Hoja de Datos Técnica del LED SMD 19-213/R6C-AP1Q2B/3T - Rojo Brillante - 20mA - 2.35V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-213 es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para una amplia gama de aplicaciones de indicación y retroiluminación. Utilizando tecnología de chip AlGaInP, emite un color rojo brillante. Su encapsulado SMD compacto ofrece ventajas significativas en el diseño electrónico moderno, incluyendo reducción del espacio en la placa, mayor densidad de empaquetado y idoneidad para procesos de montaje automatizado, lo que lo hace ideal para producción miniaturizada y de gran volumen.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este componente es su huella miniaturizada, que contribuye directamente a tamaños finales de producto más pequeños y menores requisitos de almacenamiento. Es totalmente compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y en fase de vapor, alineándose con las líneas de montaje de PCB modernas y eficientes. El producto cumple con las principales normativas medioambientales: está libre de plomo (Pb), es conforme con RoHS, conforme con REACH y cumple con los estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Esto lo hace adecuado para mercados globales con controles ambientales estrictos. Su construcción ligera mejora aún más su uso en aplicaciones portátiles y miniaturizadas.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a aplicaciones de electrónica de consumo, controles industriales e interiores automotrices. Los casos de uso específicos incluyen:

• Retroiluminación para cuadros de instrumentos, interruptores y paneles de control.
• Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax.
• Retroiluminación plana para pantallas LCD, símbolos y señalización.
• Aplicaciones de indicación de propósito general en diversos dispositivos electrónicos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Comprender los límites eléctricos y ópticos es fundamental para un diseño de circuito confiable y para garantizar un rendimiento a largo plazo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La operación siempre debe mantenerse dentro de estos límites.

• Tensión Inversa (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente de operación recomendada es de 20 mA; 25 mA es el máximo absoluto.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1 kHz) y no debe usarse para operación en CC.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente de 25°C.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000 V. Son necesarios procedimientos de manejo ESD adecuados durante el montaje y manipulación.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El dispositivo está clasificado para rangos de temperatura industrial.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura de Soldadura:La temperatura máxima de soldadura por reflujo no debe exceder los 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del cautín debe ser <350°C durante <3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas (T_a=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en la condición de prueba estándar de 20 mA de corriente directa.

• Intensidad Luminosa (I_v):45 - 112 mcd (milicandelas). El amplio rango se gestiona a través de un sistema de clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde varios ángulos es importante.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):632 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):617.5 - 633.5 nm. Esto define el color percibido de la luz y también está sujeto a clasificación.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico). Esto indica la pureza espectral de la emisión roja.
• Tensión Directa (V_F):1.75 - 2.35 V a I_F=20mA. Se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para establecer la corriente de operación en función de la tensión de alimentación y la V_Fespecífica del LED (que varía según la clasificación).
• Corriente Inversa (I_R):< 10 µA a V_R=5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un color y brillo consistentes en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. El 19-213 utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro lotes (P1, P2, Q1, Q2) según su intensidad luminosa medida a 20 mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar el nivel de brillo apropiado para su aplicación, asegurando consistencia visual entre múltiples unidades.

• P1:45 - 57 mcd
• P2:57 - 72 mcd
• Q1:72 - 90 mcd
• Q2:90 - 112 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (tono) se controla clasificando los LED en cuatro lotes de longitud de onda (E4, E5, E6, E7). Esto es crucial para aplicaciones donde la coincidencia de color entre múltiples LED es importante.

• E4:617.5 - 621.5 nm
• E5:621.5 - 625.5 nm
• E6:625.5 - 629.5 nm
• E7:629.5 - 633.5 nm

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres lotes (0, 1, 2). Conocer el lote de V_Fes esencial para el cálculo preciso de la resistencia limitadora de corriente, especialmente en aplicaciones alimentadas por batería donde la eficiencia es crítica.

• 0:1.75 - 1.95 V
• 1:1.95 - 2.15 V
• 2:2.15 - 2.35 V

El número de pieza completo 19-213/R6C-AP1Q2B/3T incluye códigos que especifican estas selecciones de lote, permitiendo una especificación precisa del componente.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado y Polaridad

El LED está alojado en un encapsulado SMD estándar. El cátodo está marcado en el cuerpo del dispositivo. En la hoja de datos se proporcionan planos dimensionales detallados, con tolerancias críticas de ±0.1mm. Los diseñadores deben adherirse al patrón de pistas de PCB recomendado para garantizar una soldadura y alineación adecuadas.

4.2 Especificaciones de Embalaje

Los componentes se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. El embalaje incluye medidas resistentes a la humedad: el carrete se coloca dentro de una bolsa de aluminio a prueba de humedad junto con un desecante y una etiqueta indicadora. Esto es esencial para componentes sensibles a la absorción de humedad antes de la soldadura.

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son vitales para prevenir daños y garantizar la fiabilidad.

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por encima del líquido (217°C): 60-150 segundos.
• Temperatura máxima: 260°C como máximo, mantenida por no más de 10 segundos.
• Tasa máxima de calentamiento: 6°C/seg; tasa máxima de enfriamiento: 3°C/seg.

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

5.2 Precauciones para Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Utilice un cautín con una temperatura de punta inferior a 350°C.
• Limite el tiempo de soldadura por terminal a 3 segundos o menos.
• Use un cautín con una potencia nominal de 25W o menos.
• Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal.

5.3 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Este componente es sensible a la humedad. Adhiérase a las siguientes condiciones de almacenamiento:

• Antes de abrir:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 90% de Humedad Relativa (HR).
• Después de abrir:La "vida útil en planta" es de 1 año bajo ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Los LED no utilizados deben resellarse en una bolsa a prueba de humedad con desecante nuevo.
• Secado (Baking):Si el indicador de desecante muestra saturación o se excede el tiempo de almacenamiento, seque los LED a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de su uso.

6. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

6.1 Diseño del Circuito

La Limitación de Corriente es Obligatoria:Se requiere absolutamente una resistencia externa en serie para establecer la corriente directa. La característica V-I del LED es exponencial; un pequeño aumento en la tensión puede causar un gran aumento destructivo en la corriente. El valor de la resistencia (R) se calcula como R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Utilice siempre la V_Fmáxima del lote o de la hoja de datos para un diseño conservador que garantice que I_Fnunca exceda los 20 mA en las peores condiciones.

6.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (60 mW máx.), un diseño de PCB adecuado puede mejorar la longevidad. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas del LED para actuar como disipador de calor, especialmente si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.

6.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados proporciona una emisión amplia. Para aplicaciones que requieren luz dirigida, se pueden usar ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La lente de resina transparente al agua es adecuada para su uso con filtros de color externos si se necesita un tono específico de rojo.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

El 19-213 se diferencia por su combinación de una huella SMD estándar y ampliamente compatible, una estructura de clasificación bien definida para la consistencia de color y brillo, y el cumplimiento de estándares ambientales modernos. En comparación con los LED de orificio pasante más grandes, ofrece un ahorro de espacio significativo y compatibilidad con el montaje automatizado. Dentro del segmento de LED rojos SMD, su tecnología específica de AlGaInP proporciona una emisión roja eficiente, y su hoja de datos detallada con clasificación clara y notas de aplicación respalda un diseño robusto.

8. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 3.3V o 5V?

R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y una V_Ftípica de 2.0V a 20mA, el valor de la resistencia sería (5V - 2V) / 0.02A = 150 Ohmios. Una resistencia de 150 ohmios sería un buen punto de partida.

P: ¿Qué significa el color de resina "transparente al agua"?

R: Significa que la lente de encapsulado del LED es transparente, no difusa o teñida. El color rojo proviene completamente de la luz emitida por el chip semiconductor en sí. Esto a menudo resulta en una apariencia de color más saturada.

P: ¿Cómo interpreto el número de pieza para realizar un pedido?

R: El sufijo (ej., /R6C-AP1Q2B/3T) contiene códigos para los lotes de rendimiento. "Q2" probablemente se refiere al lote de intensidad luminosa (Q2: 90-112 mcd), y otros caracteres especifican los lotes de longitud de onda y tensión. Consulte la guía detallada de códigos de lote del fabricante para una interpretación precisa cuando la consistencia sea crítica.

P: ¿Es este LED adecuado para iluminación exterior automotriz?

R: La hoja de datos incluye una nota de restricción de aplicación que advierte que aplicaciones de alta fiabilidad como sistemas de seguridad automotriz pueden requerir un producto diferente. Para tales aplicaciones, es esencial verificar con el proveedor del componente si esta pieza específica está calificada según los estándares automotrices necesarios (ej., AEC-Q102).

9. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Retroiluminación de Interruptor de Tablero.Se utiliza un grupo de cinco LED 19-213 para retroiluminar un interruptor basculante. Están conectados en paralelo, cada uno con su propia resistencia de 180 ohmios a un riel automotriz de 12V (derratado para transitorios de voltaje del vehículo). El amplio ángulo de visión asegura una iluminación uniforme en el gráfico del interruptor. Se selecciona el lote de brillo Q2 para una buena visibilidad a la luz del día.

Ejemplo 2: Indicador de Estado en PCB.Un solo LED con una resistencia de 1kΩ está conectado a un pin GPIO de un microcontrolador de 3.3V. El microcontrolador pone el pin en alto para encender el LED. El bajo consumo de corriente (aprox. 1.3mA) minimiza el consumo de energía en un dispositivo alimentado por batería. El lote de longitud de onda E6 proporciona un color de indicador rojo estándar y consistente.

10. Principio de Funcionamiento y Tecnología

El LED 19-213 se basa en material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de AlGaInP está diseñada para producir fotones en la porción roja del espectro visible (aproximadamente 632 nm). La luz generada se emite a través de una lente de epoxi transparente, que también proporciona protección mecánica y ambiental para el dado semiconductor.

11. Tendencias y Contexto de la Industria

Los LED SMD como el 19-213 representan la corriente principal en indicación e iluminación de baja potencia debido a su fabricabilidad y rentabilidad. La tendencia de la industria continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color a través de clasificaciones más estrictas y una mayor integración (ej., LED con reguladores de corriente o controladores incorporados). El cumplimiento ambiental (RoHS, REACH, libre de halógenos) se ha convertido en un requisito estándar. Para indicadores rojos, AlGaInP sigue siendo una tecnología dominante debido a su eficiencia y calidad de color, aunque se utilizan otros materiales para diferentes colores (ej., InGaN para azul y verde).