Hoja de Datos del LED SMD 17-215/R6C-AQ1R2B/3T - Rojo Brillante - 20mA - 2.35V Máx. - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-215 es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones generales de indicación y retroiluminación. Utiliza un chip de AIGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz roja brillante. Este componente se caracteriza por su tamaño compacto, lo que facilita una mayor densidad de empaquetado en las placas de circuito impreso (PCB) y permite el diseño de equipos finales más pequeños. El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con el equipo estándar de montaje automático pick-and-place.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

El LED ofrece varias características clave que se alinean con los estándares modernos de fabricación y medioambientales. Es compatible con los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo y por fase de vapor, comunes en el ensamblaje electrónico de alto volumen. El producto está construido con materiales libres de plomo (Pb-free) y está diseñado para cumplir con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). También cumple con las regulaciones REACH de la UE y satisface los requisitos libres de halógenos, con un contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su suma por debajo de 1500 ppm.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Las principales áreas de aplicación para este LED incluyen la retroiluminación de cuadros de instrumentos, interruptores y símbolos. También es adecuado para su uso en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax para indicación de estado y retroiluminación de teclados. Además, puede utilizarse para retroiluminación plana en LCDs y para aplicaciones de indicación de propósito general donde se requiera una fuente de luz roja pequeña y fiable.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos del dispositivo, tal como se definen en la hoja de datos. Comprender estos límites es fundamental para un diseño de circuito fiable.

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 funcionamiento normal.

• Tensión Inversa (VR):5 V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Permite breves períodos de mayor brillo.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como Tensión Directa (VF) * Corriente Directa (IF).
• Descarga Electroestática (ESD):2000 V (Modelo de Cuerpo Humano). Esta clasificación indica un nivel moderado de sensibilidad a la ESD; son necesarios procedimientos de manipulación adecuados.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que se especifica que el dispositivo debe operar.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante hasta 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las Características Electro-Ópticas se especifican a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, que es la condición de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 72.00 mcd hasta un máximo de 180.00 mcd, con un valor típico proporcionado. La intensidad real entregada está sujeta a una tolerancia de ±11% y se clasifica además en bins (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados (típico). Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde ángulos fuera del eje es importante.
• Longitud de Onda de Pico (λp):632 nm (típico). La longitud de onda a la que la potencia óptica de salida es mayor.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 617.50 nm a 633.50 nm, con una tolerancia de ±1 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el color.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Tensión Directa (VF):Varía de 1.75 V a 2.35 V a 20 mA, con una tolerancia de ±0.1 V. Este parámetro es crucial para calcular el valor de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA a una tensión inversa (VR) de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento basados en parámetros clave. El 17-215 utiliza un sistema de clasificación de tres códigos (ej., /R6C en el número de pieza).

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en cuatro bins: Q1, Q2, R1 y R2. Cada bin define un rango específico de valores mínimos y máximos de intensidad medidos en milicandelas (mcd) a IF=20mA. Por ejemplo, el bin Q1 cubre 72.00-90.00 mcd, mientras que el bin R2 cubre 140.00-180.00 mcd. Esto permite a los diseñadores seleccionar un LED con un nivel de brillo garantizado para su aplicación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (longitud de onda dominante) se clasifica en cuatro grupos: E4, E5, E6 y E7. Cada bin cubre un rango de 4 nm, desde E4 (617.50-621.50 nm) hasta E7 (629.50-633.50 nm). Este control estricto asegura un tono de rojo consistente en un lote de producción.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres grupos: 0, 1 y 2. El bin 0 cubre 1.75-1.95 V, el bin 1 cubre 1.95-2.15 V, y el bin 2 cubre 2.15-2.35 V, todos medidos a IF=20mA. Conocer el bin de VF puede ayudar a diseñar circuitos de excitación más precisos y predecir el consumo de energía.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

El 17-215 es un encapsulado estándar \"SMD B\". La hoja de datos incluye un dibujo detallado con dimensiones. Las características mecánicas clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como el diseño de las almohadillas y la marca de polaridad. El cátodo suele estar indicado por una marca verde o una muesca en el encapsulado. Todas las dimensiones tienen una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario. La huella compacta es una ventaja principal, permitiendo diseños de PCB de alta densidad.

5. Guías de Soldadura y Montaje

La manipulación y soldadura adecuadas son esenciales para la fiabilidad.

5.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se envasan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Antes de abrir, las condiciones de almacenamiento deben ser de 30°C o menos y 90% HR o menos. Después de abrir, los componentes tienen una \"vida útil en planta\" de 1 año si se almacenan a 30°C/60% HR o menos. Si se excede el tiempo de almacenamiento o el desecante indica absorción de humedad, se recomienda un tratamiento de horneado a 60 ±5°C durante 24 horas antes de la soldadura por reflujo.

5.2 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 durante un máximo de 10 segundos; y tasas máximas de calentamiento y enfriamiento de 6°C/seg y 3°C/seg, respectivamente. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Debe evitarse el estrés en el cuerpo del LED durante el calentamiento, y la PCB no debe deformarse después de la soldadura.

5.3 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 durante no más de 3 segundos por terminal, utilizando un soldador con una capacidad de 25W o menos. Debe observarse un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre terminales. Se desaconseja encarecidamente el rework después de la soldadura inicial. Si es inevitable, debe usarse un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar estrés mecánico en las uniones de soldadura y en el encapsulado del LED.

6. Información de Empaquetado y Pedido

El producto se suministra en cinta portadora en carretes de 7 pulgadas. Cada carrete contiene 3000 piezas. El empaquetado incluye etiquetas que especifican información crítica: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaquetado (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Tensión Directa (REF) y Número de Lote (LOT No). Este sistema de etiquetado garantiza la trazabilidad y la correcta identificación de la pieza.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Limitación de Corriente y Protección del Circuito

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria para evitar daños. Incluso un pequeño aumento en la tensión directa puede causar un gran aumento en la corriente, potencialmente destructivo. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, donde VF es la tensión directa de la hoja de datos (usando el valor máximo para un diseño conservador) e IF es la corriente directa deseada (que no debe exceder los 25 mA DC).

7.2 Gestión Térmica

Aunque este es un dispositivo de baja potencia, operar en o cerca de la corriente directa máxima generará calor. La disipación de potencia (Pd = VF * IF) no debe exceder los 60 mW. Un área de cobre de PCB adecuada alrededor de las almohadillas térmicas puede ayudar a disipar el calor y mantener temperaturas de unión más bajas, lo que es beneficioso para la fiabilidad a largo plazo y la estabilidad de la salida luminosa.

7.3 Restricciones de Aplicación

Este producto está diseñado para aplicaciones comerciales e industriales generales. No está específicamente calificado o garantizado para su uso en aplicaciones de alta fiabilidad como militar/aeroespacial, sistemas de seguridad/seguridad automotriz (ej., airbags, frenos) o equipos médicos críticos para la vida. Para tales aplicaciones, se requieren componentes con diferentes especificaciones y niveles de calificación.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED SMD 17-215, basado en tecnología AIGaInP, ofrece ventajas para la emisión roja. En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, los LEDs AIGaInP suelen proporcionar una mayor eficiencia luminosa, lo que resulta en una salida más brillante para la misma corriente de excitación, y una mejor pureza de color (rojo saturado). El encapsulado SMD ofrece ventajas significativas sobre los LEDs de orificio pasante: una huella mucho más pequeña, idoneidad para el montaje automatizado y una mejor fiabilidad debido a la ausencia de uniones de alambre que pueden fallar bajo vibración. El amplio ángulo de visión de 130 grados es un diferenciador clave frente a los LEDs de ángulo más estrecho, lo que lo hace ideal para indicadores de panel que deben verse desde varios ángulos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué resistencia necesito para una fuente de alimentación de 5V?

R: Usando la VF máxima de 2.35V y un IF objetivo de 20mA: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohmios. Una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios sería adecuada. Verifique siempre la corriente real en su circuito.

P: ¿Puedo excitar este LED con una fuente de 3.3V?

R: Sí. Usando el mismo cálculo con una VF típica de ~2.0V: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohmios. Una resistencia de 68 Ohmios es un valor común. Asegúrese de que la fuente pueda proporcionar la corriente requerida.

P: ¿Por qué existe un sistema de clasificación (binning)?

R: Las variaciones de fabricación causan ligeras diferencias en el rendimiento. El binning clasifica los LEDs en grupos con parámetros estrictamente controlados (brillo, color, voltaje), permitiendo a los diseñadores lograr resultados consistentes en sus productos especificando los códigos de bin requeridos.

P: ¿Cómo identifico el cátodo?

R: El cátodo suele estar marcado. Consulte el dibujo de dimensiones del encapsulado en la hoja de datos, que muestra una marca verde o una muesca en un lado del cuerpo del componente. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento.

10. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando un panel de indicadores de estado para un router de red.El panel requiere múltiples LEDs rojos brillantes de \"Encendido\" y \"Actividad\" visibles desde el frente y los lados. El 17-215 es una excelente elección debido a su amplio ángulo de visión de 130 grados. El diseñador selecciona el bin de intensidad luminosa R1 (112-140 mcd) y el bin de longitud de onda dominante E6 (625.5-629.5 nm) para garantizar un color uniforme, suficientemente brillante y consistente en todos los indicadores. El diseño de la PCB coloca los LEDs con un espaciado adecuado y utiliza una resistencia limitadora de corriente calculada para cada uno, conectada a un pin GPIO de un microcontrolador de 3.3V. El encapsulado SMD permite un diseño de panel compacto y de bajo perfil. Los componentes se ensamblan utilizando el perfil de reflujo especificado, y las bolsas sensibles a la humedad se abren justo antes de la ejecución de la producción para evitar defectos de soldadura relacionados con la humedad.

11. Principio de Operación

La emisión de luz en este LED se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor hecha de materiales AIGaInP. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AIGaInP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo alrededor de 632 nm. La lente de resina epoxi encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al haz de luz de salida.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

Los LEDs SMD como el 17-215 representan una tecnología madura y ampliamente adoptada. La tendencia de la industria continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que permite una salida más brillante con la misma corriente o un menor consumo de energía para el mismo brillo. También hay una tendencia hacia la miniaturización, con huellas de encapsulado aún más pequeñas volviéndose comunes. Además, los avances en la tecnología de fósforos y el diseño de chips están expandiendo la gama de colores y mejorando la reproducción cromática para los LEDs blancos, aunque para los LEDs rojos monocromáticos, el AIGaInP sigue siendo la tecnología de alta eficiencia dominante. El énfasis en el cumplimiento medioambiental (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es un aspecto permanente y crítico de la especificación y fabricación de componentes.