Hoja de Datos del LED SMD 12-22/R6GHC-A30/2C - Multicolor - Rojo/Verde - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LED SMD 12-22 es un diodo emisor de luz compacto de montaje superficial, diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad. Es de tipo multicolor, disponible en rojo brillante (utilizando tecnología de chip AlGaInP) y verde brillante (utilizando tecnología de chip InGaN). La ventaja principal de este componente es su huella significativamente reducida en comparación con los LEDs tradicionales con patillas, lo que permite la miniaturización de los productos finales, una mayor densidad de empaquetado en las placas de circuito y menores requisitos de almacenamiento. Su construcción ligera lo hace especialmente adecuado para dispositivos electrónicos portátiles y miniaturizados.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

• Empaquetado en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para montaje automatizado pick-and-place.
• Totalmente compatible con procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y por fase de vapor.
• Construido con materiales libres de plomo, garantizando el cumplimiento de las regulaciones medioambientales.
• El producto cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) de la UE.
• Cumple con las regulaciones REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas) de la UE.
• Construcción libre de halógenos: Bromo (Br) < 900 ppm, Cloro (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED es versátil y encuentra uso en diversos roles de iluminación e indicación:

• Iluminación de Fondo (Backlighting):Ideal para indicadores de tablero, retroiluminación de interruptores e iluminación de símbolos.
• Equipos de Telecomunicaciones:Sirve como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos como teléfonos y máquinas de fax.
• Tecnología de Pantallas:Utilizado para retroiluminación plana en paneles LCD.
• Indicación de Propósito General:Adecuado para una amplia gama de electrónica de consumo e industrial que requiera luces de estado compactas y fiables.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

Análisis Clave:La variante GH (Verde) tiene una mayor tolerancia a la corriente de pico, pero una tensión de soporte ESD significativamente menor (150V frente a 2000V para el Rojo). Esto indica que el chip InGaN es más sensible a las descargas electrostáticas y requiere precauciones de manejo más estrictas. Ambas variantes soportan un amplio rango de temperatura industrial.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C, estos parámetros definen el rendimiento típico.

Análisis Clave:El LED verde (GH) típicamente ofrece una mayor intensidad luminosa, pero a una tensión directa más alta (~3.3V frente a ~2.0V para el rojo). Esto tiene implicaciones directas para el diseño de la fuente de alimentación. El amplio ángulo de visión de 120 grados proporciona un patrón de emisión amplio adecuado para la iluminación de área. Los rangos de tensión directa deben considerarse al diseñar circuitos limitadores de corriente para garantizar un brillo uniforme entre lotes de producción.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en el brillo, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa medida a 20mA.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

R6 (Rojo AlGaInP):

• Lote Q:72.0 mcd (Mín) a 112.0 mcd (Máx)
• Lote R:112.0 mcd (Mín) a 180.0 mcd (Máx)

GH (Verde InGaN):

• Lote R:112.0 mcd (Mín) a 180.0 mcd (Máx)
• Lote S:180.0 mcd (Mín) a 285.0 mcd (Máx)

Nota:La hoja de datos especifica una tolerancia de ±11% para la intensidad luminosa. Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos de brillo específicos para su aplicación, asegurando consistencia visual en matrices de múltiples LEDs o pares de indicadores emparejados.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características típicas para la variante R6 (Rojo), que ilustran la relación entre parámetros clave.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta es una consideración crítica para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura o donde el autocalentamiento del LED es significativo. Los diseñadores deben reducir la salida de luz esperada en función de la temperatura de unión.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz no es proporcional linealmente a la corriente, especialmente a corrientes más altas. Operar por encima de la corriente directa continua recomendada (20mA) puede producir rendimientos decrecientes en brillo, mientras aumenta drásticamente la disipación de potencia y reduce la vida útil.

4.3 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La curva IV demuestra la característica relación exponencial del diodo. Un pequeño cambio en la tensión directa puede causar un gran cambio en la corriente. Esto subraya la absoluta necesidad de usar una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante en serie con el LED para prevenir la fuga térmica y su destrucción.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 12-22 tiene un cuerpo rectangular compacto. Las dimensiones críticas incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como las recomendaciones del patrón de pistas para las almohadillas de soldadura. El cátodo se indica típicamente con una marca verde o una muesca en el encapsulado. Adherirse al diseño de almohadillas especificado es esencial para una soldadura confiable y una alineación adecuada durante el reflujo.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para soldadura por reflujo sin plomo. El perfil de temperatura recomendado es crucial:

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura Pico:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

Regla Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo montaje de LED.

6.2 Precauciones para Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable:

• Use un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C.
• Limite el tiempo de contacto a 3 segundos por terminal.
• Use un soldador con una potencia nominal de 25W o menos.
• Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal.
• Evite aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante el calentamiento.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

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

• Antes de Abrir:Almacene a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR).
• Después de Abrir (Vida Útil en Planta):168 horas (7 días) a ≤30°C y ≤60% HR.
• Secado (Baking):Si se excede la vida útil en planta o el desecante indica humedad, seque a 60 ±5°C durante 24 horas antes de usar.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro.

• Ancho de la Cinta Portadora:8 mm.
• Paso de los Alvéolos:Especificado en el dibujo dimensional.
• Cantidad por Carrete:2000 piezas.

7.2 Explicación de la Etiqueta

Las etiquetas del carrete contienen códigos para trazabilidad y especificación:

• P/N:Número de Producto (ej., 12-22/R6GHC-A30/2C).
• QTY:Cantidad de Empaque.
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (Código de Lote: Q, R, S).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Rango de Tensión Directa.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Imperativo del Diseño del Circuito

La Limitación de Corriente es Obligatoria.Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de tensión hará que consuma corriente excesiva, llevándolo a un fallo inmediato. Se debe calcular una resistencia en serie en función de la tensión de alimentación (V_s), la tensión directa del LED (V_f), y la corriente directa deseada (I_f): R = (V_s- V_f) / I_f. Siempre use el V_fmáximo de la hoja de datos para un diseño conservador.

8.2 Gestión Térmica

Aunque es pequeño, se debe considerar la disipación de potencia (hasta 95mW para la variante verde), especialmente en carcasas selladas o matrices de alta densidad. Asegúrese de que el PCB tenga un área de cobre adecuada o vías térmicas para disipar el calor y evitar que la temperatura de unión del LED exceda el límite máximo de operación, lo que degrada la salida de luz y la vida útil.

8.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Particularmente para la variante GH (verde) con una baja clasificación ESD HBM de 150V, implemente medidas de protección ESD durante el manejo y montaje. Esto incluye el uso de estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas e ionizadores en entornos de producción.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El encapsulado 12-22 ofrece un equilibrio entre tamaño y rendimiento. En comparación con LEDs SMD más grandes (ej., 3528, 5050), proporciona menos salida de luz total pero permite una ultra-miniaturización. En comparación con LEDs chip más pequeños (ej., 0402, 0603), es más fácil de manejar y soldar manualmente si es necesario, y a menudo tiene mejores ángulos de visión e intensidad debido a su lente moldeada. La capacidad multicolor (rojo/verde) en una sola huella de encapsulado proporciona flexibilidad de diseño para indicadores bicolores.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia?

No.Esto casi con certeza destruirá el LED. La característica exponencial IV significa que un ligero exceso de tensión causa una sobrecorriente masiva.

10.2 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_p):La única longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad.
Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Se calcula en función de la respuesta de color del ojo humano (gráfico CIE). La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

10.3 ¿Por qué la clasificación ESD es diferente para el Rojo y el Verde?

Los diferentes materiales semiconductores (AlGaInP vs. InGaN) y estructuras de chip tienen diferencias inherentes en su sensibilidad a las descargas electrostáticas. Los LEDs basados en InGaN (azul, verde, blanco) son generalmente más sensibles a ESD que los LEDs basados en AlGaInP (rojo, ámbar).

10.4 ¿Puedo usarlo para iluminación interior automotriz?

Aunque técnicamente puede ser adecuado para algunas aplicaciones interiores (como retroiluminación de interruptores), la hoja de datos incluye una nota de "Restricciones de Aplicación" que desaconseja su uso en sistemas de seguridad/seguridad automotriz de alta fiabilidad sin una calificación adicional. Para iluminación interior no crítica, puede ser aceptable, pero el amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) es un factor positivo.

11. Caso Práctico de Diseño

11.1 Diseño de un Indicador de Estado Bicolor

Escenario:Crear una luz de estado compacta en PCB que muestre rojo para "Fallo" y verde para "Normal".
Solución:Use un LED 12-22/R6 (rojo) y un LED 12-22/GH (verde) colocados uno al lado del otro.
Circuito:Diseñe dos circuitos de control independientes. Para una alimentación de 5V:
Para Rojo (V_fmáx = 2.4V, I_f= 20mA): R_rojo= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Use una resistencia estándar de 130Ω o 150Ω.
Para Verde (V_fmáx = 3.7V, I_f= 20mA): R_verde= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω. Use una resistencia estándar de 68Ω.
Diseño de la Placa (Layout):Siga el diseño de almohadillas recomendado del dibujo del encapsulado. Asegúrese de que las marcas del cátodo estén orientadas correctamente. Proporcione un pequeño alivio térmico en las almohadillas del PCB si se anticipa soldadura manual.

12. Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de la electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p dentro de la capa activa (el material del chip: AlGaInP para rojo, InGaN para verde). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado en la capa activa. El encapsulado de resina epoxi moldeada sirve como lente para dar forma a la salida de luz y proteger el delicado chip semiconductor.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs SMD como el 12-22 sigue las tendencias más amplias de la industria hacia la miniaturización, una mayor eficiencia (lúmenes por vatio) y una mayor fiabilidad. Los avances en las técnicas de crecimiento epitaxial para los materiales AlGaInP e InGaN continúan mejorando la eficiencia cuántica interna y la pureza del color. La tecnología de encapsulado se centra en una mejor gestión térmica para manejar densidades de potencia crecientes y diseños ópticos mejorados para patrones de haz controlados. El impulso hacia el cumplimiento libre de halógenos y RoHS/REACH refleja la respuesta de la industria a las regulaciones medioambientales globales. La integración de múltiples chips de color dentro de un solo encapsulado (ej., RGB) es una extensión lógica del concepto multicolor presentado en esta hoja de datos.