Hoja de Datos del LED SMD 19-21/G6C-AL1M2LY/3T - Tamaño 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 1.7-2.3V - Amarillo Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-21/G6C-AL1M2LY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren tamaño compacto, alta fiabilidad y rendimiento consistente. Este componente pertenece a la familia de encapsulados 19-21, caracterizada por su huella miniaturizada, lo que lo hace ideal para diseños con limitaciones de espacio.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este LED es su tamaño significativamente reducido en comparación con los componentes tradicionales de tipo con patillas. Esta miniaturización permite varios beneficios clave para diseñadores y fabricantes:

• Tamaño de Placa Más Pequeño:Permite diseños de PCB más compactos.
• Mayor Densidad de Empaquetado:Permite colocar más componentes en una sola placa, aumentando la funcionalidad.
• Espacio de Almacenamiento Reducido:El tamaño físico más pequeño tanto del componente como de su embalaje (cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas) optimiza la logística y la gestión de inventario.
• Diseño Ligero:El peso mínimo es crucial para aplicaciones portátiles y miniaturizadas donde cada gramo cuenta.
• Compatibilidad de Fabricación:El dispositivo es totalmente compatible con equipos estándar de colocación automática y procesos de soldadura convencionales, incluyendo reflujo por infrarrojos y fase de vapor, facilitando la producción en volumen.

1.2 Cumplimiento y Normas Ambientales

Este producto está diseñado teniendo en cuenta las regulaciones ambientales y de seguridad modernas, asegurando una amplia aceptación en el mercado:

• Libre de Plomo:Fabricado sin plomo, cumpliendo con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Libre de Halógenos:Cumple con los requisitos libres de halógenos, con contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm, y su suma por debajo de 1500 ppm.
• Cumplimiento REACH:Se adhiere al reglamento REACH de la UE sobre registro, evaluación, autorización y restricción de sustancias químicas.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

Esta sección proporciona un análisis detallado y objetivo de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos del dispositivo, tal como se definen en la hoja de datos.

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. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y debe evitarse en diseños fiables.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima en CC para operación continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de trabajo 1/10 @1kHz). Adecuada para operación en pulsos cortos, pero no para CC.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a Ta=25°C. Es necesaria una reducción a temperaturas ambiente más altas.
• Descarga Electroestática (ESD) HBM:2000V. Proporciona una medida de la robustez del dispositivo contra la electricidad estática, clasificada como Clase 2 según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM).
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para una operación fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Especifica los límites del perfil térmico para el montaje.
  • Soldadura por Reflujo: Pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.
  • Soldadura Manual: 350°C en la punta del soldador durante un máximo de 3 segundos por terminal.

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

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (I_F= 5mA).

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde 11.5 mcd (Mín.) hasta 28.5 mcd (Máx.), con una tolerancia típica de ±11%. Esto define el brillo percibido.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):100 grados (Típico). Este amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde el LED puede no ser visto de frente.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):575 nm (Típico). La longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):569.5 nm a 577.5 nm. Este parámetro se correlaciona más estrechamente con el color percibido (Amarillo Verde Brillante) y está sujeto a clasificación.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20 nm (Típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Voltaje Directo (V_F):1.70V a 2.30V a I_F=5mA, con una tolerancia típica de ±0.05V. Este rango es crítico para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. La hoja de datos señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes. Este dispositivo utiliza tres parámetros de clasificación independientes.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se agrupan según su intensidad luminosa medida a I_F=5mA. Los códigos de lote (L1, L2, M1, M2) representan niveles de brillo ascendentes, desde 11.5-14.5 mcd (L1) hasta 22.5-28.5 mcd (M2). Los diseñadores pueden seleccionar un lote para cumplir con requisitos de brillo específicos.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Esta clasificación garantiza la consistencia del color. La longitud de onda dominante se clasifica en pasos de 2nm, con códigos de lote desde C16 (569.5-571.5nm) hasta C19 (575.5-577.5nm). Una selección de lote más estrecha resulta en una apariencia de color más uniforme entre múltiples LEDs en un arreglo.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en pasos de 0.1V, desde el código 19 (1.70-1.80V) hasta el código 24 (2.20-2.30V). Conocer el lote de V_Fpuede ayudar a optimizar el diseño del circuito limitador de corriente para mayor eficiencia y para garantizar un brillo consistente cuando los LEDs se conectan en paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz no es proporcional linealmente a la corriente. Aumenta con la corriente pero puede saturarse o volverse menos eficiente a corrientes más altas. Operar cerca de la corriente máxima nominal (25mA) puede no producir ganancias de brillo proporcionales y aumenta el calor.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La eficiencia del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva típicamente muestra una disminución en la salida de luz a medida que la temperatura ambiente aumenta desde 25°C hacia la temperatura máxima de operación (+85°C). Esto debe tenerse en cuenta en diseños para entornos de alta temperatura.

4.3 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es un gráfico crítico para la gestión térmica. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que Ta aumenta, la I_Fmáxima debe reducirse para evitar que la temperatura de la unión exceda los límites seguros y mantener la fiabilidad a largo plazo.

4.4 Distribución Espectral y Patrón de Radiación

El gráfico de distribución espectral confirma la salida monocromática amarillo-verde centrada alrededor de 575nm. El diagrama de radiación (gráfico polar) representa visualmente el ángulo de visión de 100 grados, mostrando la distribución angular de la intensidad de la luz.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El encapsulado 19-21 tiene dimensiones nominales de 2.0mm de largo, 1.25mm de ancho y 0.8mm de alto (tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario). La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado que muestra el diseño de las almohadillas, el contorno del componente y la marca de identificación del cátodo. Un diseño preciso de la huella basado en este dibujo es esencial para una soldadura y alineación correctas.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo está claramente marcado en el dispositivo, como se muestra en el diagrama del encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante la colocación para garantizar el funcionamiento adecuado del circuito.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo detallado libre de plomo:

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo.
• Tiempo en el Pico:10 segundos máximo.
• Tasa de Calentamiento/Enfriamiento:Máximo 6°C/seg calentamiento, 3°C/seg enfriamiento.

Es crítico adherirse a este perfil para evitar choque térmico y asegurar uniones de soldadura fiables sin dañar la resina epoxi o el chip del LED.

6.2 Precauciones Críticas

• Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. El LED es un dispositivo controlado por corriente; un pequeño cambio en el voltaje directo puede causar un gran cambio en la corriente, llevando a un fallo rápido (quemado).
• Ciclos de Reflujo:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces para evitar un estrés térmico excesivo.
• Estrés Mecánico:Evite aplicar estrés al cuerpo del LED durante el calentamiento o doblar la PCB después de la soldadura.
• Soldadura Manual:Si es necesario, use un soldador a ≤350°C durante ≤3 segundos por terminal, con una potencia nominal ≤25W. Permita un intervalo de enfriamiento de ≥2 segundos entre terminales. La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño.
• Reparación:Evite el retrabajo después de la soldadura. Si es absolutamente necesario, use un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y levantar el componente de manera uniforme para evitar daños en las almohadillas.

7. Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Este componente es sensible a la humedad. Un manejo inadecuado puede provocar "efecto palomita de maíz" (agrietamiento del encapsulado) durante el reflujo debido a la rápida vaporización de la humedad absorbida.

• Bolsa Sin Abrir:No abra la bolsa de barrera antihumedad hasta que esté listo para su uso.
• Vida Útil en Planta:Después de abrir, los LEDs deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) si se almacenan a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa.
• Re-Secado:Si se excede el tiempo de almacenamiento o el indicador de desecante muestra saturación, se requiere un secado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.
• Re-Embalaje:Los LEDs no utilizados deben volver a sellarse en la bolsa antihumedad con desecante nuevo.

8. Embalaje e Información de Pedido

8.1 Embalaje Estándar

El dispositivo se suministra en embalaje resistente a la humedad:

• Cinta Portadora:Cinta de 8mm de ancho.
• Carrete:Carrete de 7 pulgadas de diámetro.
• Cantidad:3000 piezas por carrete.
• Embalaje:Incluye desecante y está sellado en una bolsa de aluminio antihumedad con las etiquetas apropiadas.

8.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave para trazabilidad e identificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente.
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 19-21/G6C-AL1M2LY/3T).
• QTY:Cantidad de empaquetado.
• CAT:Código de lote de Intensidad Luminosa (ej., L1, M2).
• HUE:Código de lote de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (ej., C17, C19).
• REF:Código de lote de Voltaje Directo (ej., 20, 23).
• LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad.

9. Sugerencias de Aplicación

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para indicadores de tablero, retroiluminación de interruptores e iluminación plana para LCDs y símbolos debido a su amplio ángulo de visión y color consistente.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos, faxes y otros dispositivos de comunicación.
• Indicación General:Estado de alimentación, indicación de modo y otra retroalimentación visual de propósito general en electrónica de consumo, electrodomésticos y controles industriales.

9.2 Consideraciones de Diseño

• Conducción de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F, usando el V_Fmáximo del lote o la hoja de datos para garantizar que la corriente no exceda los límites en las peores condiciones.
• Gestión Térmica:Para operación continua a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima, considere el diseño del PCB para la disipación de calor. Evite colocar LEDs cerca de otras fuentes de calor.
• Protección ESD:Implemente procedimientos estándar de manejo ESD durante el montaje. Aunque el dispositivo tiene protección HBM de 2kV, puede necesitarse protección adicional a nivel de circuito en entornos de alto riesgo ESD.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión puede requerir guías de luz o difusores si se desea un haz más enfocado. La lente de resina transparente proporciona una buena extracción de luz.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LEDs antiguos de orificio pasante o encapsulados SMD más grandes, el 19-21 ofrece una combinación convincente de miniaturización y rendimiento. Sus diferenciadores clave son su huella muy pequeña de 2.0x1.25mm dentro de la categoría de LEDs indicadores de baja potencia y su uso de material semiconductor AlGaInP, que proporciona alta eficiencia y color saturado en el espectro amarillo-verde. En comparación con otros encapsulados miniaturizados, mantiene un diseño de almohadillas relativamente estándar y un nivel de sensibilidad a la humedad robusto, lo que lo convierte en una opción fiable para el montaje automatizado.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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. Por ejemplo, con una fuente de 3.3V y un V_Ftípico de 2.0V a 5mA, se requiere una resistencia de (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω. Para un diseño conservador, siempre use el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.3V): (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω.

P: ¿Por qué son tan importantes el procedimiento de almacenamiento y secado?

R: Los componentes SMD absorben humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad puede convertirse en vapor rápidamente, creando suficiente presión interna para agrietar el encapsulado epoxi ("efecto palomita de maíz"), lo que lleva a un fallo inmediato o latente.

P: ¿Qué significan los códigos de lote para mi diseño?

R: Si su aplicación requiere una apariencia uniforme (ej., un arreglo de LEDs), debe especificar lotes estrechos para Longitud de Onda Dominante (HUE) e Intensidad Luminosa (CAT). Para un solo indicador, los lotes estándar suelen ser suficientes. El lote de Voltaje Directo (REF) puede ayudar si está conectando muchos LEDs en paralelo para garantizar una distribución de corriente uniforme.

12. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores múltiples para un dispositivo portátil.

Un diseñador necesita 5 LEDs amarillo-verde idénticos para mostrar el estado de la batería, conectividad y modo en un pequeño dispositivo alimentado por batería.

1. Selección del Componente:Se elige el LED 19-21 por su pequeño tamaño, bajo consumo de energía y color adecuado.
2. Especificación de Clasificación:Para garantizar que los 5 LEDs se vean idénticos, el diseñador especifica un solo lote estrecho tanto para CAT (ej., solo M1) como para HUE (ej., solo C18) en la orden de compra.
3. Diseño del Circuito:El dispositivo es alimentado por una pila de botón de 3.0V. Usando el V_Fmáximo de 2.3V y una I_Fobjetivo de 5mA para un brillo adecuado y larga duración de la batería, se calcula la resistencia limitadora: R = (3.0V - 2.3V) / 0.005A = 140Ω. Se selecciona una resistencia estándar de 150Ω.
4. Diseño del PCB:La huella compacta del 19-21 permite colocar los 5 LEDs muy juntos. La marca del cátodo en la serigrafía asegura la orientación correcta.
5. Montaje:La fábrica recibe los carretes, que se almacenan en sus bolsas selladas hasta que la línea de producción está lista. El PCB sufre un único ciclo de reflujo utilizando el perfil especificado.
6. Resultado:El producto final tiene un panel de indicadores limpio y de aspecto profesional con LEDs uniformemente brillantes y de color consistente, gracias a la selección adecuada del lote y el diseño del circuito.

13. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en la tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial de la unión del diodo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde los materiales tipo n y tipo p, respectivamente. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, Amarillo Verde Brillante (~575nm). La resina epoxi transparente encapsula y protege el chip semiconductor, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y mejora la extracción de luz del chip.

14. Tendencias y Contexto Tecnológico

El encapsulado 19-21 representa la tendencia continua en la electrónica hacia la miniaturización y la tecnología de montaje superficial. El cambio de encapsulados con patillas a SMDs como este permite el montaje automatizado de alta velocidad pick-and-place, reduciendo significativamente los costos de fabricación y aumentando la fiabilidad al eliminar los pasos de soldadura manual. El uso del material AlGaInP representa un avance sobre tecnologías más antiguas como GaAsP, ofreciendo mayor eficiencia luminosa y colores más vibrantes y saturados. Además, el cumplimiento de las normas libres de plomo, libres de halógenos y REACH refleja el cambio generalizado de la industria hacia procesos y materiales de fabricación ambientalmente sostenibles, que ahora es un requisito crítico para el acceso al mercado global.