causar picos de corriente destructivos.
• Ciclos de Reflujo:No someter el LED a más de dos ciclos de soldadura por reflujo.
• Estrés Mecánico:Evitar aplicar estrés al cuerpo del LED durante la soldadura o el manejo de la placa. No deformar el PCB después del ensamblaje.
• Soldadura Manual:Si es necesario, utilice un soldador con control de temperatura (<350°C) con una punta de capacidad menor a 25W. Limite el tiempo de contacto a 3 segundos por terminal con intervalos de enfriamiento adecuados entre terminales.

7. Almacenamiento y Manejo

El dispositivo es sensible a la humedad (MSL).

• Antes de Abrir:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR.
• Después de Abrir:La "vida útil en planta" bajo ≤30°C/≤60% HR es de 1 año. Los dispositivos no utilizados deben resellarse en su bolsa a prueba de humedad con desecante.
• Secado (Baking):Si se excede el tiempo de almacenamiento o el indicador de desecante muestra ingreso de humedad, seque a 60 ±5°C durante 24 horas antes de usar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

8. Empaquetado e Información de Pedido

El empaquetado estándar es de 3000 piezas por carrete en cinta portadora de 8 mm. Se proporcionan las dimensiones del carrete para la configuración del alimentador automático. La etiqueta en el carrete incluye información como número de pieza, cantidad, lote de intensidad luminosa (CAT), lote de longitud de onda dominante (HUE), lote de voltaje directo (REF) y número de lote.

9. Sugerencias de Aplicación

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Interior Automotriz:Iluminación trasera para instrumentos del tablero, interruptores y paneles de control.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación trasera de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Iluminación trasera plana para LCDs pequeños, iluminación de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicación de Propósito General:Estado de encendido, selección de modo e indicadores de alerta en varios dispositivos electrónicos.

9.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Conducción:Utilice siempre una resistencia en serie o un controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F, considerando el peor caso de V_Fdel rango de clasificación.
• Gestión Térmica:Aunque es de baja potencia, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima para mantener la salida de luz y la vida útil.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión es adecuado para visualización directa. Para luz enfocada, puede requerirse una lente externa.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación del LED 19-219 radica en su combinación de un tamaño de encapsulado 1608 muy pequeño (1.6x0.8mm) con una intensidad luminosa relativamente alta para su clase (hasta 45 mcd). El uso de tecnología AlGaInP proporciona una emisión amarilla eficiente. Su cumplimiento con estándares libres de halógenos y estrictos RoHS/REACH lo hace adecuado para mercados globales con regulaciones ambientales estrictas. En comparación con LED de orificio pasante más grandes, permite una miniaturización significativa y ahorros de costos en ensamblaje automatizado.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?

R: El voltaje directo del LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y una tolerancia de fabricación ajustada. Sin una resistencia, un pequeño aumento en el voltaje de alimentación o una caída en V_Fdebido al calentamiento puede hacer que la corriente aumente incontrolablemente, llevando a una falla inmediata.

P: ¿Puedo alimentar este LED a 20mA continuamente?

R: Sí, la corriente directa continua máxima nominal es de 25 mA. Operar a 20mA está dentro de las especificaciones, pero debe asegurarse de considerar la temperatura ambiente utilizando la curva de reducción de potencia. A altas temperaturas ambientales, la corriente máxima permitida es menor.

P: ¿Qué significan los códigos de lote (M1, D4, 21) para mi diseño?

R: Garantizan la consistencia dentro de una ejecución de producción. Por ejemplo, usar LED del mismo lote de intensidad luminosa (ej., N2) asegura un brillo uniforme en una matriz. Usar el mismo lote de voltaje simplifica el cálculo de la resistencia limitadora de corriente. Para aplicaciones críticas de color, especificar el lote de longitud de onda dominante (ej., D4) es esencial.

P: ¿Cómo interpreto la vida útil en planta de 1 año?

R: Una vez que se abre la bolsa a prueba de humedad, los componentes pueden absorber humedad atmosférica. Si no se usan dentro de un año bajo condiciones controladas (30°C/60% HR), deben secarse nuevamente antes de la soldadura por reflujo para prevenir daños internos en el encapsulado por la expansión rápida del vapor.

12. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseñar un panel de indicadores de estado con 10 LED amarillos uniformes.

1. Especificación:Corriente directa objetivo I_F= 10 mA para un equilibrio entre brillo y longevidad. Voltaje de alimentación V_{alimentación}= 5V.
2. Selección de Clasificación:Para garantizar uniformidad visual, especifique LED de un solo lote de intensidad luminosa (ej., N1: 28.2-36.0 mcd) y un solo lote de longitud de onda dominante (ej., D4: 588.5 nm).
3. Cálculo de la Resistencia:Use el voltaje directo máximo del lote de voltaje seleccionado para un diseño conservador. Si usa el Lote 22 (V_{F_máx}= 2.1V), R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω. El valor estándar más cercano (300 Ω) resultaría en I_F≈ 9.7 mA, lo cual es seguro y dentro del objetivo.
4. Diseño del PCB:Coloque los LED con el diseño de pads recomendado. Incluya una pequeña área de cobre conectada a los pads del cátodo para una ligera mejora térmica. Asegúrese de que las resistencias limitadoras de corriente estén colocadas cerca de los ánodos del LED.
5. Ensamblaje:Siga el perfil de reflujo especificado. Después del ensamblaje, inspeccione con baja magnificación para verificar filetes de soldadura adecuados y alineación.

13. Introducción al Principio de Operación

La emisión de luz en este LED se basa en el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. El material del chip es Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo brillante (~591 nm). La resina epoxi transparente encapsulante protege el chip y actúa como una lente, dando forma al patrón de radiación.

14. Tendencias y Contexto Tecnológico

El LED 19-219 representa una tecnología SMD LED madura. Las tendencias actuales de la industria en LED indicadores continúan enfocándose en varias áreas relevantes para este producto: mayor miniaturización (ej., encapsulados 1005, 0402), mayor eficacia luminosa (más salida de luz por unidad de entrada eléctrica) y mayor fiabilidad bajo condiciones adversas (mayor temperatura, humedad). También hay un fuerte impulso hacia opciones espectrales más amplias dentro de un solo tamaño de encapsulado y una mejor consistencia de color mediante clasificaciones más estrictas. El cumplimiento ambiental (Libre de Halógenos, REACH) destacado en esta hoja de datos es ahora una expectativa estándar para componentes vendidos en mercados globales, reflejando la respuesta de la industria a las demandas regulatorias y de sostenibilidad.