Hoja de Datos Técnicos del LED SMD 19-223/S2BHC-A01/2T - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 2.0V/3.0V - Multicolor - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-223/S2BHC-A01/2T es un LED de montaje superficial (SMD) multicolor y compacto, diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Su principal ventaja radica en su huella significativamente reducida en comparación con los LEDs tradicionales de pines, lo que permite diseños de placa de circuito impreso (PCB) más pequeños, una mayor densidad de componentes y, en última instancia, equipos finales más compactos. Su construcción ligera lo hace además idóneo para aplicaciones miniaturizadas y portátiles donde el peso y el espacio son limitaciones críticas.

El producto se ofrece en una configuración multicolor, soportando específicamente emisiones de naranja brillante (mediante un chip de AlGaInP) y azul (mediante un chip de InGaN). Se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con el equipo estándar de colocación automática pick-and-place. El dispositivo cumple plenamente con las directivas RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), lo que lo hace apto para mercados globales con estrictas normativas medioambientales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen por separado para sus dos variantes de chip, S2 (AlGaInP, Naranja) y BH (InGaN, Azul), a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corriente Directa (IF): El chip S2 tiene una corriente directa continua máxima nominal de 25 mA, mientras que el chip BH está nominalmente para 20 mA. Superar estos valores supone riesgo de daño permanente.
• Corriente Directa de Pico (IFP): Para operación pulsada con un ciclo de trabajo de 1/10 y una frecuencia de 1 kHz, el chip S2 puede soportar picos de 50 mA, y el chip BH picos de 40 mA.
• Disipación de Potencia (Pd): La disipación de potencia máxima permitida es de 60 mW para el chip S2 y de 75 mW para el chip BH. Este parámetro es crucial para la gestión térmica.
• Descarga Electroestática (ESD): El chip S2 ofrece una robusta protección ESD de hasta 2000V (Modelo de Cuerpo Humano), mientras que el chip BH está nominalmente para 150V. Los procedimientos adecuados de manipulación ESD son esenciales, especialmente para la variante BH.
• Rangos de Temperatura: El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura: El LED puede soportar soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos o soldadura manual a 350°C durante 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las métricas clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv): Para el chip S2 (Naranja), la intensidad varía desde un mínimo de 72,0 mcd hasta un máximo de 140,0 mcd. El chip BH (Azul) tiene un rango de 36,0 mcd a 72,0 mcd. Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2): Ambos chips presentan un amplio ángulo de visión típico de 120 grados.
• Longitud de Onda: El chip S2 tiene una longitud de onda de pico típica (λp) de 611 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 605 nm. El chip BH tiene una longitud de onda de pico típica de 468 nm y una longitud de onda dominante de 470 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ): El ancho espectral es de aproximadamente 17 nm para el chip S2 y de 25 nm para el chip BH.
• Voltaje Directo (VF): El chip S2 opera a un voltaje directo típico de 2,0V, dentro de un rango de 1,7V a 2,4V. El chip BH tiene un VF típico de 3,0V a 3,5V. Se aplica una tolerancia de ±0,1V.
• Corriente Inversa (IR): A un voltaje inverso (VR) de 5V, la corriente inversa máxima es de 10 µA para S2 y de 50 µA para BH.Nota Importante:El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican ("binning") en función de parámetros clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Chip S2 (Naranja):

• Clasificación Q1: 72,0 - 90,0 mcd
• Clasificación Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• Clasificación R1: 112,0 - 140,0 mcd

Chip BH (Azul):

• Clasificación N2: 36,0 - 45,0 mcd
• Clasificación P1: 45,0 - 57,0 mcd
• Clasificación P2: 57,0 - 72,0 mcd

3.2 Clasificación por Voltaje Directo (solo chip BH)

El voltaje directo para el chip BH (Azul) también se clasifica:

• Clasificación 1: 3,00 - 3,15 V
• Clasificación 2: 3,15 - 3,30 V
• Clasificación 3: 3,30 - 3,50 V

Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un emparejamiento más ajustado de VF para aplicaciones que requieren una distribución uniforme de corriente en cadenas paralelas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye curvas típicas de características electro-ópticas para ambos chips, S2 y BH. Aunque los datos gráficos específicos no se proporcionan en el texto, estas curvas suelen ilustrar la relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF), el efecto de la temperatura ambiente en la intensidad luminosa y la distribución espectral de potencia relativa. Analizar estas curvas es esencial para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (por ejemplo, diferentes corrientes de excitación o temperaturas) y para un diseño de circuito y modelado térmico precisos.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LED presenta un paquete SMD compacto. Las dimensiones del paquete se proporcionan en un dibujo detallado con una nota de que las tolerancias son de ±0,1 mm salvo que se especifique lo contrario. La unidad de medida es el milímetro (mm). Esta información es crítica para el diseño de la huella en el PCB, asegurando una colocación adecuada y evitando interferencias mecánicas con otros componentes.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs se envasan en bolsas resistentes a la humedad con desecante.

1. No abra la bolsa hermética hasta que vaya a utilizarlos.
2. Después de abrirla, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% de Humedad Relativa.
3. La "vida útil en planta" después de abrir es de 168 horas (7 días). Los LEDs no utilizados deben volver a sellarse en un envase hermético.
4. Si el desecante indica absorción de humedad o se excede la vida útil en planta, se requiere un tratamiento de secado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.2 Proceso de Soldadura

Soldadura por Reflujo:Se recomienda un perfil de temperatura de reflujo sin plomo. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Evite aplicar estrés mecánico al LED durante el calentamiento y no deforme el PCB después de soldar.Soldadura Manual:Si es necesario, utilice un soldador con una temperatura de punta < 350°C y una potencia nominal < 25W. El tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal. La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño.Reparación:Se desaconseja la reparación después de soldar. Si es inevitable, debe usarse un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando el estrés térmico. El impacto en las características del LED debe evaluarse previamente.

7. Información de Embalaje y Pedido

El producto se suministra en cinta portadora en carretes de 7 pulgadas, con una cantidad estándar cargada de 2000 piezas por carrete. Se proporcionan las dimensiones detalladas del carrete y la cinta portadora (tolerancias ±0,1mm). La etiqueta del embalaje incluye campos para el Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad Empaquetada (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Voltaje Directo (REF) y Número de Lote (LOT No.).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para indicadores de tablero, iluminación de interruptores y retroiluminación plana para LCDs y símbolos.
• Equipos de Telecomunicaciones:Adecuado como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Uso General como Indicador:Puede usarse en una amplia variedad de electrónica de consumo e industrial donde se necesite un indicador compacto y fiable.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esobligatoria. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que un ligero aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente si no se controla adecuadamente.Gestión Térmica:Adhiérase a las clasificaciones máximas de disipación de potencia. Asegure un área de cobre en el PCB adecuada u otros métodos de disipación de calor si opera cerca de los límites máximos o en altas temperaturas ambientales.Protección ESD:Implemente medidas de protección ESD apropiadas en el PCB, especialmente para la variante BH (Azul) con su clasificación HBM más baja de 150V.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación clave de esta familia de LEDs radica en su oferta de doble chip (AlGaInP para naranja e InGaN para azul) dentro de la misma huella de paquete compacto. Esto proporciona flexibilidad de diseño. En comparación con los LEDs de orificio pasante más grandes, sus ventajas principales son la drástica reducción del espacio en la placa y el peso, la compatibilidad con el ensamblaje totalmente automatizado y el cumplimiento de los estándares medioambientales modernos. El amplio ángulo de visión de 120 grados es adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?R: El voltaje directo del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Sin una resistencia en serie para regular la corriente, esto puede conducir a una fuga térmica ("thermal runaway"): un pequeño aumento de voltaje provoca más corriente, lo que calienta el LED, reduciendo aún más su Vf, atrayendo aún más corriente y causando finalmente una falla.

P: ¿Qué significa la vida útil en planta de 168 horas?R: Después de abrir la bolsa hermética, los componentes están expuestos a la humedad ambiental. La humedad absorbida puede vaporizarse durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, causando delaminación interna o grietas (efecto "palomita de maíz"). El límite de 168 horas es el tiempo máximo de exposición seguro antes de que este riesgo se vuelva inaceptable sin un re-secado previo.

P: ¿Puedo excitar el LED con una fuente de voltaje en lugar de una fuente de corriente?R: Se desaconseja firmemente. Excitar con un voltaje constante, incluso con una resistencia en serie, es menos estable que un controlador de corriente constante adecuado porque no compensa las variaciones de Vf debidas a la temperatura o la clasificación. Diseñe siempre para el control de corriente.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un panel de múltiples indicadores.Un diseñador necesita LEDs indicadores compactos naranjas y azules en una placa de control densamente poblada. Selecciona el 19-223/S2BHC-A01/2T por su pequeño tamaño y opción de doble color desde un solo número de pieza, simplificando la adquisición. Diseña valores de resistencia limitadora de corriente separados para los LEDs naranja (VF~2,0V) y azul (VF~3,2V) para lograr un brillo similar desde una fuente común de 5V. Especifica la huella del PCB exactamente según el dibujo del paquete. Durante el ensamblaje, se asegura de que el carrete de cinta se utilice dentro de la vida útil en planta después de abrir y sigue el perfil de reflujo recomendado para evitar daños térmicos.

12. Introducción al Principio Técnico

La emisión de luz en los LEDs se basa en la electroluminiscencia en materiales semiconductores. 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 (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. El sistema de materialAlGaInP(Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) es eficiente para producir luz en el espectro del ámbar al rojo-naranja. El sistema de materialInGaN(Nitruro de Indio y Galio) se utiliza para producir luz azul, verde y blanca (con fósforo). El paquete SMD encapsula el dado semiconductor en una resina epoxi transparente o difusa, que también actúa como una lente para dar forma a la salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en LEDs indicadores y de retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), tamaños de paquete más pequeños para aumentar la densidad y una fiabilidad mejorada. También hay un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales (libres de halógenos, sin plomo) y procesos respetuosos con el medio ambiente. La integración, como incorporar resistencias limitadoras de corriente o circuitos integrados de control dentro del paquete LED, es otro desarrollo en curso para simplificar el diseño del circuito del usuario final y mejorar la consistencia del rendimiento.

Aviso de Restricción de Aplicación:Este producto está destinado a aplicaciones de propósito general. Puede no ser adecuado para aplicaciones de alta fiabilidad sin consulta y calificación previas. Dichas aplicaciones incluyen, entre otras, sistemas militares/aeroespaciales, sistemas de seguridad/seguridad automotriz (por ejemplo, airbags, frenado) y equipos médicos críticos para la vida. Para estos usos, deben obtenerse productos diseñados y calificados para los requisitos específicos de entorno hostil y fiabilidad.