Hoja de Datos del LED SMD 17-21/G6C-FN1P2B/3T - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 1.75-2.35V - Color Amarillo Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-21/G6C-FN1P2B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Presenta un tamaño compacto, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde el espacio en la placa es limitado. El dispositivo está construido con material semiconductor de AlGaInP, que produce una salida de luz amarillo-verde brillante. Este LED se suministra en cinta de 8mm y en carrete de 7 pulgadas de diámetro, asegurando compatibilidad con el equipo estándar de colocación automática y soldadura por reflujo utilizado en fabricación de alto volumen.

Las ventajas clave de este componente incluyen su pequeño tamaño, que permite reducir las dimensiones del equipo y aumentar la densidad de empaquetado en las placas de circuito impreso (PCB). Su construcción ligera respalda aún más su uso en dispositivos electrónicos miniaturizados y portátiles. El producto cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos, haciéndolo adecuado para mercados globales.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está diseñado para operar de manera confiable dentro de límites especificados. Exceder estos límites puede causar daño permanente. El voltaje inverso máximo (VR) es de 5V. La corriente directa continua (IF) no debe exceder los 25mA, mientras que una corriente directa pico (IFP) de 60mA es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima (Pd) es de 60mW. El componente puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). Su rango de temperatura operacional es de -40°C a +85°C, con un rango de temperatura de almacenamiento de -40°C a +90°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a una temperatura de unión estándar de 25°C y una corriente directa de 20mA, el rendimiento del LED se caracteriza por varios parámetros clave. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico definido por su sistema de clasificación (binning). El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 140 grados, proporcionando un amplio campo de iluminación. La longitud de onda pico (λp) se centra alrededor de 575nm, mientras que la longitud de onda dominante (λd) varía de 570.0nm a 574.5nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es típicamente de 20nm. El voltaje directo (VF) varía de 1.75V a 2.35V, y la corriente inversa (IR) es un máximo de 10μA a un voltaje inverso de 5V. Es crítico notar que el dispositivo no está diseñado para operar bajo condiciones de voltaje inverso; la especificación VR aplica solo para la prueba de IR.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para asegurar consistencia en el diseño de aplicaciones, los LEDs se clasifican en bins basados en tres parámetros clave: intensidad luminosa, longitud de onda dominante y voltaje directo. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios de rendimiento específicos para sus proyectos.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en cuatro bins (N1, N2, P1, P2) medidos a IF=20mA. El rango abarca desde un mínimo de 28.5 mcd (N1 min) hasta un máximo de 72.0 mcd (P2 max). Se aplica una tolerancia de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que define el color percibido, se clasifica en tres bins (CC2, CC3, CC4). El rango es de 570.0nm a 574.5nm, con una tolerancia ajustada de ±1nm para mantener la consistencia del color.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se agrupa en tres bins (0, 1, 2), que van de 1.75V a 2.35V a IF=20mA. La tolerancia para el voltaje directo es de ±0.1V. Seleccionar LEDs del mismo bin de voltaje puede ayudar a asegurar un brillo uniforme cuando múltiples LEDs son alimentados en paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, estas curvas típicamente ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa, el voltaje directo versus la temperatura, y la distribución espectral de potencia. Analizar estas curvas es esencial para entender el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones operativas, como cambios en la corriente de accionamiento o temperatura ambiente, que afectan la salida de luz y la eficiencia.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un encapsulado SMD compacto con dimensiones de aproximadamente 1.6mm de largo, 0.8mm de ancho y 0.6mm de alto (tolerancia ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario). Se proporciona un dibujo detallado con dimensiones en la hoja de datos, incluyendo recomendaciones de diseño de pads para el PCB para asegurar una soldadura adecuada y gestión térmica.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo está claramente marcado en el encapsulado. La orientación correcta de la polaridad durante el montaje es crucial para el funcionamiento del dispositivo. El diseño de la huella en el PCB debe alinearse con esta marca para prevenir una instalación inversa.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para mantener el rendimiento y fiabilidad del LED.

6.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los LEDs estén listos para su uso. Después de abrir, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de humedad relativa y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se excede este plazo o el desecante indica absorción de humedad, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de reflujo por infrarrojos y fase de vapor. Para soldadura libre de plomo, se debe seguir un perfil de temperatura específico: precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, tiempo por encima de 217°C (líquidus) de 60-150 segundos, con una temperatura pico que no exceda los 260°C por un máximo de 10 segundos. La tasa máxima de calentamiento debe ser de 6°C/seg, y la tasa máxima de enfriamiento de 3°C/seg. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.3 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 por no más de 3 segundos por terminal. El soldador debe tener una capacidad menor a 25W. Se debe observar un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal. No se recomienda reparar después de la soldadura inicial. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar estrés mecánico en el chip del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LEDs se suministran en embalaje resistente a la humedad. Se cargan en cinta portadora con dimensiones especificadas para manejo automatizado. Cada carrete contiene 3000 piezas. La etiqueta del embalaje incluye información crítica para trazabilidad y selección: Número de Producto (P/N), cantidad (QTY), y los códigos de bin específicos para intensidad luminosa (CAT), longitud de onda dominante (HUE) y voltaje directo (REF).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para aplicaciones de retroiluminación en cuadros de mando y interruptores automotrices, indicadores y retroiluminación en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y faxes, retroiluminación plana para LCDs e indicación de estado de propósito general.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en base al voltaje de alimentación y al bin de voltaje directo del LED.
Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en el PCB para los pads ayuda a disipar el calor, especialmente en ambientes de alta temperatura o cuando se acciona a corrientes más altas.
Estrés en la Placa:Evite doblar o deformar el PCB durante o después de la soldadura, ya que esto puede inducir grietas por estrés en el encapsulado del LED.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Comparado con LEDs tipo lead-frame más grandes, esta variante SMD ofrece un ahorro de espacio significativo, mayor densidad de colocación y compatibilidad con líneas de ensamblaje totalmente automatizadas, reduciendo costos de fabricación. El uso de tecnología AlGaInP proporciona alta eficiencia y un color amarillo-verde saturado. Su cumplimiento con regulaciones ambientales estrictas (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) lo convierte en una elección preparada para el futuro en diseños electrónicos modernos dirigidos a mercados globales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo accionar este LED sin una resistencia en serie?
R: No. La hoja de datos advierte explícitamente que se debe usar una resistencia de protección. Operar el LED directamente desde una fuente de voltaje conducirá a un flujo de corriente incontrolado y a una falla rápida.
P: ¿Qué sucede si excedo los 7 días de vida útil después de abrir la bolsa a prueba de humedad?
R: Los LEDs pueden absorber humedad de la atmósfera. Soldarlos sin el horneado adecuado puede causar "popcorning" o delaminación interna debido a la rápida expansión del vapor durante el reflujo, llevando a una falla. Siga el procedimiento de horneado prescrito.
P: ¿Cómo interpreto los códigos de bin en la etiqueta?
R: Los códigos CAT, HUE y REF corresponden a los bins de intensidad luminosa, longitud de onda dominante y voltaje directo detallados en las secciones 3.1, 3.2 y 3.3. Seleccionar bins consistentes es clave para un rendimiento uniforme en un arreglo.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Retroiluminación de Interruptor de Cuadro de Mando:Un diseñador necesita 10 indicadores amarillo-verde uniformes. Debe especificar LEDs del mismo bin de intensidad luminosa (ej., todos P1) y del mismo bin de longitud de onda dominante (ej., todos CC3) para asegurar brillo y color consistentes. Se puede calcular una sola resistencia limitadora de corriente usando el voltaje directo máximo del bin 2 (2.35V) para garantizar una operación segura para todas las unidades, incluso si algunas tienen un Vf más bajo.
Ejemplo 2: Panel de Estado de Alta Densidad:Para un panel con 50 LEDs, usar el encapsulado SMD permite un diseño muy compacto. El diseñador debe asegurar que el diseño de los pads en el PCB coincida con la recomendación de la hoja de datos para facilitar una buena formación de la junta de soldadura durante el reflujo. El diseño de la apertura de la plantilla debe optimizarse para prevenir puentes de soldadura entre los pads de espacio reducido.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED es un diodo semiconductor basado en material de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo que excede su energía de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de las capas de AlGaInP determina la longitud de onda de la luz emitida, que en este caso está en el espectro amarillo-verde (~575nm). La lente de resina epoxi es transparente al agua para maximizar la extracción de luz y dar forma al patrón de emisión a un ángulo de visión de 140 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en LEDs indicadores y de retroiluminación continúa hacia la miniaturización, mayor eficiencia (lúmenes por vatio) y mayor fiabilidad. Los encapsulados SMD como el 17-21 se están convirtiendo en estándar debido a sus ventajas de fabricación. También hay un creciente énfasis en la clasificación precisa y tolerancias más ajustadas para satisfacer las demandas de aplicaciones que requieren alta uniformidad de color y brillo, como pantallas a color completas y grupos de iluminación automotriz. Además, el impulso hacia la electrónica ambientalmente sostenible asegura que los materiales libres de halógenos y compatibles con RoHS sigan siendo un requisito base para todos los componentes nuevos.