Hoja de Datos del LED SMD 19-213 Amarillo Brillante - Dimensiones del Paquete - Voltaje Directo 1.75-2.35V - Intensidad Luminosa 45-112mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren soluciones de indicación o retroiluminación compactas, fiables y eficientes. Este componente utiliza tecnología de semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz amarilla brillante. Su principal ventaja radica en su tamaño miniatura, lo que permite reducciones significativas en el espacio ocupado en la placa de circuito impreso (PCB), una mayor densidad de empaquetado de componentes y, en última instancia, contribuye al desarrollo de equipos finales más pequeños y ligeros. El dispositivo está construido con una lente de resina transparente al agua, optimizando la extracción de luz y el ángulo de visión.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

El LED se suministra en cinta de 8 mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con equipos automáticos de montaje pick-and-place de alta velocidad. Está diseñado para ser utilizado con procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, garantizando una integración perfecta en las líneas de fabricación modernas. El producto se clasifica como de tipo monocromático. Se fabrica como un componente libre de plomo (Pb-free) y cumple con las normativas de la Unión Europea RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas). Además, cumple con los requisitos libres de halógenos, con un contenido de bromo (Br) y cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su total combinado por debajo de 1500 ppm.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es muy adecuado para una variedad de aplicaciones donde el ahorro de espacio y una iluminación fiable son críticos. Los casos de uso típicos incluyen retroiluminación para cuadros de mandos y interruptores de control automotrices, indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax, unidades de retroiluminación plana para pantallas de cristal líquido (LCD) y funciones de indicador de propósito general en electrónica de consumo e industrial.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Voltaje Inverso (VR):5 V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (IF):25 mA.
• Corriente Directa Pico (IFP):60 mA, permisible solo bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y una frecuencia de 1 kHz.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la pérdida de potencia máxima permitida en forma de calor.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000 V. Esta clasificación indica la sensibilidad del dispositivo a la electricidad estática; son obligatorios los procedimientos de manejo ESD adecuados.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, con un tiempo de contacto limitado a 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación, típicamente medidos a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 45.0 mcd hasta un máximo de 112.0 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango según el código de clasificación (bin) específico.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima medida a 0 grados (en el eje).
• Longitud de Onda Pico (λp):Aproximadamente 591 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 585.5 nm a 594.5 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que coincide con el color de la luz emitida.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):15 nm (típico). Esto indica el ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM).
• Voltaje Directo (VF):Varía de 1.75 V a 2.35 V a IF=20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando está conduciendo.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. La hoja de datos señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

Notas Importantes:La hoja de datos especifica tolerancias de fabricación: Intensidad Luminosa ±11%, Longitud de Onda Dominante ±1 nm y Voltaje Directo ±0.1 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en grupos (bins) según parámetros clave de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para brillo y color.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a IF=20mA. El código de clasificación (bin) (ej., P1, Q2) define un rango específico de intensidad.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd
• Q2:90.0 – 112.0 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a IF=20mA. Esto determina el tono preciso de amarillo.

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

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Clasificado a IF=20mA. Esto es crucial para el diseño del circuito, particularmente cuando se manejan múltiples LED en serie.

• 0:1.75 – 1.95 V
• 1:1.95 – 2.15 V
• 2:2.15 – 2.35 V

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varios gráficos característicos que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Estos son esenciales para un diseño de circuito robusto.

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

Esta curva muestra la relación exponencial entre la corriente que fluye a través del LED y el voltaje a través de él. Es fundamental para seleccionar la resistencia limitadora de corriente apropiada. La curva se desplazará con la temperatura.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente directa. Típicamente es no lineal, y operar cerca de la corriente máxima puede ofrecer rendimientos decrecientes en brillo mientras aumenta el calor y reduce la vida útil.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Este gráfico cuantifica esa reducción, mostrando el porcentaje de intensidad luminosa retenida desde -40°C hasta +110°C. Una gestión térmica efectiva es clave para mantener un brillo consistente.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Para evitar el sobrecalentamiento, la corriente directa continua máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente. Este gráfico proporciona las pautas de reducción por encima de 25°C hasta la temperatura máxima de operación.

4.5 Patrón de Radiación y Distribución Espectral

El diagrama del patrón de radiación representa visualmente el ángulo de visión de 120 grados. El gráfico de distribución espectral muestra el pico de emisión estrecho centrado alrededor de 591 nm, característico de la tecnología AlGaInP, que produce un color amarillo saturado.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED tiene una huella compacta SMD. Las dimensiones críticas incluyen el tamaño del cuerpo, el espaciado de los terminales (pads) y la altura total. Todas las tolerancias no especificadas son ±0.1 mm. La polaridad se indica mediante una marca en el paquete o un diseño específico del pad (típicamente el cátodo). Los diseñadores deben consultar el dibujo dimensional exacto para el diseño del patrón de pistas en el PCB.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se excede el tiempo de almacenamiento o el desecante indica saturación, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de soldar para prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (TAL):60–150 segundos por encima de 217°C.
• Temperatura Pico:Máximo de 260°C, mantenida durante un máximo de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Tiempo por Encima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. El PCB no debe deformarse ni sufrir tensiones durante o después de la soldadura.

6.3 Soldadura Manual y Retrabajo

Si la soldadura manual es inevitable, utilice un soldador con una temperatura de punta ≤350°C y potencia ≤25W. El tiempo de contacto por terminal debe ser ≤3 segundos. Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal. Se desaconseja firmemente el retrabajo. Si es absolutamente necesario, debe usarse un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar tensiones mecánicas en las soldaduras. El impacto en las características del LED debe verificarse después del retrabajo.

6.4 Protección del Circuito

Una resistencia limitadora de corriente esobligatoriaen serie con el LED. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye a medida que el LED se calienta. Sin una resistencia, un pequeño aumento en el voltaje de alimentación o una caída en VF puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve en carretes de 7 pulgadas de diámetro. La cantidad estándar cargada es de 3000 piezas por carrete. Se proporcionan dimensiones detalladas para el carrete, los bolsillos de la cinta portadora y la cinta de cubierta para compatibilidad con los alimentadores de equipos automatizados.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del empaquetado incluye varios códigos:

• CPN:Número de Producto del Cliente.
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T).
• QTY:Cantidad de Empaquetado.
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (Código de Clasificación).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (Código de Clasificación).
• REF:Rango de Voltaje Directo (Código de Clasificación).
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Consideraciones de Diseño de Aplicación

8.1 Manejo del LED

Siempre maneje el LED con una corriente constante o a través de una resistencia limitadora de corriente desde una fuente de voltaje. Calcule el valor de la resistencia usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada. Utilice el VF máximo del código de clasificación (bin) o de la hoja de datos para garantizar suficiente corriente en todas las condiciones. Por ejemplo, con una fuente de 5V, una corriente deseada de 20mA y un VF máximo de 2.35V: R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω. Una resistencia estándar de 130 Ω o 150 Ω sería apropiada, verificando la potencia nominal (P = I²R).

8.2 Gestión Térmica

Aunque el paquete es pequeño, la disipación de potencia (hasta 60mW) aún puede causar un aumento de temperatura. Asegure un área de cobre en el PCB adecuada (pads de alivio térmico) para conducir el calor lejos de los terminales del LED, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima. Esto ayuda a mantener la intensidad luminosa y la fiabilidad a largo plazo.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados proporciona un patrón de emisión amplio y difuso adecuado para iluminación de área e indicadores vistos desde varios ángulos. Para una luz más enfocada, se requerirían ópticas secundarias (lentes). La resina transparente al agua ofrece una buena saturación de color.

9. Comparación y Posicionamiento Técnico

En comparación con los LED tradicionales de orificio pasante, este tipo SMD ofrece ventajas significativas en velocidad de montaje, ahorro de espacio en la placa y fiabilidad mecánica al eliminar los terminales. Dentro de la categoría de LED SMD amarillos, la tecnología AlGaInP utilizada aquí típicamente ofrece mayor eficiencia y mejor pureza de color que tecnologías más antiguas como GaAsP para longitudes de onda amarillas. La estructura de clasificación específica permite un control más estricto sobre el color y el brillo en las series de producción en comparación con alternativas no clasificadas o clasificadas de manera amplia.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda física a la que el LED emite la mayor potencia óptica. La longitud de onda dominante (λd) es una métrica perceptual; es la longitud de onda de la luz monocromática que parecería tener el mismo color que la salida del LED para el ojo humano. Para un LED de espectro estrecho como este, a menudo están cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

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

Un LED es un diodo con una curva I-V muy pronunciada en la región directa. Su voltaje directo también disminuye al aumentar la temperatura. Sin una resistencia en serie, cualquier ligera variación en el voltaje de alimentación o la temperatura puede llevar a un aumento descontrolado de la corriente, superando rápidamente el Valor Máximo Absoluto y causando una falla catastrófica (quemado). La resistencia proporciona retroalimentación negativa, estabilizando el punto de operación.

10.3 ¿Puedo usar este LED para operación continua a 25mA?

Sí, 25mA es la corriente directa continua nominal (IF) a 25°C. Sin embargo, si se espera que la temperatura ambiente sea más alta, debe consultar la Curva de Reducción de Corriente Directa y reducir la corriente de operación en consecuencia para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

10.4 ¿Cómo interpreto el número de parte 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T?

Aunque el desglose exacto puede ser propietario, típicamente codifica atributos clave. "19-213" es probablemente la serie base del producto. El sufijo a menudo incluye el código de color (Y para Amarillo), el código de clasificación de intensidad (Q2), el código de clasificación de longitud de onda (probablemente implícito) y el código de clasificación de voltaje (3T puede relacionarse con el bin '2' o el empaquetado). Los códigos de etiqueta específicos (CAT, HUE, REF) en el carrete proporcionan la información definitiva de clasificación para su pedido.