Hoja de Datos del LED SMD 19-21/S2C-AL2M2VY/3T - Tamaño 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 1.7-2.2V - Color Naranja Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-21/S2C-AL2M2VY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza tecnología de chip AlGaInP para emitir un color naranja brillante. Este componente está diseñado para ensamblajes electrónicos modernos y compactos, ofreciendo ventajas significativas en la utilización del espacio en la placa y en los procesos de fabricación automatizados.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este LED es su huella miniaturizada. Al ser significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales de tipo con pines, permite el diseño de placas de circuito impreso (PCB) más pequeñas, una mayor densidad de componentes, una reducción de los requisitos de espacio de almacenamiento y, en última instancia, la creación de equipos finales más compactos. Su construcción ligera lo convierte además en una opción ideal para aplicaciones donde el tamaño y el peso son limitaciones críticas.

Este LED es de tipo monocromático, está libre de plomo (Pb-free) y cumple con las principales normativas medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Se suministra en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con el equipo automático de colocación estándar utilizado en la fabricación de electrónica de alto volumen. El componente también es compatible con los procesos de soldadura por reflujo por infrarrojos y por fase de vapor.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):25mA (continua).
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60mA (con un ciclo de trabajo de 1/10 y una frecuencia de 1kHz). Esta especificación es solo para operación pulsada.
• Disipación de Potencia (P_d):60mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar sin exceder sus límites térmicos.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000V. Esto indica un nivel moderado de sensibilidad a la ESD; se requieren procedimientos de manejo adecuados contra ESD.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para aplicaciones de rango de temperatura industrial.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura máxima 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 durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de temperatura ambiente (T_a) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 5mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 14.5 mcd hasta un máximo de 28.5 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango. Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El ángulo de media intensidad es típicamente de 100 grados, lo que indica un patrón de visión amplio.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):Típicamente 611 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 600.5 nm a 612.5 nm, con una tolerancia de ±1 nm. Este parámetro define el color percibido.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 17 nm, medido a la mitad de la intensidad máxima (Ancho a Media Altura).
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 1.70V a 2.20V a I_F=5mA, con una tolerancia de ±0.05V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V.Nota Importante:El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterizar la corriente de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

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

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a I_F= 5mA.

• L2:14.5 mcd a 18.0 mcd
• M1:18.0 mcd a 22.5 mcd
• M2:22.5 mcd a 28.5 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a I_F= 5mA.

• D8:600.5 nm a 603.5 nm
• D9:603.5 nm a 606.5 nm
• D10:606.5 nm a 609.5 nm
• D11:609.5 nm a 612.5 nm

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Clasificado a I_F= 5mA.

• 19:1.70V a 1.80V
• 20:1.80V a 1.90V
• 21:1.90V a 2.00V
• 22:2.00V a 2.10V
• 23:2.10V a 2.20V

El código de producto "19-21" en el número de pieza probablemente hace referencia a lotes específicos de estas categorías (por ejemplo, lote V_F19-21).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características típicas que son cruciales para el diseño.

4.1 Distribución Espectral

La curva muestra un único pico dominante centrado alrededor de 611 nm, característico de los LEDs naranjas basados en AlGaInP. El ancho de banda estrecho (típicamente 17 nm) da como resultado un color naranja saturado y puro.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva es generalmente lineal a corrientes bajas, pero mostrará efectos de saturación a medida que aumenta la corriente. Es esencial para determinar la corriente de excitación necesaria para lograr un nivel de brillo deseado.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta curva es crítica para aplicaciones que operan en un amplio rango de temperaturas, ya que permite a los diseñadores reducir la salida esperada o compensar en el circuito de excitación.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente máxima debe reducirse para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia del dispositivo y evitar la fuga térmica.

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

Esta curva estándar de diodo muestra la relación exponencial. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión.

4.6 Patrón de Radiación

El diagrama polar confirma el patrón de emisión amplio, similar a Lambert, con un ángulo de visión típico de 100 grados, proporcionando una iluminación uniforme sobre un área amplia.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 19-21 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique) incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 2.0mm de largo y 1.25mm de ancho, con una altura de unos 0.8mm. El dibujo detallado especifica las ubicaciones de las almohadillas, la altura de separación y la posición de la marca de identificación del cátodo.

5.2 Identificación de Polaridad

Se indica una marca clara del cátodo en el encapsulado y en el dibujo de dimensiones. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para evitar daños por polarización inversa.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Limitación de Corriente

Obligatorio:Siempre se debe utilizar una resistencia limitadora de corriente externa o un controlador de corriente constante en serie con el LED. El voltaje directo del LED tiene una rodilla pronunciada; un pequeño aumento en el voltaje de alimentación puede causar un gran aumento en la corriente, potencialmente destructivo.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante.

1. No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso.
2. Después de abrir, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa.
3. La "vida útil en planta" después de abrir la bolsa es de 168 horas (7 días).
4. Si se excede el tiempo de exposición o el indicador de desecante ha cambiado de color, los componentes deben secarse a 60°C ±5°C durante 24 horas antes de la soldadura por reflujo para evitar daños por "efecto palomita".

6.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

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

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Evite el estrés mecánico en el LED durante el calentamiento y no deforme el PCB después de soldar.

6.4 Soldadura Manual y Retrabajo

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura de punta <350°C, aplique calor durante ≤3 segundos por terminal y use un soldador con una potencia nominal <25W. Permita un intervalo de enfriamiento de >2 segundos entre terminales. Se desaconseja firmemente el retrabajo. Si es absolutamente necesario, utilice un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente para evitar daños en las almohadillas. Siempre verifique la funcionalidad del LED después de cualquier retrabajo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve en carretes de 7 pulgadas de diámetro. El ancho de la cinta es de 8mm. Cada carrete contiene 3000 piezas. En la hoja de datos se proporcionan las dimensiones detalladas de los bolsillos de la cinta portadora y del carrete.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios campos clave:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 19-21/S2C-AL2M2VY/3T)
• QTY:Cantidad de Embalaje
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (Código de Lote, ej., M1)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (Código de Lote, ej., D10)
• REF:Rango de Voltaje Directo (Código de Lote, ej., 20)
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Interior Automotriz:Iluminación trasera para indicadores del tablero, interruptores y paneles de control.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación trasera de teclados en teléfonos, máquinas de fax y hardware de red.
• Electrónica de Consumo:Iluminación trasera plana para pantallas LCD pequeñas, iluminación de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicación de Propósito General:Estado de alimentación, indicación de modo y señales de alerta en una amplia variedad de dispositivos electrónicos.

8.2 Consideraciones de Diseño

1. Circuito de Excitación:Implemente siempre una fuente de corriente constante o una fuente de voltaje con una resistencia en serie. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F, donde V_Fdebe elegirse del valor máximo del lote (2.2V) para un diseño robusto.
2. Gestión Térmica:Aunque la potencia es baja, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas bajo las almohadillas del LED si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima, para ayudar a disipar el calor y mantener la estabilidad de la salida de luz.
3. Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 100 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia sin ópticas secundarias. Para haces enfocados, puede ser necesaria una lente.
4. Protección contra ESD:Incorpore diodos de protección ESD en las líneas de señal sensibles si el LED está en una ubicación accesible para el usuario, ya que el dispositivo tiene una clasificación HBM de 2kV.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con las tecnologías de LED más antiguas de orificio pasante, el LED SMD 19-21 ofrece:

• Reducción de Tamaño:Huella y perfil drásticamente más pequeños.
• Eficiencia de Fabricación:Permite un ensamblaje totalmente automatizado y de alta velocidad.
• Rendimiento:La tecnología AlGaInP proporciona alta eficiencia y buena saturación de color en el espectro naranja/rojo.
• Fiabilidad:La construcción sólida SMD es generalmente más robusta contra vibraciones y golpes mecánicos que los dispositivos con uniones de alambre a un marco de pines.

En comparación con algunos otros LEDs SMD naranjas, la estructura de clasificación específica (Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante, Voltaje Directo) de esta pieza permite un emparejamiento de color y brillo más estricto a nivel de sistema cuando se utilizan múltiples LEDs en una matriz.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

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

A: La longitud de onda de pico (λ_p) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para LEDs con un espectro simétrico, a menudo están cerca, pero λ_des más relevante para la especificación del color.

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

A: Sí, la corriente directa continua máxima absoluta es de 25mA, por lo que 20mA está dentro de las especificaciones. Sin embargo, debe consultar la curva de reducción si la temperatura ambiente está significativamente por encima de los 25°C y asegurar una disipación de calor adecuada.

P: ¿Por qué la clasificación de voltaje inverso es solo de 5V?

A: Este LED no está diseñado para operar en polarización inversa. La clasificación de 5V es una condición de prueba para medir la corriente de fuga (I_R). En el diseño del circuito, debe asegurarse de que el LED nunca esté sometido a un voltaje inverso, normalmente asegurándose de que esté orientado correctamente o colocando un diodo de protección en paralelo (anti-paralelo) si la aplicación lo requiere.

P: ¿Cómo interpreto el número de pieza 19-21/S2C-AL2M2VY/3T?

A: Si bien la decodificación completa puede ser propietaria, un patrón común es: "19-21" probablemente indica el rango del lote de voltaje directo, "S2C" puede referirse al tamaño/estilo del encapsulado (2.0x1.25mm), "AL2M2VY" probablemente codifica el material del chip (AlGaInP), el color (Naranja Brillante) y otros atributos, y "3T" puede indicar el embalaje en cinta y carrete.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un grupo de tres indicadores de estado naranja para un dispositivo de consumo alimentado por una línea de 5V. El objetivo es un brillo y color uniformes.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Corriente:Elija I_F= 10mA para un buen equilibrio entre brillo y longevidad, muy por debajo del máximo de 25mA.
2. Cálculo del Voltaje:Use el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.20V) para un diseño conservador. Resistencia en serie R = (5V - 2.20V) / 0.010A = 280Ω. El valor estándar E24 más cercano es 270Ω o 300Ω. Elegir 270Ω da I_F≈ (5-2.2)/270 = 10.37mA.
3. Potencia en la Resistencia:P = I²R = (0.01037)²* 270 ≈ 0.029W. Una resistencia estándar de 1/10W (0.1W) es más que suficiente.
4. Garantizar la Uniformidad:Para lograr una apariencia uniforme, especifique requisitos de clasificación estrictos al pedir: solicite todos los LEDs del mismo lote de Longitud de Onda Dominante (ej., D10) y del mismo lote de Intensidad Luminosa (ej., M1). Usar resistencias individuales para cada LED (en lugar de una resistencia para todos en paralelo) compensa las pequeñas variaciones de V_Fy garantiza una corriente igual.
5. Diseño de Placa:Coloque los LEDs con un espaciado adecuado para evitar el acoplamiento térmico. Siga el diseño de almohadillas recomendado en el dibujo de dimensiones para una soldadura confiable.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LED 19-21 se basa en material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Este semiconductor compuesto permite la ingeniería de banda prohibida directa necesaria para producir emisión de luz eficiente en las regiones espectrales naranja, roja y amarilla. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La proporción específica de aluminio, galio e indio en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida. El encapsulante de resina transparente protege el chip y actúa como una lente primaria, dando forma a la luz emitida en el patrón de ángulo de visión amplio.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

El mercado de LEDs SMD como el 19-21 continúa evolucionando. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales y diseño de chips conducen a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), lo que permite corrientes de excitación más bajas y un menor consumo de energía del sistema.
• Miniaturización:La búsqueda de dispositivos más pequeños impulsa tamaños de encapsulado aún más pequeños que el 19-21 (por ejemplo, tamaños métricos 1608, 1005), manteniendo o mejorando el rendimiento.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:Las mejoras en materiales de encapsulado, unión del chip y unión de alambres (o diseños flip-chip) están extendiendo la vida útil operativa y mejorando el rendimiento en condiciones de alta temperatura y alta humedad.
• Integración Inteligente:Una tendencia más amplia implica integrar circuitos de control, como controladores de corriente constante o incluso controladores direccionables (como WS2812), directamente en el encapsulado del LED, simplificando el diseño del sistema para efectos de iluminación complejos.
• Sostenibilidad:El enfoque en materiales libres de halógenos, libres de plomo y compatibles con REACH, como se ve en esta hoja de datos, es un requisito estándar de la industria impulsado por regulaciones medioambientales globales.

Si bien la tecnología fundamental de AlGaInP para naranja/rojo es madura, estas tendencias de encapsulado e integración aseguran que componentes como el 19-21 sigan siendo relevantes y mejoren con el tiempo.