Hoja de Datos del LED SMD 17-21/Y2C Amarillo Brillante - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 2.0V - Potencia 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial (SMD) identificado como 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Es un LED monocromático de color amarillo brillante, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren soluciones de indicación o retroiluminación compactas, eficientes y fiables. El producto no contiene plomo y cumple con los principales estándares medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El encapsulado SMD 17-21 ofrece ventajas significativas frente a los componentes tradicionales con patillas. Su huella miniatura (1.6mm x 0.8mm) permite una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB), lo que conduce a un tamaño de placa reducido y, en última instancia, a equipos finales más pequeños. La naturaleza ligera del encapsulado SMD lo hace ideal para aplicaciones portátiles y miniaturizadas. Los mercados objetivo principales incluyen electrónica de consumo, equipos de telecomunicaciones (para indicadores y retroiluminación de teclados), retroiluminación de cuadros de mando y conmutadores automotrices, y aplicaciones de indicación de propósito general donde el espacio y el peso son limitaciones críticas.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las principales características eléctricas, ópticas y térmicas del LED.

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.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima en DC para un funcionamiento fiable.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA. Esto solo es permisible en condiciones de pulso (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz).
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a Ta=25°C.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000V. Esto indica un nivel moderado de robustez frente a ESD; siguen siendo esenciales los procedimientos de manipulación adecuados.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para operación normal.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Reflujo: 260°C máximo durante 10 segundos. Soldadura manual: 350°C máximo durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a una corriente directa (I_F) de 20 mA y una temperatura ambiente (T_a) de 25°C, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_v):28.5 mcd (Mín), 72.0 mcd (Máx). No se especifica un valor típico, lo que indica un amplio rango de clasificación (ver Sección 3). Aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):140 grados (Típico). Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde ángulos fuera del eje es importante.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):591 nm (Típico). La longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):585.5 nm (Mín), 594.5 nm (Máx). Esto define el color percibido de la luz. Aplica una tolerancia de ±1nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):15 nm (Típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Voltaje Directo (V_F):1.7V (Mín), 2.0V (Típ), 2.4V (Máx) a I_F=20mA. Este parámetro es crucial para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente en el diseño del circuito.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máx) a V_R=5V. El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones de fabricación, los LEDs se clasifican en rangos de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo y consistencia de color para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los rangos se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a I_F=20mA.

• N1:28.5 mcd a 36.0 mcd
• N2:36.0 mcd a 45.0 mcd
• P1:45.0 mcd a 57.0 mcd
• P2:57.0 mcd a 72.0 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los rangos se definen por valores mínimos y máximos de longitud de onda dominante a I_F=20mA.

• D3:585.5 nm a 588.5 nm
• D4:588.5 nm a 591.5 nm
• D5:591.5 nm a 594.5 nm

La combinación de un código de rango de intensidad (ej., P1) y un código de rango de longitud de onda (ej., D4) especifica completamente el rendimiento óptico clave del LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. La curva tendrá un voltaje de rodilla alrededor del V_Ftípico de 2.0V.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Normalmente muestra un aumento casi lineal de la intensidad con la corriente hasta el valor máximo nominal, después del cual la eficiencia puede disminuir.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión. Para los LEDs de AlGaInP, la salida generalmente disminuye con el aumento de la temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad relativa a través de las longitudes de onda, con un pico en ~591 nm y un FWHM de ~15 nm, confirmando el color amarillo brillante.
• Voltaje Directo vs. Temperatura Ambiente:Normalmente muestra un coeficiente de temperatura negativo, donde V_Fdisminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado SMD 17-21 estándar. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm salvo que se indique) son: Longitud=1.6, Ancho=0.8, Altura=0.6. El encapsulado incluye una marca de cátodo para la identificación de polaridad durante el montaje. Se proporciona el patrón de soldadura exacto (land pattern) para garantizar la formación adecuada de la unión de soldadura y la estabilidad mecánica en el PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento. El encapsulado presenta una marca de cátodo distintiva. La hoja de datos proporciona un diagrama claro que muestra la ubicación de esta marca en relación con el chip interno y las almohadillas externas. Los diseñadores deben alinear esto con la huella correspondiente en el diseño del PCB.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El cumplimiento de estas guías es crítico para la fiabilidad y para prevenir daños durante el proceso de fabricación.

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo (Pb-free):

• Precalentamiento:150°C a 200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura Pico:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo hasta 255°C.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Use un soldador con una temperatura de punta < 350°C.
• Aplique calor a cada terminal durante < 3 segundos.
• Use un soldador con una potencia nominal < 25W.
• Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.
• Extrema precaución, ya que la soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño térmico.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

El producto se envasa en una bolsa resistente 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% de Humedad Relativa.
• La "vida útil en planta" después de abrir es de 168 horas (7 días).
• Si se excede la vida útil en planta o el desecante indica absorción de humedad, se requiere un secado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes del reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora y el carrete para garantizar la compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place.

7.2 Información de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• CPN:Número de Producto del Cliente.
• P/N:Número de Producto del Fabricante (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Cantidad de Embalaje.
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., N1, P2).
• HUE:Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (ej., D4, D5).
• REF:Rango de Voltaje Directo.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para instrumentos de cuadro de mando, interruptores de membrana e iluminación de símbolos debido a su amplio ángulo de visión y color consistente.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos, máquinas de fax y equipos de red.
• Electrónica de Consumo:Indicación general de estado, luces de encendido y retroiluminación para pequeñas pantallas LCD en varios dispositivos portátiles.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una señal visual compacta, fiable y de color amarillo brillante.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

• Limitación de Corriente:Una resistencia externa en serie esOBLIGATORIApara limitar la corriente directa. El V_Fdel LED tiene un rango (1.7V-2.4V), por lo que la resistencia debe calcularse para el peor caso (V_Fmínimo) para evitar sobrecorriente y quemado. La fórmula es R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar una buena vía térmica desde las almohadillas del LED al PCB es importante para mantener la intensidad luminosa y la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.
• Protección contra ESD:Implemente precauciones estándar contra ESD durante la manipulación y el montaje. Aunque está clasificado para 2000V HBM, puede ser necesaria protección adicional del circuito en entornos sensibles.
• Diseño Óptico:Considere el ángulo de visión de 140 grados al diseñar guías de luz, lentes o difusores para lograr el patrón de iluminación deseado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con las tecnologías de LED más antiguas de orificio pasante, este LED SMD ofrece:

• Reducción de Tamaño:Huella y perfil drásticamente más pequeños, permitiendo la miniaturización.
• Compatibilidad con Automatización:Diseñado para pick-and-place y soldadura por reflujo automatizados de alta velocidad, reduciendo costos de montaje.
• Fiabilidad Mejorada:La construcción SMD a menudo ofrece una mejor resistencia a la vibración y a los ciclos térmicos.
• Ángulo de Visión Más Amplio:El ángulo de visión de 140 grados es típicamente superior al de muchos LEDs tradicionales con haces más estrechos.

Dentro de la categoría de LEDs SMD, el uso de un material de chip AIGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para emisión amarilla generalmente ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia limitadora de corriente?

R: Use la fórmula R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Para una alimentación de 5V, usando elmínimo V_Fde la hoja de datos (1.7V) y un I_Fobjetivo de 20mA: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ω. Elija el valor estándar más cercano (ej., 160 Ω o 180 Ω) y verifique la potencia nominal.

P2: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia si mi voltaje de alimentación coincide con el V_Ftípico (2.0V)?

R:No.El V_Ftiene un rango (1.7V-2.4V). Una alimentación de 2.0V podría sobrecargar LEDs con un V_Freal más bajo. Además, V_Fdisminuye con la temperatura, creando un riesgo de fuga térmica. Siempre use una resistencia en serie.

P3: ¿Qué significa la especificación de color "amarillo brillante"?

R: Se refiere al tono específico de amarillo producido por el chip AIGaInP, caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de 585-595 nm. Es un color amarillo saturado y vívido.

P4: ¿Por qué hay un límite de 7 días después de abrir la bolsa antihumedad?

R: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente ("efecto palomita"), causando delaminación interna o grietas. La vida útil en planta de 7 días y las instrucciones de secado gestionan este riesgo.

11. Caso de Estudio de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un dispositivo médico portátil.

Requisitos:Múltiples LEDs de estado (Encendido, Batería Baja, Error), espacio de placa muy limitado, debe soportar limpieza ocasional, brillo y color consistentes en todas las unidades.

Implementación con el LED 17-21/Y2C:

1. Selección de Componentes:Especifique LEDs de un solo rango de intensidad (ej., P1) y un solo rango de longitud de onda (ej., D4) para garantizar consistencia visual.
2. Diseño del PCB:Utilice la pequeña huella de 1.6x0.8mm para colocar 3-4 LEDs en fila dentro de un área muy pequeña. Siga el patrón de soldadura recomendado para una soldadura fiable.
3. Diseño del Circuito:Use un bus común de 3.3V. Calcule la resistencia para cada LED: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ω (use 82 Ω). Verifique la potencia de la resistencia: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033W, por lo que una resistencia de encapsulado 0603 o 0402 es suficiente.
4. Proceso de Montaje:Mantenga los carretes sellados hasta que la línea de producción esté lista. Siga el perfil de reflujo exacto. Realice una inspección visual post-soldadura.
5. Resultado:Un panel de indicadores compacto y fiable con señales amarillas brillantes uniformes que cumple con los requisitos de espacio, fiabilidad y estética.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales AIGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial de unión del diodo (V_F), se inyectan electrones y huecos en la región activa del semiconductor. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de AIGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo brillante (~591 nm). El encapsulante de resina epoxi protege el chip, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz (logrando el ángulo de visión de 140 grados) y puede contener fósforos o tintes, aunque para un amarillo brillante transparente, típicamente no está modificado.

13. Tendencias y Contexto de la Industria

El LED SMD 17-21 representa un estándar de encapsulado maduro y ampliamente adoptado en la industria electrónica. Las tendencias actuales que influyen en este segmento de producto incluyen:

• Mayor Miniaturización:Mientras que el 17-21 (métrico 1608) sigue siendo popular, existe un impulso continuo hacia encapsulados aún más pequeños como el 15-21 (1508) y el 10-20 (1005) para dispositivos ultracompactos.
• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips apuntan a ofrecer mayor intensidad luminosa (mcd) con las mismas o menores corrientes de accionamiento, mejorando la eficiencia energética general del sistema.
• Consistencia de Color Mejorada:Las especificaciones de clasificación más estrictas y los controles de fabricación avanzados están reduciendo la variación dentro y entre lotes de producción, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme.
• Ampliación del Cumplimiento Ambiental:Más allá de RoHS y REACH, hay una creciente atención a las declaraciones completas de materiales y a la reducción del uso de otras sustancias preocupantes en toda la cadena de suministro.
• Integración:Se observa una tendencia hacia la integración de múltiples chips LED (RGB, o múltiples monocromáticos) en un solo encapsulado, o combinar el LED con ICs controladores, para soluciones de iluminación y señalización más avanzadas, aunque los LEDs discretos simples como este siguen siendo fundamentales para funciones básicas de indicación.

Este LED, con su encapsulado estándar, su tecnología AIGaInP probada y su cumplimiento integral, está bien posicionado dentro de estas tendencias como un componente fiable y de propósito general.