Hoja de Datos del LED SMD 23-22B/R7G6C-A30/2T - Multicolor - 2.0V - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 23-22B/R7G6C-A30/2T es un LED de montaje superficial (SMD) multicolor diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Este componente integra dos tipos de chip distintos en un solo encapsulado: el chip R7 que emite un color rojo oscuro y el chip G6 que emite un color amarillo-verde brillante. Su principal ventaja reside en su tamaño miniatura, lo que facilita una mayor densidad de empaquetado en las placas de circuito impreso (PCB), conduciendo a una reducción del tamaño y peso general del equipo. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones donde el espacio y el peso son limitaciones críticas.

El LED se suministra en cinta de 8 mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de colocación de alta velocidad utilizados en fabricación en volumen. Está construido con materiales libres de plomo (Pb-free) 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). El dispositivo también está calificado para procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y en fase de vapor.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED SMD derivan de su factor de forma reducido y su capacidad bicolor. Al ser significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales con pines, permite a los diseñadores crear productos más compactos. El espacio de almacenamiento reducido para los componentes y el producto final ensamblado ofrece beneficios logísticos y de coste. Su naturaleza ligera es ideal para dispositivos portátiles y miniaturizados.

Las aplicaciones objetivo son diversas, centrándose en funciones de indicación y retroiluminación. Los mercados clave incluyen interiores automotrices (por ejemplo, retroiluminación de cuadros de mando e interruptores), equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, indicación y retroiluminación en teléfonos y máquinas de fax) y electrónica de consumo (por ejemplo, retroiluminación plana para LCDs, interruptores y símbolos). También es adecuado para uso general como indicador donde se requiere señalización multicolor fiable.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. Los valores máximos absolutos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Tensión Inversa (VR):5 V. Exceder esta tensión en polarización inversa puede dañar la unión semiconductora del LED.
• Corriente Directa (IF):25 mA para ambos chips, R7 y G6. Esta es la corriente continua máxima.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA para ambos chips, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1 kHz).
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW para cada chip. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar.
• Temperatura de Operación (Topr):-40 a +85 °C. El dispositivo está clasificado para rangos de temperatura industrial.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40 a +90 °C.
• Descarga Electroestática (ESD):2000 V (Modelo de Cuerpo Humano). Son obligatorios los procedimientos de manejo ESD adecuados.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Para soldadura por reflujo, se permite una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

El rendimiento típico se mide a Ta=25°C e IF=20mA, salvo que se indique lo contrario. Un ángulo de visión (2θ1/2) de 130 grados es típico para este encapsulado.

Para el Chip R7 (Rojo Oscuro):

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 18.0 mcd (mínimo) hasta 72.0 mcd (máximo), con una tolerancia típica de ±11%.
• Longitud de Onda de Pico (λp):Típicamente 639 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Típicamente 631 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm.
• Tensión Directa (VF):Varía desde 1.70 V (mín) hasta 2.40 V (máx), con un valor típico de 2.00 V.

Para el Chip G6 (Amarillo Verde Brillante):

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 14.5 mcd (mín) hasta 45.0 mcd (máx), con una tolerancia típica de ±11%.
• Longitud de Onda de Pico (λp):Típicamente 575 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Típicamente 573 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm.
• Tensión Directa (VF):Varía desde 1.70 V (mín) hasta 2.40 V (máx), con un valor típico de 2.00 V.

Parámetro Común:

• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA para ambos chips cuando se aplica una tensión inversa de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La intensidad luminosa de los LEDs se clasifica en bins para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo.

3.1 Clasificación del Chip R7

Los LEDs rojo oscuro R7 se categorizan en tres bins según su intensidad luminosa medida a IF=20mA.

• Código de Bin 1:18.0 mcd (Mín) a 28.5 mcd (Máx)
• Código de Bin 2:28.5 mcd (Mín) a 45.0 mcd (Máx)
• Código de Bin 3:45.0 mcd (Mín) a 72.0 mcd (Máx)

3.2 Clasificación del Chip G6

Los LEDs amarillo-verde brillante G6 también se categorizan en tres bins.

• Código de Bin 1:14.5 mcd (Mín) a 18.0 mcd (Máx)
• Código de Bin 2:18.0 mcd (Mín) a 28.5 mcd (Máx)
• Código de Bin 3:28.5 mcd (Mín) a 45.0 mcd (Máx)

El código de bin se indica en la etiqueta del embalaje del producto (bajo "CAT"). Los diseñadores deben especificar el código de bin requerido al realizar el pedido para garantizar el nivel de brillo deseado para su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye curvas típicas de características electro-ópticas para ambos chips, R7 y G6. Aunque los datos gráficos específicos no se proporcionan en forma de texto, estas curvas típicamente ilustran la relación entre la corriente directa (IF) y la intensidad luminosa (Iv), la tensión directa (VF), y el efecto de la temperatura ambiente en la salida de luz.

Inferencias Clave de las Curvas Típicas:Para ambos tipos de LED, la intensidad luminosa aumenta con la corriente directa pero no de forma lineal, especialmente cuando la corriente se acerca a la clasificación máxima. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. Comprender estas curvas es crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente apropiados y para la gestión térmica, a fin de mantener un rendimiento óptico consistente en todo el rango de temperatura de operación.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Contorno del Encapsulado

El LED SMD 23-22B tiene una huella física específica. El dibujo del contorno del encapsulado proporciona dimensiones críticas para el diseño del patrón de soldadura en el PCB. Las dimensiones clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como la ubicación y tamaño de las almohadillas de soldadura. El cátodo (terminal negativo) se identifica típicamente por una marca en el encapsulado. Todas las tolerancias son de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. Los diseñadores deben adherirse a estas dimensiones para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Embalaje Resistente a la Humedad

Los componentes se envían en embalaje sensible a la humedad para evitar daños por la humedad ambiental. El embalaje consiste en una cinta portadora cargada con LEDs, colocada dentro de una bolsa de aluminio a prueba de humedad junto con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Las dimensiones del carrete y de los bolsillos de la cinta portadora se especifican para garantizar la compatibilidad con equipos de ensamblaje automático. Cada carrete contiene 2000 piezas.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Almacenamiento y Manejo

• No abra la bolsa a prueba de humedad hasta que esté listo para su uso.
• Antes de abrir: Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 90% HR.
• Después de abrir: La "vida útil en planta" es de 1 año a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse en un paquete seco.
• Si el desecante indica exposición a la humedad o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un tratamiento de horneado (60 ± 5°C durante 24 horas) antes de la soldadura.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por encima de 217°C (Líquidus):60–150 segundos.
• Temperatura Máxima:260°C máximo, mantenida durante un máximo de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/seg por encima de 255°C.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/seg.
• La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.3 Soldadura Manual y Reparación

• Utilice un soldador con una temperatura de punta < 350°C y capacidad < 25W.
• Limite el tiempo de soldadura a 3 segundos por terminal.
• Evite el estrés en el LED durante el calentamiento y no deforme el PCB después de soldar.
• No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, utilice un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente y confirme que las características del LED no se han degradado.

7. Información de Embalaje y Pedido

La etiqueta del producto en el carrete proporciona información esencial para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto (ej., 23-22B/R7G6C-A30/2T)
• QTY:Cantidad por Embalaje (2000 pzas/carrete)
• CAT:Clasificación de Intensidad Luminosa (Código de Bin)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Clasificación de Longitud de Onda Dominante
• REF:Clasificación de Tensión Directa
• LOT No:Número de Lote de Fabricación

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Protección del Circuito

Crítico:Siempre se debe utilizar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. La tensión directa tiene un rango (1.7V a 2.4V), y la característica IV es pronunciada. Un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede causar un cambio grande, potencialmente destructivo, en la corriente directa si no hay una resistencia presente. El valor de la resistencia debe calcularse en función de la tensión de alimentación máxima y la clasificación de corriente directa máxima del LED, considerando el peor caso de tensión directa.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (60mW), mantener la temperatura de la unión dentro del rango de operación especificado es vital para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegúrese de utilizar un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas, especialmente si se colocan múltiples LEDs muy juntos o si la temperatura ambiente es alta.

8.3 Restricciones de Aplicación

Este producto está diseñado para aplicaciones comerciales e industriales generales. No está específicamente calificado para aplicaciones de alta fiabilidad como militar/aeroespacial, sistemas de seguridad/seguridad automotriz (por ejemplo, airbags, frenos) o equipos médicos críticos para la vida sin consulta previa y posible calificación adicional.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación del 23-22B radica en su capacidad multicolor dentro de un único encapsulado SMD muy compacto. En comparación con el uso de dos LEDs monocromáticos separados, ahorra espacio en el PCB y simplifica el ensamblaje. El uso de material AlGaInP para ambos colores ofrece una buena eficiencia luminosa y pureza de color. Su compatibilidad con procesos SMT estándar de alto volumen lo convierte en una solución rentable para la electrónica de consumo y de interiores automotrices producida en masa.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo controlar los chips R7 y G6 de forma independiente?

Sí, el encapsulado 23-22B contiene dos chips de LED eléctricamente aislados. Tienen conexiones de ánodo y cátodo separadas, lo que permite que sean controlados de forma independiente por circuitos limitadores de corriente separados. Esto permite mezcla de colores dinámica o señalización independiente.

10.2 ¿Cuál es el propósito del sistema de clasificación (binning)?

El binning garantiza la consistencia del brillo dentro de una corrida de producción. Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme (por ejemplo, retroiluminación de una matriz de indicadores), especificar y utilizar LEDs del mismo código de bin es esencial para evitar variaciones visibles de brillo.

10.3 ¿Por qué es necesario el embalaje sensible a la humedad?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando deslaminación interna o "efecto palomita de maíz", lo que agrieta el encapsulado y destruye el dispositivo. La bolsa barrera de humedad y el desecante previenen esto durante el almacenamiento y transporte.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un Indicador de Estado Multifunción para un Router de Red.Un diseñador necesita un solo componente para mostrar alimentación (rojo fijo), actividad de red (verde intermitente) y una condición de fallo (alternancia rojo/verde). El 23-22B es una elección ideal. Su tamaño pequeño se adapta al espacio limitado del panel frontal. Los chips independientes rojo (R7) y verde (G6) pueden ser controlados por pines GPIO de un microcontrolador simple a través de drivers de transistores. Al especificar el Código de Bin 2 para ambos colores, se logra un brillo consistente en todas las unidades fabricadas. El diseñador sigue las pautas del perfil de reflujo e incluye resistencias en serie apropiadas (por ejemplo, 150 Ohm para una alimentación de 5V, calculadas para el peor caso de Vf) para garantizar una operación fiable durante la vida útil del producto.

12. Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En el 23-22B, el chip R7 utiliza una estructura semiconductora de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio Galio Indio) optimizada para emitir luz en la porción roja del espectro (alrededor de 631 nm de longitud de onda dominante). El chip G6 utiliza una composición diferente de AlGaInP para emitir luz en la región amarillo-verde (alrededor de 573 nm). Cuando se aplica una tensión directa que excede la energía de la banda prohibida del chip, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material determina la longitud de onda (color) de la luz emitida.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en LEDs indicadores y de retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), tamaños de encapsulado más pequeños para una mayor flexibilidad de diseño, y una mejor consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. Los encapsulados multichip como el 23-22B representan una tendencia de integración, reduciendo el número de componentes en el PCB. Además, el cumplimiento ambiental (libre de plomo, libre de halógenos) es ahora un requisito estándar impulsado por regulaciones globales. Los desarrollos futuros pueden incluir encapsulados aún más delgados e integración con circuitos de control para módulos de "LED inteligente".