Hoja de Datos del LED SMD 19-223/R6BHC-A05/2T - Multicolor - Rojo y Azul - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-223 es un LED de montaje superficial compacto, diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Es de tipo multicolor, disponible en colores de emisión rojo brillante (utilizando el chip R6 de AlGaInP) y azul (utilizando el chip BH de InGaN), ambos alojados en un encapsulado de resina transparente. Su factor de forma pequeño permite reducciones significativas en el tamaño de la placa, aumenta la densidad de empaquetado y permite el diseño de equipos finales más pequeños y ligeros, lo que lo hace ideal para aplicaciones miniaturizadas.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

Las características clave incluyen el embalaje en cinta de 8 mm dentro de carretes de 7 pulgadas de diámetro para compatibilidad con equipos de colocación automática. El componente es adecuado para procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojos como de fase de vapor. Es un producto libre de plomo y cumple con regulaciones ambientales clave, incluyendo RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED es versátil y encuentra uso en diversas funciones de iluminación e indicación. Las aplicaciones principales incluyen retroiluminación de cuadros de instrumentos, interruptores y símbolos; indicación y retroiluminación en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax; retroiluminación plana para LCD; y aplicaciones de iluminación de propósito general.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Voltaje Inverso (VR):5V para ambos tipos de chip. Exceder este valor puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa (IF):R6 (Rojo): 25 mA (Continua), BH (Azul): 20 mA (Continua).
• Corriente Directa de Pico (IFP):Con un ciclo de trabajo de 1/10 y 1kHz. R6: 50 mA, BH: 40 mA. Este límite es para operación pulsada, no para corriente continua (DC).
• Disipación de Potencia (Pd):R6: 60 mW, BH: 75 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como IF * VF.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):R6: 2000V, BH: 150V. El chip azul (BH) es significativamente más sensible a la ESD y requiere precauciones de manejo más estrictas.
• Rango de Temperatura:Operación (Topr): -40°C a +85°C. Almacenamiento (Tstg): -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Reflujo: 260°C de pico durante un máximo de 10 segundos. Soldadura manual: 350°C durante un máximo de 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e IF=20mA, salvo que se indique lo contrario. Definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico.

• Intensidad Luminosa (Iv):R6: 72.0 - 180.0 mcd. BH: 36.0 - 72.0 mcd. Es una medida del brillo percibido. El amplio rango indica la necesidad de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados (típico). Define el ángulo donde la intensidad es al menos la mitad del valor pico.
• Longitud de Onda de Pico (λp):R6: 632 nm (típico), BH: 468 nm (típico). La longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λd):R6: 617.5 - 633.5 nm, BH: 464.5 - 476.5 nm. Se correlaciona con el color percibido de la luz.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):R6: 20 nm (típico), BH: 15 nm (típico). El ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (VF):R6: 1.7V (Mín), 2.0V (Típ), 2.4V (Máx). BH: 2.7V (Mín), 3.3V (Típ), 3.7V (Máx). La caída de voltaje a través del LED cuando opera a la corriente especificada.
• Corriente Inversa (IR):Medida a VR=5V. R6: 10 μA (Máx), BH: 50 μA (Máx).

Tolerancias:Intensidad Luminosa: ±11%, Longitud de Onda Dominante: ±1nm, Voltaje Directo: ±0.1V.

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 medidos.

3.1 Clasificación del Chip R6 (Rojo)

Lotes de Intensidad Luminosa (IF=20mA):

• Lote Q: 72.0 - 112.0 mcd
• Lote R: 112.0 - 180.0 mcd

Lotes de Longitud de Onda Dominante (IF=20mA):

• Lote E4: 617.5 - 621.5 nm
• Lote E5: 621.5 - 625.5 nm
• Lote E6: 625.5 - 629.5 nm
• Lote E7: 629.5 - 633.5 nm

3.2 Clasificación del Chip BH (Azul)

Lotes de Intensidad Luminosa (IF=20mA):

• Lote N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Lote P1: 45.0 - 57.0 mcd
• Lote P2: 57.0 - 72.0 mcd

Lotes de Longitud de Onda Dominante (IF=20mA):

• Lote A9: 464.5 - 467.5 nm
• Lote A10: 467.5 - 470.5 nm
• Lote A11: 470.5 - 473.5 nm
• Lote A12: 473.5 - 476.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Características del Chip R6 (Rojo)

Las curvas típicamente muestran:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente en una relación no lineal que se satura a corrientes más altas.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Ilustra la curva característica I-V del diodo.
• Voltaje Directo vs. Temperatura Ambiente:Muestra el coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo.
• Longitud de Onda de Pico vs. Temperatura Ambiente:Indica cómo el color emitido (longitud de onda) cambia con la temperatura.

4.2 Características del Chip BH (Azul)

Las curvas típicamente incluyen:

• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico de emisión alrededor de 468 nm.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:La curva I-V para el chip azul.
• Curva de Reducción de Corriente Directa:Especifica la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia.
• Diagrama de Radiación:Un gráfico polar que muestra la distribución espacial de la intensidad de la luz (patrón del ángulo de visión).
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Curva de rendimiento térmico.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Curva de eficiencia.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Contorno del Encapsulado

El LED es un dispositivo de montaje superficial. La hoja de datos proporciona un dibujo dimensional detallado (vistas superior, lateral e inferior) con medidas críticas. Las dimensiones clave típicamente incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como la ubicación y dimensiones de las almohadillas de soldadura. Todas las tolerancias son de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. La unidad de medida es el milímetro (mm).

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo, a menudo con una muesca, un punto verde o una almohadilla de color diferente en la parte inferior del encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para evitar daños.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de temperatura de reflujo libre de plomo:

• Precalentamiento:150~200°C durante 60~120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60~150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo.
• Tiempo en el Pico:10 segundos máximo.
• Tasa de Calentamiento:6°C/segundo máximo.
• Tiempo por Encima de 255°C:30 segundos máximo.
• Tasa de Enfriamiento:3°C/segundo máximo.

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

6.2 Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

Sensibilidad a la Humedad:Los componentes se embalan en una bolsa resistente a la humedad con desecante.

1. No abra la bolsa hermética hasta que esté listo para su uso.
2. Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR.
3. La "vida útil fuera de la bolsa" después de abrirla es de 168 horas (7 días).
4. Si se excede la vida útil fuera de la bolsa o si el desecante indica humedad, se requiere un horneado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

Protección contra ESD:Especialmente para el chip BH (Azul) con una baja clasificación HBM de 150V, son obligatorios controles ESD adecuados (estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas).

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve:

• Ancho de la Cinta Portadora:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:2000 piezas.

Se proporcionan dibujos detallados para las dimensiones del carrete, las dimensiones de los alvéolos de la cinta portadora y la colocación de la cinta de cubierta, con tolerancias de ±0.1 mm a menos que se indique.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje incluye varios códigos:

• CPN:Número de Producto del Cliente.
• P/N:Número de Producto (ej., 19-223/R6BHC-A05/2T).
• QTY:Cantidad de Empaque.
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (Código de lote).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (Código de lote).
• REF:Rango de Voltaje Directo.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Crítico:Se debe usar una resistencia limitadora de corriente externa o un controlador de corriente constantedebeusarse en serie con el LED. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo y un pequeño cambio puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño adecuado del PCB puede ayudar a gestionar el calor. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas de soldadura para que actúe como disipador de calor, especialmente si opera cerca de los límites máximos o en altas temperaturas ambiente. Consulte la curva de reducción para el chip BH.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 130 grados proporciona un haz amplio. Para aplicaciones que requieren luz enfocada, pueden ser necesarias ópticas secundarias (lentes). La resina transparente es adecuada para aplicaciones donde el color del LED en sí es el indicador. Para una salida difusa o con filtro de color, se deben considerar difusores o lentes externos.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La ventaja principal de este componente radica en su combinación de una pequeña huella SMD con la disponibilidad de dos tecnologías de semiconductores distintas y de alto rendimiento (AlGaInP para rojo e InGaN para azul) en un mismo estilo de encapsulado. Esto simplifica la adquisición y el montaje para diseños que requieren múltiples colores. En comparación con los LED de orificio pasante más grandes, ofrece un ahorro de espacio significativo y compatibilidad con líneas de montaje SMT totalmente automatizadas y de alta velocidad, reduciendo los costos de fabricación.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia?

No.Esto está explícitamente advertido en las "Precauciones de Uso". La característica exponencial I-V del LED significa que actúa como un cortocircuito si se conecta directamente a una fuente de voltaje por encima de su voltaje directo, lo que lleva a una sobrecorriente inmediata y a su fallo.

10.2 ¿Por qué la clasificación ESD del LED azul es mucho más baja que la del rojo?

Los materiales y la estructura de los LED azules basados en InGaN son inherentemente más sensibles a la descarga electrostática que los LED rojos basados en AlGaInP. Esta es una característica fundamental de la tecnología del semiconductor. Esto exige procedimientos de manejo ESD más estrictos para la variante azul.

10.3 ¿Qué significan los códigos de clasificación (ej., R, E5, P2, A10) para mi diseño?

Si su aplicación requiere una consistencia estricta de color o brillo (ej., en una matriz o pantalla de múltiples LED), debe especificar los códigos de lote requeridos al realizar el pedido. Mezclar lotes puede llevar a variaciones visibles en el tono de color y la intensidad en su producto. Para aplicaciones de indicación menos críticas, un rango de lotes más amplio puede ser aceptable.

10.4 ¿Cómo interpreto la "longitud de onda pico" frente a la "longitud de onda dominante"?

Longitud de Onda de Pico (λp)es la longitud de onda física donde la potencia espectral de salida es más alta.Longitud de Onda Dominante (λd)es la longitud de onda de la luz monocromática que parecería tener el mismo color para el ojo humano. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un panel indicador de múltiples estados.Un panel de control requiere indicadores separados rojos y azules para los estados "En Espera", "Activo" y "Fallo". Usar la serie 19-223 permite al diseñador utilizar la misma huella para ambos colores, simplificando el diseño del PCB. El diseñador selecciona chips R6 (clasificados en E5 para un tono rojo consistente) para "Fallo" y chips BH (clasificados en A10 para un azul consistente) para "Activo". Se calcula un valor de resistencia limitadora de corriente común para una fuente de 5V: ~150Ω para Rojo (IF=20mA, VF=2.0V) y ~85Ω para Azul (IF=20mA, VF=3.3V). El amplio ángulo de visión de 130° garantiza la visibilidad desde varios ángulos. El encapsulado SMD permite que el panel sea muy delgado.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en los LED se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Elchip R6utiliza una estructura deAlGaInP(Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), que es eficiente para producir luz roja a ámbar. ElBHchip BHutiliza una estructura deInGaN

(Nitruro de Indio y Galio), que se utiliza para producir luz azul, verde y blanca (con fósforo). Los diferentes sistemas de materiales explican sus diferentes características eléctricas (voltaje directo, sensibilidad ESD) y rendimiento óptico.

13. Tendencias de Desarrollo