Hoja de Datos del LED SMD 17-215/G6C-FN2P2B/3T - Amarillo Verde Brillante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Máx. - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-215/G6C-FN2P2B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Este componente utiliza un chip semiconductor de AIGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz de color Amarillo Verde Brillante. Su principal ventaja reside en su huella miniaturizada, que permite reducciones significativas en el tamaño de la placa de circuito impreso (PCB), aumenta la densidad de componentes y, en última instancia, contribuye al desarrollo de equipos finales más pequeños y ligeros. El dispositivo se suministra en cinta estándar de 8 mm en bobinas de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place, optimizando así los procesos de fabricación en volumen.

El LED se clasifica como monocromático y está fabricado con materiales libres de plomo (Pb-free). Cumple con las principales normativas internacionales medioambientales y de seguridad, incluyendo la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS) de la Unión Europea, el reglamento REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas) y estándares libres de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm y su suma <1500 ppm). Este cumplimiento garantiza su idoneidad para una amplia gama de mercados y aplicaciones globales con requisitos de materiales estrictos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. Estos valores no están destinados para el funcionamiento normal. Para el LED 17-215, la corriente directa continua máxima (I_F) está clasificada en 25 mA. En condiciones de pulso con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz, la corriente directa de pico (I_FP) puede alcanzar los 60 mA. La tensión inversa máxima permisible (V_R) es de 5 V; es crucial señalar que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa, y esta clasificación se aplica principalmente a la condición de prueba de corriente inversa (I_R). La disipación de potencia total (P_d) no debe exceder los 60 mW, calculada como el producto de la tensión directa y la corriente directa. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000 V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura de operación (T_opr) es de -40°C a +85°C, mientras que la temperatura de almacenamiento (T_stg) se extiende ligeramente hasta +90°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

El rendimiento electro-óptico se especifica en una condición de prueba estándar de temperatura ambiente (T_a) de 25°C y una corriente directa de 20 mA. La intensidad luminosa (I_v) tiene un rango típico de 36.00 mcd a 72.00 mcd, con una tolerancia especificada de ±11%. La distribución espacial de la luz se caracteriza por un amplio ángulo de visión (2θ_1/2) de 130 grados, proporcionando una iluminación amplia. Las características espectrales se definen por una longitud de onda pico (λ_p) de 575 nm y un rango de longitud de onda dominante (λ_d) de 570.00 nm a 574.50 nm (tolerancia ±1nm). El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 20 nm. La tensión directa (V_F) típicamente varía de 1.75 V a 2.35 V a 20 mA, con una tolerancia de ±0.1 V. La corriente inversa (I_R) se garantiza que sea menor o igual a 10 μA cuando se aplica una tensión inversa de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de aplicación en cuanto a brillo, color y comportamiento eléctrico.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en tres lotes principales medidos a I_F= 20 mA:

• Lote N2:36.00 mcd (Mín.) a 45.00 mcd (Máx.)
• Lote P1:45.00 mcd (Mín.) a 57.00 mcd (Máx.)
• Lote P2:57.00 mcd (Mín.) a 72.00 mcd (Máx.)

La tolerancia para la intensidad luminosa dentro de un lote es de ±11%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que se correlaciona estrechamente con el color percibido, se divide en tres lotes:

• Lote CC2:570.00 nm (Mín.) a 571.50 nm (Máx.)
• Lote CC3:571.50 nm (Mín.) a 573.00 nm (Máx.)
• Lote CC4:573.00 nm (Mín.) a 574.50 nm (Máx.)

La tolerancia para la longitud de onda dominante es de ±1 nm.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres lotes para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora y el diseño de la fuente de alimentación:

• Lote 0:1.75 V (Mín.) a 1.95 V (Máx.)
• Lote 1:1.95 V (Mín.) a 2.15 V (Máx.)
• Lote 2:2.15 V (Mín.) a 2.35 V (Máx.)

La tolerancia para la tensión directa es de ±0.1 V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el PDF indica la presencia de curvas típicas de características electro-ópticas en la página 5, los gráficos específicos no se proporcionan en el contenido de texto. Típicamente, estas hojas de datos incluyen curvas que ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa, la tensión directa frente a la corriente directa, y la intensidad luminosa relativa en función de la temperatura ambiente. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores comprendan el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Por ejemplo, la intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La tensión directa también tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente con el aumento de la temperatura. Los diseñadores deben consultar los datos gráficos para desclasificar el rendimiento adecuadamente para su entorno operativo específico y garantizar una conducción de corriente estable en el rango de temperatura previsto.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 17-215 presenta un encapsulado compacto. Las dimensiones clave (en milímetros) son las siguientes, con una tolerancia general de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario: La longitud total del encapsulado es de 2.0 mm, el ancho es de 1.25 mm y la altura es de 0.8 mm. El dispositivo incluye dos terminales de ánodo/cátodo para la conexión eléctrica. Se proporcionan planos dimensionales detallados, incluyendo el espaciado de las almohadillas, el tamaño de los terminales y la geometría de la lente, para guiar el diseño del patrón de soldadura en el PCB para una soldadura y estabilidad mecánica óptimas.

5.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es crucial para el funcionamiento del LED. El plano del encapsulado en la hoja de datos indica claramente los terminales de ánodo y cátodo. Típicamente, un terminal puede estar marcado o tener una forma diferente (por ejemplo, una muesca o una esquina biselada) para facilitar la identificación visual durante el montaje o inspección manual. Los diseñadores deben asegurarse de que la huella en el PCB refleje esta polaridad para evitar una colocación incorrecta.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo y de fase de vapor. Para soldadura libre de plomo, se debe seguir un perfil de temperatura específico:

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente hasta 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Remojo/Reflujo:Mantener por encima de 217°C (temperatura de liquidus) durante 60-150 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 255°C debe limitarse a un máximo de 30 segundos.
• Enfriamiento:La tasa máxima de enfriamiento no debe exceder los 6°C por segundo.

Se recomienda encarecidamente que la soldadura por reflujo no se realice más de dos veces para evitar daños por estrés térmico en el encapsulado del LED y en las uniones internas de alambre.

6.2 Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto con cada terminal no debe exceder los 3 segundos. La potencia del soldador debe ser de 25W o menos. Se debe dejar un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal. Se sugiere usar un soldador de doble punta para reparaciones para minimizar el estrés térmico, pero generalmente se desaconseja la reparación después de la soldadura inicial.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se embalan en bolsas barrera resistentes 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 o menos y 60% de humedad relativa (HR) o menos.
• La "vida útil en planta" después de abrir la bolsa es de 168 horas (7 días).
• Si no se utilizan dentro de este período, los LED restantes deben volver a embalarse con desecante.
• Si el indicador de desecante ha cambiado de color o se excede el tiempo de exposición, se requiere un tratamiento de horneado a 60°C ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y la Bobina

El producto se suministra en una cinta portadora estándar de estilo "ammo pack" con un ancho de 8 mm, enrollada en una bobina de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada bobina contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para la bobina, los alvéolos de la cinta portadora y la cinta de cubierta para garantizar la compatibilidad con los alimentadores automáticos.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje contiene varios códigos clave para la trazabilidad y especificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente (asignado por el comprador).
• P/N:Número de Producto del Fabricante (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY:Cantidad de Embalaje (ej., 3000).
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., N2, P1, P2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (ej., CC2, CC3, CC4).
• REF:Rango de Tensión Directa (ej., 0, 1, 2).
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El color Amarillo Verde Brillante y el tamaño compacto hacen que este LED sea adecuado para diversas funciones de indicación y retroiluminación:

• Interior Automotriz:Retroiluminación para instrumentos del tablero, interruptores y paneles de control.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclado en teléfonos, máquinas de fax y otros dispositivos de comunicación.
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación plana para pantallas LCD pequeñas, iluminación de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicación de Propósito General:Indicadores de estado de alimentación, selección de modo y alerta en una amplia gama de equipos electrónicos.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

Limitación de Corriente es Obligatoria:Los LED son dispositivos controlados por corriente. Siempre se debe usar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. El valor se calcula en función de la tensión de alimentación (V_supply), la tensión directa del LED (V_Fde su lote), y la corriente directa deseada (I_F, típicamente 20 mA o menos). La fórmula es: R = (V_supply- V_F) / I_F. Sin esta resistencia, incluso un pequeño aumento en la tensión de alimentación puede causar un gran aumento destructivo en la corriente.

Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en el PCB alrededor de las almohadillas del LED puede ayudar a disipar el calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se conduce a la corriente continua máxima. Esto ayuda a mantener la salida luminosa y la longevidad.

Restricciones de Aplicación:Este LED de grado comercial estándar no está específicamente diseñado ni calificado para aplicaciones de alta confiabilidad donde un fallo podría conducir a riesgos de seguridad. Esto incluye, pero no se limita a, sistemas militares/aeroespaciales, sistemas críticos de seguridad automotriz (por ejemplo, luces de freno, indicadores de airbag) y equipos médicos de soporte vital. Para tales aplicaciones, se deben adquirir componentes con las calificaciones y datos de confiabilidad apropiados.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los principales factores diferenciadores del LED 17-215 son su combinación de un material de chip AIGaInP específico que produce un color Amarillo Verde Brillante, su huella muy compacta 2012 (2.0x1.25mm) y su cumplimiento con estándares medioambientales modernos (libre de plomo, libre de halógenos, RoHS, REACH). En comparación con LED más antiguos de orificio pasante o SMD más grandes, permite una miniaturización significativa. En comparación con otros LED amarillo-verdes, la tecnología AIGaInP generalmente ofrece una mayor eficiencia luminosa y una mejor estabilidad de color frente a variaciones de temperatura y corriente que algunos materiales semiconductores alternativos utilizados para colores similares. El amplio ángulo de visión de 130 grados también es una característica clave para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme en lugar de un haz enfocado.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico (λp) y la longitud de onda dominante (λd)?

R1: La longitud de onda pico es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para LED con un espectro relativamente estrecho, a menudo están cerca, pero λd es más relevante para la especificación del color en las aplicaciones.

P2: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora si uso una fuente de tensión constante ajustada a la tensión directa del LED?

R2: No, esto no es recomendable y es probable que dañe el LED. La tensión directa tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Una ligera variación en la tensión de alimentación o un aumento en la temperatura del LED puede causar un aumento significativo y descontrolado de la corriente, lo que lleva a un sobrecalentamiento y fallo. Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante dedicado.

P3: ¿Por qué hay una estricta "vida útil en planta" después de abrir la bolsa barrera de humedad?

R3: Los componentes SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede causar grietas en el encapsulado ("efecto palomita") o delaminación, llevando al fallo. La vida útil en planta y los procedimientos de horneado gestionan este nivel de sensibilidad a la humedad (MSL).

P4: ¿Cómo interpreto los códigos de lote (CAT, HUE, REF) al realizar un pedido?

R4: Puede especificar los códigos de lote exactos que requiere según las necesidades de su aplicación para brillo (CAT), color (HUE) y tensión directa (REF). Pedir lotes más estrechos garantiza una mayor consistencia en la apariencia y el rendimiento eléctrico de su producto final. Si no se especifica, recibirá componentes de los lotes de producción estándar.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Retroiluminación de Interruptor de Tablero

En un tablero de instrumentos automotriz, se pueden colocar múltiples LED 17-215 detrás de tapas de interruptor translúcidas. Un pin GPIO de un microcontrolador, a través de un transistor, puede suministrar energía desde el sistema de 12V del vehículo. Se calcula una resistencia en serie para cada LED. Por ejemplo, usando una alimentación de 12V, una V_Fde 2.1V (Lote 1), y un objetivo I_Fde 20mA: R = (12V - 2.1V) / 0.02A = 495 Ohmios. Una resistencia estándar de 510 Ohmios sería adecuada, resultando en I_F≈ 19.4 mA. El amplio ángulo de visión garantiza que el interruptor esté uniformemente iluminado.

Ejemplo 2: Indicador de Estado en un Dispositivo de Red

Para un indicador "Enlace Activo" en un router, un solo LED puede ser alimentado directamente desde una señal lógica de 3.3V. Usando V_F= 1.9V (Lote 0) e I_F= 15 mA para reducir la potencia y alargar la vida útil: R = (3.3V - 1.9V) / 0.015A ≈ 93.3 Ohmios. Se usaría una resistencia de 100 Ohmios. El color Amarillo Verde Brillante es muy visible y comúnmente asociado con la actividad de red.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. El LED 17-215 utiliza un semiconductor compuesto de AIGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, 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 (electrones y huecos) se recombinan, liberan energía. En los materiales AIGaInP, esta energía se libera principalmente como fotones (partículas de luz) con una longitud de onda correspondiente a la energía de banda prohibida del material semiconductor. La composición específica de los átomos de Al, Ga, In y P está diseñada para producir una banda prohibida que resulte en luz amarillo-verde con una longitud de onda pico alrededor de 575 nm. La lente de resina epoxi encapsula el chip, lo protege y da forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión deseado de 130 grados.

13. Tendencias y Evolución Tecnológica

La tendencia general en la tecnología de LED SMD continúa hacia varias áreas clave:Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales y diseño de chips apuntan a producir más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para una salida de luz dada.Miniaturización:Los encapsulados continúan reduciéndose (por ejemplo, de 2012 a 1608, tamaños métricos 1005) para soportar dispositivos electrónicos de consumo cada vez más pequeños.Mejor Reproducción de Color y Consistencia:Los avances en tecnología de fósforos (para LED blancos) y procesos de crecimiento epitaxial (para LED de color como AIGaInP) conducen a lotes de color más estrechos y un rendimiento más estable a lo largo de la vida útil y la temperatura.Mayor Confiabilidad:Los materiales de encapsulado mejorados y los procesos de fabricación están extendiendo la vida útil de los LED y mejorando la resistencia al estrés térmico y ambiental.Soluciones Integradas:Existe un mercado creciente para LED con resistencias limitadoras de corriente integradas, diodos de protección o incluso CI controladores, simplificando el diseño del circuito. El 17-215 representa un encapsulado y tecnología maduros y ampliamente adoptados que se benefician de estos refinamientos continuos en toda la industria en el rendimiento de fabricación y rendimiento.