Hoja de Datos del LED SMD 19-21/R6C-AL2N1VY/3T - Tamaño 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 1.7-2.2V - Rojo Brillante - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-21/R6C-AL2N1VY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza tecnología de chip AlGaInP para producir una salida de luz roja brillante. Este componente está diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad donde el espacio y el peso son limitaciones críticas. Su huella compacta de 2.0mm x 1.25mm x 0.8mm permite una miniaturización significativa de los productos finales, reduciendo el espacio requerido en la placa y el tamaño general del equipo. El dispositivo se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con el equipo estándar de montaje automático pick-and-place. Es un componente monocromático, sin plomo (libre de Pb) que cumple con las regulaciones RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), asegurando su idoneidad para la fabricación de electrónica moderna y respetuosa con el medio ambiente.

2. Análisis Profundo 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. El voltaje inverso máximo (VR) es de 5V, enfatizando que este LED no está diseñado para operación en polarización inversa. La corriente directa continua (IF) nominal es de 25 mA, con una corriente directa de pico permitida (IFP) de 60 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz). La disipación de potencia máxima (Pd) es de 60 mW. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura operativa es de -40°C a +85°C, y el rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +90°C. Los límites de temperatura de soldadura se definen para dos procesos: soldadura por reflujo con un pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, y soldadura manual a un máximo de 350°C durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a una corriente de prueba estándar de 5mA y Ta=25°C. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico, con valores mínimos y máximos definidos por el sistema de clasificación. El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 100 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio. La longitud de onda pico (λp) es aproximadamente 632 nm, y la longitud de onda dominante (λd) varía de 617.5 nm a 633.5 nm, correspondiendo a un color rojo brillante. El ancho de banda espectral (Δλ) es típicamente de 20 nm. El voltaje directo (VF) varía de 1.70V a 2.20V a 5mA. Se garantiza que la corriente inversa (IR) es de 10 μA o menos al voltaje inverso máximo de 5V. Notas importantes especifican tolerancias: ±11% para la intensidad luminosa, ±1nm para la longitud de onda dominante y ±0.05V para el voltaje directo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

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

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan en cuatro lotes (L2, M1, M2, N1) según su intensidad luminosa medida a IF=5mA. Los lotes definen rangos mínimos y máximos de intensidad: L2 (14.5-18.0 mcd), M1 (18.0-22.5 mcd), M2 (22.5-28.5 mcd) y N1 (28.5-36.0 mcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo para su aplicación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (tono) se controla mediante la clasificación por longitud de onda dominante. Se definen cuatro lotes (E4, E5, E6, E7): E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5 nm), E6 (625.5-629.5 nm) y E7 (629.5-633.5 nm). Este control estricto asegura una uniformidad de color visual entre múltiples LEDs utilizados en una matriz o aplicación de retroiluminación.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente y el diseño de la fuente de alimentación. Se ofrecen cinco lotes (19, 20, 21, 22, 23), cada uno cubriendo un rango de 0.1V desde 1.70V hasta 2.20V a IF=5mA.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas típicamente ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa, el voltaje directo versus la temperatura y la distribución espectral de potencia relativa. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores comprendan cómo cambia el rendimiento del LED bajo diferentes condiciones de operación, como la variación de la corriente de accionamiento o la temperatura ambiente, permitiendo un diseño de circuito optimizado y confiable.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 19-21 tiene un encapsulado compacto que mide 2.0mm de largo, 1.25mm de ancho y 0.8mm de alto. El dibujo dimensional especifica la ubicación de la marca del cátodo, lo cual es crucial para la orientación correcta durante el montaje. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.1mm.

5.2 Identificación de Polaridad

Se indica una marca clara del cátodo en el encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante la colocación y soldadura para garantizar el funcionamiento adecuado y prevenir daños.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manejo

Los LEDs se empaquetan en bolsas barrera resistentes a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Antes de abrir, las condiciones de almacenamiento deben ser de 30°C o menos y 60% de humedad relativa o menos. Una vez abierta, los LEDs deben usarse dentro de las 168 horas (7 días). Cualquier componente no utilizado debe resellarse en un paquete a prueba de humedad. Si se excede el tiempo de almacenamiento o el indicador de desecante muestra absorción de humedad, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso para prevenir el "efecto palomita" durante la soldadura por reflujo.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de soldadura por reflujo sin plomo (libre de Pb). Los parámetros clave incluyen: una zona de precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, un tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos, una temperatura pico que no exceda los 260°C mantenida por un máximo de 10 segundos, y tasas de calentamiento y enfriamiento controladas (máx. 6°C/seg y 3°C/seg, respectivamente). La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. No se debe aplicar estrés al LED durante el calentamiento, y el PCB no debe deformarse después de la soldadura.

6.3 Soldadura Manual y Rework

Para soldadura manual, se debe usar un soldador con una temperatura de punta por debajo de 350°C y una potencia nominal inferior a 25W. El tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se debe dejar un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal. Se desaconseja la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, y se debe evaluar previamente el potencial de daño.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los componentes se suministran en cinta portadora en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para el carrete y los bolsillos de la cinta portadora, con tolerancias estándar de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaque (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Voltaje Directo (REF) y Número de Lote (LOT No). Estos datos son críticos para la trazabilidad y para asegurar que se utilice el lote de componente correcto en la producción.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para una variedad de aplicaciones de indicación y retroiluminación debido a su pequeño tamaño, confiabilidad y salida roja brillante. Usos comunes incluyen retroiluminación para cuadros de instrumentos y interruptores, indicadores de estado y retroiluminación de teclado en dispositivos de telecomunicaciones (teléfonos, máquinas de fax), retroiluminación plana para LCDs, iluminación de interruptores y aplicaciones de indicadores de propósito general.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. El LED es un dispositivo controlado por corriente, e incluso un pequeño aumento en el voltaje directo puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación, el voltaje directo del LED (considerando el lote de voltaje) y la corriente de operación deseada (que no debe exceder los 25 mA continuos).
Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar que el LED opere dentro de su rango de temperatura especificado es vital para la confiabilidad a largo plazo. Se debe considerar un área de cobre de PCB adecuada y ventilación en diseños de alta densidad o alta temperatura ambiente.
Protección contra ESD:Aunque está clasificado para 2000V HBM, se deben seguir las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje y manejo.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal ventaja del encapsulado 19-21 en comparación con los LEDs tipo lead-frame más grandes es su huella y altura significativamente reducidas, lo que permite una mayor densidad de empaquetamiento en los PCBs y, en última instancia, productos finales más pequeños. El uso de la tecnología AlGaInP proporciona alta eficiencia y un color rojo brillante saturado. El cumplimiento de los estándares ambientales modernos (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es un diferenciador clave, haciéndolo adecuado para mercados globales con requisitos regulatorios estrictos. Su compatibilidad con los procesos estándar de reflujo por infrarrojos y fase de vapor lo alinea con las líneas de montaje SMT convencionales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar este LED sin una resistencia en serie?
R: No. El LED debe ser accionado con una fuente de corriente constante o, más comúnmente, una fuente de voltaje en serie con una resistencia limitadora de corriente. Operarlo directamente desde una fuente de voltaje resultará en un flujo de corriente incontrolado, lo que llevará a una falla inmediata.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote (ej., R6C-AL2N1VY)?
R: El número de parte completo 19-21/R6C-AL2N1VY/3T codifica el tipo de encapsulado, la tecnología del chip y los lotes de rendimiento. Aunque la decodificación exacta puede ser propietaria, el 'N1' típicamente corresponde al lote de intensidad luminosa, y otros caracteres se relacionan con los lotes de longitud de onda y voltaje especificados en las tablas de la hoja de datos.

P: ¿Por qué el tiempo de almacenamiento después de abrir la bolsa está limitado a 7 días?
R: El encapsulado plástico de los componentes SMD puede absorber humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o agrietamiento ("efecto palomita"). La vida útil de 7 días es el período durante el cual la absorción de humedad permanece por debajo de un nivel crítico para un solo paso de reflujo.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar un panel de indicadores de estado compacto para equipos industriales. El panel requiere múltiples LEDs rojos brillantes espaciados muy juntos. La pequeña huella de 2.0x1.25mm del LED 19-21 permite un diseño de alta densidad en un área limitada de PCB. Al especificar LEDs del mismo lote de intensidad luminosa (ej., N1) y del mismo lote de longitud de onda dominante (ej., E6), el diseñador puede asegurar un brillo y color uniformes en todos los indicadores, proporcionando una interfaz de usuario consistente y profesional. El amplio ángulo de visión de 100 grados asegura que el indicador sea visible desde varios ángulos. La compatibilidad del componente con el montaje automatizado reduce el costo de fabricación y mejora la confiabilidad en comparación con alternativas soldadas a mano.

12. Introducción al Principio de Operación

Este LED se basa en un chip semiconductor hecho de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del dispositivo, los electrones y huecos se inyectan 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 AlGaInP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo brillante. La luz se emite a través de la superficie superior del chip, que está encapsulada en una resina epoxi transparente que también proporciona protección mecánica y ayuda a dar forma al patrón de salida de luz.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El LED SMD 19-21 representa una tecnología de empaquetado madura y confiable dentro de la tendencia más amplia de miniaturización de la electrónica. El desarrollo continuo en la tecnología LED se centra en aumentar la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), mejorar la reproducción cromática y permitir tamaños de encapsulado aún más pequeños. Si bien tipos de encapsulado más nuevos como los chip-scale packages (CSP) ofrecen mayores reducciones de tamaño, el 19-21 sigue siendo un caballo de batalla rentable y ampliamente soportado para aplicaciones de indicadores estándar. El énfasis en materiales libres de halógenos y compatibles con REACH refleja el cambio generalizado de la industria hacia procesos de fabricación más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. La compatibilidad especificada con perfiles de reflujo sin plomo y de alta temperatura se alinea con la transición global lejos de las soldaduras a base de plomo.