Hoja de Datos del LED SMD 12-215/R6C-AR1S1B/3C - Tamaño 1.7x1.7x0.7mm - Voltaje 1.75-2.35V - Rojo Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas del LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de la serie 12-215. Este componente es un LED monocromático de color rojo brillante, diseñado para procesos modernos de ensamblaje electrónico. Sus principales ventajas incluyen una huella significativamente reducida en comparación con los LEDs de tipo con patillas, lo que permite una mayor densidad de empaquetado en las PCB, reduce los requisitos de almacenamiento y, en última instancia, contribuye a diseños de productos finales más compactos. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones miniaturizadas y portátiles.

1.1 Características Principales y Conformidad

El LED se suministra en cinta de 8mm enrollada en una bobina de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place estándar para fabricación en volumen. Está diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojos como por fase de vapor. El producto está construido con materiales libres de plomo y cumple con regulaciones ambientales y de seguridad clave, incluyendo la directiva RoHS de la UE, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). El producto en sí se mantiene dentro de las especificaciones compatibles con RoHS.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros clave de rendimiento del LED según se definen en la hoja de datos. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No son condiciones de operación. Los límites para este LED son: una tensión inversa máxima (VR) de 5V; una corriente directa continua (IF) de 25mA; una corriente directa de pico (IFP) de 60mA permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz); y una disipación de potencia máxima (Pd) de 60mW. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, con un rango de temperatura de almacenamiento ligeramente más amplio de -40°C a +90°C. El perfil de temperatura de soldadura es crítico: para reflujo, se especifica un pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, mientras que para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las características electro-ópticas definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación. Con una corriente directa (IF) de 20mA, la intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de clasificación (bin) desde 112.0 mcd hasta 225.0 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2) es amplio, de 130 grados. La salida de luz está en el espectro del rojo brillante, con una longitud de onda de pico (λp) típicamente en 632 nm y una longitud de onda dominante (λd) que varía de 617.5 nm a 633.5 nm dependiendo del bin. El ancho de banda espectral (Δλ) es típicamente de 20 nm. La tensión directa (VF) requerida para alcanzar 20mA oscila entre 1.75V y 2.35V. La corriente inversa (IR) es muy baja, con un máximo de 10 μA cuando se aplica una polarización inversa de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El LED se clasifica en bins para parámetros clave con el fin de garantizar la consistencia en la aplicación. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de brillo y color.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en tres códigos de bin: R1 (112.0 - 140.0 mcd), R2 (140.0 - 180.0 mcd) y S1 (180.0 - 225.0 mcd), todos medidos a IF=20mA.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que se correlaciona con el color percibido, se clasifica en cuatro códigos: 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), medidos a IF=20mA.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres códigos: 0 (1.75 - 1.95 V), 1 (1.95 - 2.15 V) y 2 (2.15 - 2.35 V), medidos a IF=20mA. El sufijo del número de pieza (ej., /3C) probablemente se correlaciona con combinaciones específicas de bins.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas características electro-ópticas típicas para un LED de este tipo incluirían varios gráficos clave esenciales para el diseño.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación entre la corriente que fluye a través del LED y la tensión en sus terminales. Es no lineal, con una tensión característica de "rodilla" (alrededor de la VF típica) por encima de la cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de tensión. Esto subraya la necesidad crítica de un circuito limitador de corriente (como una resistencia en serie o un driver de corriente constante) para evitar la fuga térmica y la destrucción del dispositivo.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Este gráfico ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente directa. Generalmente es lineal dentro del rango de operación recomendado, pero se saturará a corrientes más altas. Operar por encima del límite absoluto máximo conduce a una caída de eficiencia y a una degradación acelerada.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva es crucial para aplicaciones que operan en entornos de temperatura elevada, ya que ayuda a los diseñadores a reducir la brillantez esperada o a implementar gestión térmica para mantener el rendimiento.

4.4 Distribución Espectral

Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~632 nm y el ancho de banda espectral de ~20 nm, confirmando la salida monocromática de rojo brillante.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado e Identificación de Polaridad

El LED tiene un encapsulado SMD rectangular compacto. Un dibujo dimensionado indica un tamaño de cuerpo de aproximadamente 1.7mm de largo y ancho, con una altura de alrededor de 0.7mm (las tolerancias específicas son ±0.1mm salvo que se indique). La polaridad está claramente marcada: el cátodo se identifica por una marca distintiva en la parte superior del encapsulado y un chaflán o muesca correspondiente en un lado de la vista inferior. La orientación correcta de la polaridad durante el ensamblaje es obligatoria para un funcionamiento adecuado.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El manejo y la soldadura adecuados son críticos para la fiabilidad.

6.1 Requisito de Limitación de Corriente

Se requiere absolutamente una resistencia limitadora de corriente externa o un circuito. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño aumento en la tensión puede causar un gran aumento destructivo en la corriente.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que esté lista para su uso. Antes de abrir, almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir, la "vida útil en planta" es de 1 año bajo ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse. Si el indicador de desecante cambia de color o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas antes de la soldadura por reflujo.

6.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo. Los parámetros clave incluyen: una etapa de precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos; un tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos; una temperatura máxima que no exceda los 260°C, mantenida durante un máximo de 10 segundos; y tasas máximas de calentamiento y enfriamiento de 6°C/seg y 3°C/seg, respectivamente. El reflujo no debe realizarse más de dos veces. Evitar el estrés mecánico en el encapsulado durante el calentamiento y no deformar la PCB después de la soldadura.

6.4 Soldadura Manual y Reparación

Si es necesaria la soldadura manual, usar un soldador con temperatura de punta <350°C, aplicar calor a cada terminal durante ≤3 segundos, y usar un soldador de baja potencia (<25W). Permitir un intervalo de enfriamiento de >2 segundos entre terminales. Se desaconseja la reparación después de la soldadura inicial. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar dañar las uniones internas por alambres debido al estrés térmico.

7. Empaquetado e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de la Bobina y la Cinta

Los componentes se entregan en cinta portadora con relieve en bobinas de 7 pulgadas de diámetro. Cada bobina contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los huecos de la cinta portadora y la bobina para garantizar la compatibilidad con alimentadores automáticos.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta de la bobina contiene varios campos clave: CPN (Número de Producto del Cliente), P/N (Número de Producto), QTY (Cantidad de Empaquetado), CAT (Rango/Clasificación de Intensidad Luminosa), HUE (Cromaticidad/Rango de Longitud de Onda Dominante), REF (Rango/Clasificación de Tensión Directa) y LOT No (Número de Lote Rastreable).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para varios roles de indicación e iluminación de fondo. Las aplicaciones comunes incluyen: retroiluminación para cuadros de mandos y interruptores automotrices; indicadores de estado e iluminación de fondo de teclados en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax; retroiluminación plana para LCDs pequeños, interruptores y símbolos; y uso general como indicador en electrónica de consumo.

8.2 Consideraciones de Diseño

Los diseñadores deben considerar varios factores: 1) Implementar siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante basado en la tensión de alimentación y el bin de tensión directa del LED. 2) Tener en cuenta los efectos térmicos sobre la intensidad luminosa, especialmente en espacios cerrados o altas temperaturas ambientales. 3) Asegurar que el diseño de las almohadillas de la PCB coincida con las dimensiones del encapsulado y permita la formación adecuada del filete de soldadura. 4) Seguir estrictamente las directrices de sensibilidad a la humedad y del perfil de reflujo para evitar grietas o delaminación del encapsulado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs antiguos de orificio pasante, este tipo SMD ofrece una drástica reducción de tamaño y peso, permitiendo diseños modernos miniaturizados. El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona una buena visibilidad fuera del eje, lo que es ventajoso para indicadores de panel. El uso del material semiconductor AlGaInP es típico para LEDs rojos y ámbar de alta eficiencia, ofreciendo un buen brillo. El cumplimiento de los estándares ambientales modernos (sin plomo, sin halógenos) es un diferenciador clave para productos dirigidos a mercados globales con regulaciones estrictas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es obligatoria una resistencia limitadora de corriente?

R: La tensión directa del LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y una curva I-V pronunciada. Sin una resistencia, cualquier pequeño aumento en la tensión de alimentación o disminución en la VF debido al calentamiento provoca un aumento exponencial de la corriente, lo que lleva a un fallo inmediato.

P: ¿Qué significan los códigos de bin (R1, E5, 0) para mi diseño?

R: Especifican los rangos garantizados para el brillo (CAT), el color (HUE) y la tensión (REF). Para una apariencia uniforme en un arreglo de múltiples LEDs, especifique bins estrechos para HUE y CAT. Para el diseño de la fuente de alimentación, el bin de tensión determina el cálculo del valor de la resistencia.

P: ¿Puedo usar este LED en exteriores?

R: El rango de temperatura de operación se extiende de -40°C a +85°C, lo que cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, la exposición prolongada a la radiación UV y la humedad puede degradar la resina epoxi con el tiempo. Para entornos hostiles, considere LEDs con recubrimiento conformado o específicamente clasificados para uso exterior.

P: ¿Cuántas veces puedo someter este LED a reflujo?

R: La hoja de datos establece explícitamente que la soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Cada ciclo de reflujo somete el encapsulado a estrés térmico, pudiendo debilitar las uniones internas o causar delaminación.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñar un panel indicador de estado con 10 LEDs rojos uniformes.

1. Selección de Parámetros:Elija bins para consistencia. Seleccione el bin HUE E6 (625.5-629.5 nm) y el bin CAT R2 (140.0-180.0 mcd) para un color y brillo equilibrados. Asuma el bin VF 1 (1.95-2.15V).

2. Diseño del Circuito:Usando una fuente de alimentación de 5V. Para el peor caso VF_mín (1.95V), la resistencia en serie requerida R = (Valimentación - VF) / IF = (5V - 1.95V) / 0.020A = 152.5Ω. Para VF_máx (2.15V), R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. Seleccionando una resistencia estándar de 150Ω se mantiene la corriente entre 19mA y 20.3mA, dentro del límite de 25mA, y asegura un brillo consistente en todas las unidades.

3. Diseño de Placa:Coloque la resistencia de 150Ω en serie con cada LED. Siga el dibujo del encapsulado para el patrón de pistas de 1.7x1.7mm, asegurando la orientación correcta del cátodo.

4. Ensamblaje:Siga estrictamente las directrices de almacenamiento de humedad y del perfil de reflujo sin plomo.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa (compuesta de AlGaInP en este caso). Este proceso de 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. El encapsulado de resina epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz (resultando en el ángulo de visión de 130°) y proporcionar la estructura mecánica para la soldadura.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en los LEDs SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mayor densidad de potencia en encapsulados más pequeños y una mejor reproducción y consistencia del color. También hay un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales y procesos de fabricación respetuosos con el medio ambiente. La integración de electrónica de control (como drivers de corriente constante) directamente en los encapsulados LED es otra área en evolución, simplificando el diseño de circuitos para el usuario final. Para LEDs de tipo indicador, el enfoque sigue siendo la fiabilidad, la miniaturización y la rentabilidad para el ensamblaje automático de alto volumen.