Hoja de Datos del LED SMD 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - Tamaño 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 1.75-2.35V - Rojo Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-213 es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Utiliza tecnología de chip AlGaInP y emite una luz roja brillante. Su factor de forma compacto permite reducciones significativas en el tamaño de la placa de circuito impreso (PCB) y las dimensiones generales del equipo, lo que lo hace ideal para aplicaciones con espacio limitado. El componente está libre de plomo, cumple con RoHS y se adhiere a los estándares REACH de la UE y libre de halógenos, garantizando seguridad ambiental y aceptación regulatoria.

1.1 Ventajas Principales

Las principales ventajas de este LED provienen de su minúsculo encapsulado SMD. Ofrece una compatibilidad superior con las líneas de montaje automatizadas pick-and-place, lo que agiliza la fabricación en grandes volúmenes. El encapsulado está calificado para procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y en fase de vapor. Su construcción ligera minimiza el estrés mecánico en los PCB y es perfectamente adecuado para dispositivos electrónicos portátiles y miniaturizados.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a los sectores de electrónica de consumo, controles industriales y telecomunicaciones. Las aplicaciones típicas incluyen retroiluminación para paneles de instrumentos, interruptores y teclados. Se usa comúnmente como indicadores de estado en teléfonos, máquinas de fax y diversos electrodomésticos. Además, sirve como fuente de luz plana para retroiluminación de pantallas de cristal líquido (LCD) e iluminación indicadora de propósito general.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Las especificaciones máximas absolutas definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones para operación normal.

• Voltaje Inverso (VR):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (IF):25mA. La corriente DC máxima para una operación confiable a largo plazo.
• Corriente Directa Pico (IFP):60mA con un ciclo de trabajo de 1/10 y 1kHz. Esta especificación es para operación pulsada, no para uso continuo.
• Disipación de Potencia (Pd):60mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Es necesario reducir la potencia a temperaturas más altas.
• Descarga Electroestática (ESD):2000V (Modelo de Cuerpo Humano). Los procedimientos adecuados de manejo ESD son obligatorios durante el montaje.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +90°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Resiste soldadura por reflujo con una temperatura pico de 260°C hasta por 10 segundos, o soldadura manual a 350°C por 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una corriente directa (IF) de 20mA y una temperatura ambiente de 25°C, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 72.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. El valor típico no se especifica, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante un sistema de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Aproximadamente 120 grados. Este amplio ángulo de visión asegura una buena visibilidad desde varias perspectivas.
• Longitud de Onda Pico (λp):Típicamente 632 nm, situando la emisión en la porción rojo brillante del espectro.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Especificada entre 617.5 nm y 633.5 nm, con una tolerancia ajustada de ±1nm según la nota. Esto define el color percibido.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm, indicando la pureza espectral de la luz roja emitida.
• Voltaje Directo (VF):Varía de 1.75V a 2.35V a 20mA, con una tolerancia de ±0.1V. Este parámetro es crítico para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA a VR=5V. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro bins (Q1, Q2, R1, R2) según su intensidad luminosa medida a 20mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar un grado de brillo adecuado para su aplicación, desde brillo estándar (Q1: 72-90 mcd) hasta alto brillo (R2: 140-180 mcd).

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que define el tono preciso del rojo, se clasifica en cuatro códigos (E4, E5, E6, E7). Esta clasificación, con un rango de 617.5 nm a 633.5 nm, permite una coincidencia de color precisa entre múltiples LED en una matriz o pantalla.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en tres bins (0, 1, 2), cubriendo el rango de 1.75V a 2.35V. Conocer el bin de VF puede ayudar a optimizar el diseño del circuito limitador de corriente para eficiencia y gestión térmica.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF menciona curvas típicas de características electro-ópticas, los gráficos específicos para IV (Corriente-Voltaje), dependencia de la intensidad luminosa con la temperatura y distribución espectral no se proporcionan en el texto extraído. En un análisis completo, estas curvas serían esenciales. La curva IV mostraría la relación exponencial entre voltaje y corriente. La curva de características de temperatura normalmente mostraría una disminución en la intensidad luminosa a medida que aumenta la temperatura de la unión. El gráfico de distribución espectral visualizaría el ancho de banda de 20nm alrededor del pico de 632nm, confirmando la pureza del color.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella muy compacta. Las dimensiones del encapsulado son 2.0mm de largo, 1.25mm de ancho y 0.8mm de alto (equivalente al tamaño SMD 0805 típico). El cátodo se identifica típicamente por una marca o una esquina achaflanada en el encapsulado. El dibujo dimensional proporciona medidas precisas para el diseño del patrón de pistas, con tolerancias estándar de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads de Soldadura

La polaridad correcta es crucial para la operación. El diagrama del encapsulado en la hoja de datos indica los terminales del ánodo y el cátodo. El diseño recomendado de los pads de soldadura asegura la formación adecuada de la unión durante el reflujo y proporciona una resistencia mecánica adecuada. Los diseñadores deben adherirse a estas pautas para prevenir el efecto "tombstoning" o una mala conexión eléctrica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente es compatible con soldadura por reflujo sin plomo. El perfil de temperatura recomendado incluye: 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 pico que no exceda los 260°C, mantenida por un máximo de 10 segundos; y tasas de calentamiento y enfriamiento controladas (máx. 6°C/seg y 3°C/seg, respectivamente). El reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Precauciones para Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador de baja potencia (menos de 25W). Se debe observar un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal para prevenir choque térmico.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa barrera resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% de Humedad Relativa. La "vida útil en planta" después de abrir la bolsa es de 168 horas (7 días). Si se excede este tiempo o el desecante indica ingreso de humedad, se requiere un tratamiento de horneado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación del Embalaje

Los LED se suministran en cinta portadora gofrada de 8mm de ancho, enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan las dimensiones del carrete y la cinta para la configuración del alimentador automático.

7.2 Explicación de la Etiqueta y Número de Modelo

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaque (QTY) y los códigos de bin específicos para el Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE) y Rango de Voltaje Directo (REF). El número de parte completo 19-213/R6C-AQ1R2B/3T codifica el producto base y sus selecciones de bin específicas.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Limitación de Corriente y Protección

Una regla de diseño fundamental es el uso obligatorio de una resistencia limitadora de corriente en serie. El voltaje directo tiene un rango (1.75-2.35V), y la característica V-I es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje de alimentación puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación máximo y el voltaje directo mínimo del bin para garantizar que la corriente nunca exceda la especificación máxima absoluta de 25mA bajo todas las condiciones.

8.2 Gestión Térmica

Aunque es un dispositivo pequeño, se debe considerar la disipación de potencia (hasta 60mW), especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. El diseño del PCB debe proporcionar un área de cobre adecuada alrededor de los pads de soldadura para actuar como disipador de calor, ayudando a conducir el calor lejos de la unión del LED y mantener el rendimiento y la longevidad.

8.3 Restricciones de Aplicación

La hoja de datos incluye una nota crítica sobre restricciones de aplicación. Este producto, tal como se especifica, puede no ser adecuado para aplicaciones de alta confiabilidad con tolerancia cero a fallas, como sistemas militares/aeroespaciales, sistemas críticos de seguridad automotriz (por ejemplo, airbags, frenos) o equipos médicos de soporte vital. Para tales usos, se requieren productos con diferentes calificaciones y pruebas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED tradicionales de orificio pasante, este tipo SMD ofrece una drástica reducción en tamaño y peso, permitiendo la electrónica miniaturizada moderna. Dentro de la categoría de LED SMD rojos, sus diferenciadores clave son su color rojo brillante específico (chip AlGaInP), su amplio ángulo de visión de 120 grados y su estructura de clasificación (binning) claramente definida para la consistencia de brillo y color. Las guías integrales de manejo y soldadura también proporcionan a los diseñadores instrucciones claras de implementación, reduciendo el riesgo en el proceso de montaje.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Cómo calculo la resistencia en serie?

Usa la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada. Usa el VF mínimo de la hoja de datos o de tu bin específico (por ejemplo, 1.75V del Bin 0) y tu corriente de operación deseada (por ejemplo, 20mA). Para una alimentación de 5V: R = (5V - 1.75V) / 0.020A = 162.5Ω. Elige el siguiente valor estándar más alto (por ejemplo, 180Ω) y calcula la corriente real para asegurarte de que esté por debajo de 25mA.

10.2 ¿Puedo usarlo para iluminación interior automotriz?

Para iluminación interior no crítica, como retroiluminación del tablero o iluminación de interruptores, puede ser adecuado. Sin embargo, para iluminación exterior o señales críticas para la seguridad, la nota de restricciones de aplicación aconseja consultar al fabricante para obtener un producto calificado para uso automotriz.

10.3 ¿Por qué es tan importante la condición de almacenamiento después de abrir la bolsa?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando delaminación interna o "efecto palomita de maíz" (popcorning), lo que agrieta el encapsulado y destruye el dispositivo. La vida útil en planta de 7 días y las instrucciones de horneado son críticas para prevenir este modo de falla.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado:Un diseñador está creando un panel de control con múltiples indicadores de estado rojos. Para garantizar una apariencia uniforme, especifica LED del mismo bin de Longitud de Onda Dominante (por ejemplo, todos E6: 625.5-629.5nm). Para garantizar un brillo suficiente bajo luz ambiental alta, selecciona el bin de intensidad luminosa R1 (112-140 mcd). Diseña el PCB con un riel de 5V, calcula la resistencia limitadora de corriente usando el VF máximo de su bin para garantizar que se cumpla el brillo mínimo, y proporciona áreas generosas de cobre para disipación térmica. Instruye a la fabricación para que siga el perfil de reflujo exactamente y para que hornee los componentes si la bolsa barrera de humedad se abre más de 7 días antes del montaje.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de la unión, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, rojo brillante a aproximadamente 632 nm. La lente de resina epoxi es transparente al agua para maximizar la extracción de luz y dar forma al ángulo de visión de 120 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LED indicadores continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), tamaños de encapsulado más pequeños para mayor densidad y una mejor consistencia de color mediante clasificaciones (binning) más ajustadas. También hay un creciente énfasis en la confiabilidad y calificación para entornos hostiles, incluida una mayor tolerancia a la temperatura y resistencia al ciclado térmico. Además, la integración con controladores inteligentes para atenuación y control de color se está volviendo más común en aplicaciones avanzadas más allá de simples indicadores.