Hoja de Datos del LED SMD 17-215/S2C-CP2R1B/3T - Naranja Brillante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Máx. - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-215/S2C-CP2R1B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones de alta densidad y miniaturizadas. Utiliza tecnología semiconductor de AIGaInP para producir una salida de luz naranja brillante. Este componente se caracteriza por su huella compacta, construcción ligera y compatibilidad con los procesos modernos de ensamblaje automatizado.

1.1 Ventajas Principales

Las principales ventajas de este LED derivan de su encapsulado SMD. Su tamaño significativamente más pequeño en comparación con los LEDs tradicionales de marco de pines permite diseñar placas de circuito impreso (PCB) más compactas. Esto conduce a una mayor densidad de componentes, reduce los requisitos de espacio de almacenamiento tanto para los componentes como para los productos terminados y, en última instancia, permite crear equipos finales más pequeños para el usuario. La naturaleza ligera del encapsulado lo hace especialmente adecuado para dispositivos electrónicos portátiles y miniaturizados donde el peso es un factor crítico.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a aplicaciones de iluminación general e indicación en la electrónica de consumo e industrial. Las áreas de aplicación específicas incluyen retroiluminación de cuadros de instrumentos, interruptores y símbolos; funciones de indicación y retroiluminación en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax; y como fuente de retroiluminación plana para pantallas de cristal líquido (LCD). Su diseño de propósito general lo hace adecuado para una amplia gama de otras tareas de indicación e iluminación de bajo nivel.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave del dispositivo, tal como se definen en sus valores máximos absolutos y características electro-ópticas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de operación recomendadas.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz) para manejar sobretensiones transitorias.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como la tensión directa multiplicada por la corriente directa, considerando las limitaciones térmicas.
• Descarga Electroestática (ESD):Clasificación del Modelo de Cuerpo Humano (HBM) de 2000V. Esto indica un nivel moderado de robustez frente a ESD; los procedimientos de manejo adecuados siguen siendo esenciales.
• Rangos de Temperatura:Operación desde -40°C hasta +85°C y almacenamiento desde -40°C hasta +90°C, lo que lo hace adecuado para entornos industriales.
• Temperatura de Soldadura:Resiste soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos o soldadura manual a 350°C durante 3 segundos, compatible con procesos sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas en una condición de prueba estándar de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20 mA, estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 57.00 mcd hasta un máximo de 140.00 mcd. No se especifica un valor típico, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante un sistema de clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un típico ángulo de visión amplio de 130 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para aplicaciones de retroiluminación e indicación.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):Típicamente 611 nm, situando la emisión en la región naranja del espectro visible.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 603.50 nm a 609.50 nm. Esta es la longitud de onda percibida por el ojo humano y está estrictamente controlada.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 17 nm, lo que indica una emisión espectral relativamente estrecha centrada alrededor de la longitud de onda de pico.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 1.75V a 2.35V a 20 mA. Este parámetro también está clasificado.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica una polarización inversa de 5V. La hoja de datos señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta prueba es solo para verificación de calidad.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un rendimiento consistente en la producción, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en cuatro grupos (P2, Q1, Q2, R1), con valores mínimos y máximos definidos. Por ejemplo, el grupo R1 contiene LEDs con intensidad entre 112.00 mcd y 140.00 mcd. Los diseñadores pueden especificar un código de grupo para garantizar un nivel mínimo de brillo para su aplicación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que se correlaciona con el color percibido, se clasifica en dos rangos: D9 (603.50 - 606.50 nm) y D10 (606.50 - 609.50 nm). Este control estricto garantiza la consistencia del color entre múltiples LEDs en una matriz o pantalla.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres códigos: 0 (1.75 - 1.95V), 1 (1.95 - 2.15V) y 2 (2.15 - 2.35V). Conocer el grupo de V_Fpuede ser importante para el diseño de la fuente de alimentación, especialmente cuando se manejan múltiples LEDs en serie, para garantizar una distribución uniforme de corriente y brillo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas, los gráficos específicos para parámetros como intensidad luminosa relativa frente a corriente directa, tensión directa frente a temperatura de unión y distribución espectral no se proporcionan en el contenido extraído. En una hoja de datos completa, estas curvas son críticas para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (por ejemplo, diferentes corrientes de accionamiento o temperaturas ambientales). Los diseñadores usarían la curva IV para determinar el valor necesario de la resistencia limitadora de corriente y las curvas de reducción por temperatura para entender cómo disminuye la salida luminosa a medida que aumenta la temperatura de unión.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo presenta un encapsulado SMD estándar. Las dimensiones clave (con una tolerancia típica de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario) son aproximadamente 2.0 mm de longitud, 1.25 mm de ancho y 0.8 mm de altura. La hoja de datos incluye un dibujo detallado con cotas que muestra el diseño de las almohadillas, el contorno del componente y la marca de polaridad (normalmente indicada por una marca de cátodo en el encapsulado).

5.2 Identificación de Polaridad y Montaje

La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento. El encapsulado incluye un marcador visual para identificar el cátodo. Se proporciona el patrón de almohadillas recomendado para PCB (diseño de pads) para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura y la estabilidad mecánica durante el reflujo. El cumplimiento de este patrón es crucial para un ensamblaje automatizado confiable.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para la fiabilidad.

6.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se envasan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que las piezas estén listas para su uso. Después de abrir, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de humedad relativa y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se supera este plazo o el indicador de desecante muestra saturación, se requiere un secado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de soldar para prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo (Pb-free):

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo hasta 255°C.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

6.3 Soldadura Manual y Rework

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, aplicada no más de 3 segundos por terminal. Se recomienda un soldador de baja potencia (<25W). Se debe observar un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal. Se desaconseja encarecidamente el rework. Si es absolutamente inevitable, se debe usar un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente, y se debe verificar de antemano el impacto en las características del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora embutida de 8 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora y el carrete para garantizar la compatibilidad con equipos automatizados pick-and-place.

7.2 Explicación de la Etiqueta

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

• P/N:El número de producto del fabricante (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT:El código del grupo de intensidad luminosa (ej., P2, Q1, R1).
• HUE:El código del grupo de longitud de onda dominante (ej., D9, D10).
• REF:El código del grupo de tensión directa (ej., 0, 1, 2).
• LOT No:Número de lote de fabricación para seguimiento de calidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Los LEDs son dispositivos accionados por corriente.Se requiere absolutamente una resistencia limitadora de corriente externa.La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo y una tolerancia de fabricación. Un ligero aumento en la tensión de alimentación sin una resistencia en serie causará un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F, donde I_Fes la corriente de accionamiento deseada (≤25 mA DC).

8.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (hasta 60 mW) genera calor. Para una longevidad óptima y una salida de luz estable, asegúrese de que la PCB proporcione un alivio térmico adecuado. Evite colocar el LED en espacios cerrados sin ventilación. La temperatura ambiente máxima de operación es de 85°C; la temperatura real de la unión será más 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 donde un fallo podría conducir a lesiones graves o pérdidas, como sistemas de seguridad automotriz (airbags, frenos), sistemas militares/aeroespaciales o equipos médicos de soporte vital. Para tales aplicaciones, se deben obtener componentes con las calificaciones y datos de fiabilidad apropiados.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave de este LED son su combinación de un encapsulado SMD muy compacto (que permite la miniaturización), un amplio ángulo de visión de 130 grados (bueno para iluminación de área) y el uso de tecnología AIGaInP que normalmente ofrece mayor eficiencia y mejor saturación de color en el espectro rojo-naranja-ámbar en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. Su cumplimiento de las normas RoHS, REACH y libres de halógenos lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué resistencia necesito para una fuente de 5V para accionar este LED a 20mA?

R: Usando la V_Fmáxima de 2.35V para un diseño conservador: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. Una resistencia estándar de 130Ω o 150Ω sería adecuada. Siempre confirme la corriente real con mediciones.

P: ¿Puedo pulsar este LED a corrientes más altas para destellos más brillantes?

R: Sí, pero solo dentro de los Valores Máximos Absolutos. Puede pulsar hasta 60 mA, pero el ciclo de trabajo debe ser del 10% o menos (ej., 1 ms encendido, 9 ms apagado) a una frecuencia de 1 kHz. La corriente promedio no debe exceder los 25 mA.

P: ¿Cómo aseguro un color consistente en múltiples LEDs en mi producto?

R: Especifique un grupo de longitud de onda dominante estricto (ya sea D9 o D10, no mezclados) al realizar el pedido. Para la máxima consistencia, pida del mismo lote de fabricación (LOT No.).

P: La bolsa ha estado abierta una semana. ¿Puedo seguir usando los LEDs?

R: Primero, verifique el indicador de desecante. Si ha cambiado de color, o si han pasado 168 horas desde la apertura, debe secar los LEDs a 60°C durante 24 horas antes de intentar soldarlos para prevenir daños inducidos por la humedad.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un router de red.El panel requiere 10 LEDs naranja para mostrar la actividad del enlace y el estado de la alimentación. El espacio en la PCB es limitado.

Decisiones de Diseño:Se selecciona el LED 17-215 por su pequeña huella de 2.0x1.25 mm, permitiendo que los 10 LEDs quepan en una fila ajustada. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura que los indicadores sean visibles desde varios ángulos. El diseñador especifica el grupo R1 para intensidad luminosa para garantizar visibilidad en una habitación bien iluminada y el grupo D10 para un tono naranja consistente. Se coloca una resistencia de 150Ω en serie con cada LED, conectada al riel del sistema de 3.3V, resultando en una corriente de accionamiento de aproximadamente 18-20 mA dependiendo del grupo V_Fdel LED individual. El diseño de la PCB sigue el patrón de almohadillas recomendado, y la casa de ensamblaje utiliza el perfil de reflujo sin plomo especificado.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AIGaInP) crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La proporción específica de aluminio, indio y galio en la red cristalina determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, naranja (~611 nm). La lente de resina \"transparente como el agua\" se utiliza para maximizar la extracción de luz del chip semiconductor sin alterar el color, a diferencia de las resinas difusas o teñidas.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para aplicaciones de indicación y retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA de corriente), tamaños de encapsulado más pequeños para aumentar la densidad, y una mejor consistencia y estabilidad del color a lo largo de la temperatura y la vida útil. También hay un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales respetuosos con el medio ambiente, como lo demuestra el cumplimiento de este producto con las normas libres de halógenos y sin plomo. Además, la integración de características, como resistencias limitadoras de corriente incorporadas o controladores IC dentro del encapsulado del LED, es una tendencia creciente para simplificar el diseño del circuito y ahorrar espacio en la placa, aunque este dispositivo en particular sigue siendo un componente discreto.