Hoja de Datos del LED SMD 19-217/S2C-AL1M2VY/3T - Naranja Brillante - 5mA - 1.7-2.2V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-217/S2C-AL1M2VY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una iluminación indicadora fiable, compacta y eficiente. Este componente utiliza tecnología de semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz naranja brillante. Sus objetivos principales de diseño son la miniaturización, la compatibilidad con procesos de montaje automatizado y el cumplimiento de estrictas normas medioambientales y de seguridad.

Las ventajas principales de este LED derivan de su encapsulado SMD. Es significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales de tipo con pines, permitiendo una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB). Esto conlleva un tamaño total de placa reducido, minimiza los requisitos de espacio de almacenamiento y, en última instancia, contribuye al desarrollo de equipos finales más pequeños y ligeros. Su naturaleza ligera lo hace especialmente adecuado para aplicaciones miniaturizadas y portátiles donde el espacio y el peso son limitaciones críticas.

El mercado objetivo de este producto es amplio, abarcando electrónica general, dispositivos de consumo y equipos industriales. Está diseñado para satisfacer las necesidades de los diseñadores que buscan una solución indicadora naranja fiable, conforme a RoHS y sin halógenos, que pueda integrarse utilizando líneas estándar de tecnología de montaje superficial (SMT).

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Características Electro-Ópticas

El rendimiento electro-óptico se especifica en una condición de prueba estándar de temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa (IF) de 5mA. Los parámetros clave definen la salida de luz y la calidad del color.

• Intensidad Luminosa (Iv):La potencia radiante ajustada a la sensibilidad del ojo humano. El valor típico no se especifica como un número único; en su lugar, el producto se clasifica en lotes (L1, L2, M1, M2) con valores mínimos que van desde 11.5 mcd hasta 22.5 mcd. El máximo para el lote más alto (M2) es 28.5 mcd. Se aplica una tolerancia de ±11% a la intensidad luminosa.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Es el ángulo en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad a 0 grados (en el eje). Este LED presenta un ángulo de visión muy amplio de 120 grados, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la luz debe ser visible desde una amplia gama de perspectivas.
• Longitud de Onda Pico (λp):La longitud de onda a la que la emisión espectral es máxima. El valor típico es 611 nanómetros (nm), situándolo firmemente en la región naranja del espectro visible.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Es la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color de la luz. Oscila entre 600.5 nm y 612.5 nm, con una tolerancia ajustada de ±1 nm. La longitud de onda dominante también se clasifica en lotes (D8 a D11).
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):El ancho del espectro emitido a la mitad de su potencia máxima. El valor típico es 17 nm, lo que indica una emisión de color relativamente pura, característica de la tecnología AlGaInP.

2.2 Parámetros Eléctricos

Las características eléctricas definen los límites y condiciones de funcionamiento para un rendimiento fiable.

• Voltaje Directo (VF):La caída de tensión en el LED cuando opera a la corriente especificada. A IF=5mA, oscila entre un mínimo de 1.70V y un máximo de 2.20V, con una tolerancia de ±0.05V. Este bajo voltaje directo es ventajoso para dispositivos de baja potencia y alimentados por batería. El voltaje también se clasifica en lotes (códigos 19 a 23).
• Voltaje Inverso (VR):El voltaje máximo que se puede aplicar en dirección inversa sin dañar el dispositivo. La especificación absoluta máxima es 5V.
• Corriente Inversa (IR):La corriente de fuga cuando se aplica el voltaje inverso máximo (5V). Tiene un valor máximo de 10 µA.
• Corriente Directa (IF):La corriente de operación continua recomendada es de 25 mA.
• Corriente Directa Pico (IFP):Para operación pulsada (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz), el LED puede soportar una corriente pico de hasta 60 mA.

2.3 Especificaciones Térmicas y Límites Absolutos

Estas especificaciones definen los límites ambientales y de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente.

• Disipación de Potencia (Pd):La disipación de potencia máxima permitida es de 60 mW.
• Temperatura de Operación (Topr):El rango de temperatura ambiente para una operación fiable es de -40°C a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):El rango de temperatura para almacenamiento sin operar es de -40°C a +90°C.
• Descarga Electroestática (ESD):El dispositivo puede soportar 2000V utilizando el Modelo de Cuerpo Humano (HBM), que es un nivel estándar de protección para su manipulación en un entorno controlado contra ESD.
• Temperatura de Soldadura:El encapsulado es compatible tanto con soldadura por reflujo como manual.
  • Soldadura por Reflujo: Temperatura pico máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.
  • Soldadura Manual: Temperatura de la punta del soldador hasta 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de la aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan en cuatro lotes (L1, L2, M1, M2) según su intensidad luminosa medida a 5mA. Esto permite la selección para aplicaciones que requieren diferentes niveles de brillo manteniendo un rendimiento predecible.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (tono) se controla estrictamente mediante cuatro lotes de longitud de onda (D8, D9, D10, D11), cada uno cubriendo un rango de 3nm desde 600.5nm hasta 612.5nm. Esto asegura la consistencia visual del color entre múltiples unidades en un ensamblaje.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en cinco lotes (19 a 23), cada uno abarcando un rango de 0.1V desde 1.70V hasta 2.20V. Esto es particularmente útil para diseñadores que necesitan gestionar con precisión el diseño de la fuente de alimentación y los cálculos de la resistencia limitadora de corriente, especialmente en grandes arreglos donde la caída de tensión puede ser una preocupación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas, sus implicaciones pueden describirse en base al comportamiento estándar de un LED y los parámetros proporcionados.

Lacurva Corriente vs. Voltaje (I-V)mostraría la relación exponencial típica de un diodo. El rango de voltaje directo especificado (1.7-2.2V a 5mA) indica la "rodilla" de esta curva. Operar significativamente por encima de 5mA requeriría un voltaje directo más alto, subiendo por la pendiente exponencial. Esto subraya la importancia de usar una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante, ya que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente.

Lacurva Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (L-I)es generalmente lineal en un rango. Operar a la corriente continua máxima (25mA) produciría una salida de luz significativamente mayor que a la corriente de prueba de 5mA, pero también aumentaría la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que debe gestionarse mediante un diseño térmico adecuado en el PCB.

Lascaracterísticas de Dependencia de la Temperaturason críticas. Para los LEDs de AlGaInP, la intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. Aunque no se proporciona la curva exacta de derating, el amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) confirma la robustez del dispositivo. Los diseñadores deben tener en cuenta la caída de intensidad en entornos de alta temperatura. El voltaje directo también tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente al aumentar la temperatura.

Lacurva de Distribución Espectralmostraría un único pico relativamente estrecho centrado alrededor de 611 nm (típico), con el ancho de banda de 17 nm definiendo su amplitud. Esto confirma la naturaleza monocromática de la salida, adecuada para aplicaciones que requieren un color naranja específico y saturado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED 19-217 viene en un encapsulado SMD estándar. Las dimensiones exactas se proporcionan en un dibujo detallado dentro de la hoja de datos, con tolerancias estándar de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. Las características mecánicas clave incluyen:

• Contorno del Encapsulado:El dibujo especifica la longitud, anchura y altura del cuerpo del LED, así como las dimensiones y espaciado de los terminales soldables (pads).
• Diseño de los Pads:La huella en el PCB debe coincidir con el diseño de pads recomendado para garantizar una soldadura correcta, estabilidad mecánica y, potencialmente, cierta disipación de calor.
• Identificación de Polaridad:El dibujo de la hoja de datos indica claramente los terminales de ánodo y cátodo. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento del dispositivo. Típicamente, un pad puede estar marcado o tener una forma diferente (por ejemplo, una muesca o una esquina biselada en el propio encapsulado del LED) para indicar el cátodo.
• Material:El color de la lente (resina) se especifica como "Transparente", lo que significa que la luz naranja se emite a través de un encapsulante transparente, lo que contribuye al amplio ángulo de visión de 120 grados.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son cruciales para la fiabilidad. El LED se suministra en un embalaje resistente a la humedad (cinta en carrete) compatible con equipos automáticos de pick-and-place.

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). El perfil incluye:

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente hasta 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Mantenimiento/Reflujo:El tiempo por encima del punto líquido (217°C) debe ser de 60-150 segundos. La temperatura pico no debe exceder los 260°C, y el tiempo a o por encima de 255°C debe limitarse a un máximo de 30 segundos.
• Enfriamiento:La tasa máxima de enfriamiento debe ser de 6°C por segundo.

Nota Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo ensamblaje de LED para evitar daños por estrés térmico.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se envasan en una bolsa barrera contra la humedad con desecante.

• Antes de Abrir:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR).
• Después de Abrir:La "vida útil en planta" (tiempo que los componentes pueden estar expuestos al aire ambiente de la fábrica) es de 1 año a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en un embalaje a prueba de humedad.
• Secado (Baking):Si el desecante indica saturación o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un secado a 60±5°C durante 24 horas antes del reflujo para prevenir el agrietamiento tipo "palomita de maíz" durante la soldadura.

6.3 Soldadura Manual y Retrabajo

Si es necesaria la soldadura manual:

• Utilice un soldador con una temperatura de punta ≤350°C.
• Limite el tiempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Use un soldador con una potencia nominal ≤25W.
• Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.

Se desaconseja firmemente el retrabajo.Si es absolutamente inevitable, se debe utilizar un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente sin aplicar estrés mecánico. El impacto en las características del LED debe verificarse después de cualquier retrabajo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje de envío estándar es una cinta portadora de 8mm de ancho enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas.

El carrete y la cinta portadora tienen dimensiones específicas proporcionadas en los dibujos de la hoja de datos para garantizar la compatibilidad con equipos de montaje automatizado.

La etiqueta del embalaje contiene información crítica para la trazabilidad y la correcta aplicación:

• CPN:Número de Producto del Cliente (si se asigna).
• P/N:El número de parte del fabricante (19-217/S2C-AL1M2VY/3T).
• QTY:Cantidad de embalaje (3000 pzas/carrete).
• CAT:Código del lote de Intensidad Luminosa (ej., L1, M2).
• HUE:Código del lote de Longitud de Onda Dominante (ej., D9, D11).
• REF:Código del lote de Voltaje Directo (ej., 20, 22).
• LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminar iconos de tableros, interruptores de membrana y paneles de control donde un amplio ángulo de visión es beneficioso.
• Equipos de Telecomunicaciones:Sirve como indicadores de estado, luces de mensaje en espera o retroiluminación de teclados en teléfonos, máquinas de fax y hardware de red.
• Retroiluminación de Paneles LCD:Puede usarse para retroiluminación plana, iluminación lateral en pantallas LCD monocromáticas pequeñas o para iluminar símbolos específicos.
• Uso General como Indicador:Indicadores de encendido, selectores de modo, señales de alarma y luces de estado en una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

1. La Limitación de Corriente es Obligatoria:Siempre se debe usar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. El voltaje directo tiene tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Un ligero aumento en el voltaje de alimentación o una disminución del VF debido al calentamiento puede causar una gran y destructiva sobrecorriente si no se limita adecuadamente. El valor de la resistencia (R) se calcula como R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada.
2. Gestión Térmica:Aunque el encapsulado es pequeño, se debe respetar la disipación de potencia máxima de 60mW. Operar a corrientes altas (ej., 25mA) genera calor. El diseño del PCB debe proporcionar un área de cobre adecuada alrededor de los pads del LED para actuar como disipador de calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se agrupan múltiples LEDs.
3. Precauciones contra ESD:Aunque está clasificado para 2000V HBM, se deben seguir los procedimientos estándar de manejo contra ESD durante el montaje y manipulación para prevenir daños latentes.
4. Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados proporciona un patrón de emisión muy amplio y difuso. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, puede ser necesaria una lente externa o una guía de luz.
5. Forma de Onda para Operación Pulsada:Si se utiliza la corriente directa pico (60mA) en modo pulsado, asegúrese de que el ciclo de trabajo no exceda el 10% y la frecuencia sea de 1kHz como se especifica. La corriente promedio aún debe estar dentro del límite continuo de 25mA.

9. Cumplimiento y Normas Medioambientales

Este producto está diseñado para cumplir con las principales regulaciones medioambientales y de seguridad globales, lo que es una ventaja significativa para el acceso al mercado.

• Conforme a RoHS:El producto está libre de sustancias peligrosas restringidas según la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas de la UE.
• Sin Plomo (Pb-Free):Los acabados y materiales de soldadura no contienen plomo.
• Cumplimiento UE REACH:Se adhiere al reglamento de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas.
• Sin Halógenos:Cumple límites estrictos en contenido de bromo (Br) y cloro (Cl): Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, y Br+Cl < 1500 ppm. Esto es importante para reducir emisiones tóxicas en caso de incendio.

10. Restricciones de Aplicación y Nota de Fiabilidad

Se declara explícitamente que este producto, según se especifica en esta hoja de datos, no está destinado a aplicaciones de alta fiabilidad o críticas para la seguridad sin consulta previa. Esto incluye:

• Sistemas militares y aeroespaciales.
• Sistemas de seguridad o seguridad automotriz (ej., controles de airbag, luces de freno).
• Equipos médicos de soporte vital o de diagnóstico crítico.

Para tales aplicaciones, pueden requerirse diferentes grados de producto con pruebas más extensas, rangos de temperatura más amplios y garantías de vida útil más largas. La especificación garantiza la calidad y el rendimiento del LED como componente individual bajo las condiciones de prueba definidas. El uso del producto fuera de estos límites especificados anula esta garantía.

11. Introducción al Principio Técnico

El LED 19-217 se basa en material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa de la unión semiconductor. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida. En este caso, la composición está ajustada para producir fotones en el espectro naranja (~611 nm). El encapsulante de resina epoxi "transparente" protege el chip semiconductor, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz (logrando el patrón de 120 grados) y proporciona protección mecánica y ambiental. El encapsulado de montaje superficial presenta dos terminales metálicos (ánodo y cátodo) que se sueldan directamente al PCB, eliminando la necesidad de agujeros pasantes y cables.

12. Preguntas Comunes Basadas en Parámetros Técnicos

1. P: ¿Qué resistencia necesito para una fuente de 5V?R: Usando el peor caso de VF máximo de 2.2V y una corriente deseada de 5mA: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 Ohmios. Usando una resistencia estándar de 560Ω, la corriente real oscilaría entre ~5mA (si VF=2.2V) y ~5.9mA (si VF=1.7V). Una resistencia de 470Ω también es común, proporcionando un brillo ligeramente mayor pero asegurando que la corriente se mantenga por debajo de 25mA incluso con el VF mínimo.
2. P: ¿Puedo alimentarlo directamente desde un pin de un microcontrolador?R: Posiblemente, pero con precaución. Un pin típico de MCU puede suministrar/absorber 20-25mA, lo que está en el límite absoluto máximo del LED. Esto no deja margen y estresa tanto al MCU como al LED. Siempre es mejor usar el pin del MCU para controlar un transistor (ej., un MOSFET) que luego controle la corriente del LED.
3. P: ¿Por qué es tan amplio el ángulo de visión?R: El encapsulante transparente en forma de cúpula actúa como una lente que refracta la luz del pequeño chip semiconductor sobre un área muy amplia. Esto es ideal para aplicaciones indicadoras donde el LED necesita ser visto desde muchos ángulos.
4. P: ¿Qué significa el código de lote "S2C-AL1M2VY/3T"?R: Este es el código interno de producto del fabricante. Probablemente codifica atributos específicos como tipo de encapsulado (SMD), tecnología de chip (AlGaInP), color (Naranja/Amarillo), lote de brillo y otras variantes de fabricación. La decodificación exacta es propietaria, pero los parámetros clave de rendimiento están completamente definidos en las tablas de la hoja de datos.
5. P: ¿Cuánto durará el LED?R: Aunque no se proporciona una vida útil específica L70/L50 (horas hasta el 70% o 50% del brillo inicial) en esta hoja de datos, los LEDs de AlGaInP son conocidos por tener una vida operativa muy larga (a menudo decenas de miles de horas) cuando se operan dentro de sus límites eléctricos y térmicos especificados. El mecanismo principal de degradación de la vida útil es una disminución gradual de la salida luminosa debido a defectos en el material semiconductor y el encapsulado bajo estrés de alta temperatura y corriente.