Hoja de Datos del LED SMD 17-21/G6C-AP1Q1B/3T - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 1.75-2.35V - Amarillo Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-21/G6C-AP1Q1B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones miniaturizadas de alta densidad. Utiliza un chip de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz de color Amarillo Verde Brillante. Este LED viene encapsulado en un formato compacto de 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm, lo que permite un ahorro significativo de espacio en las placas de circuito impreso (PCB) en comparación con los componentes tradicionales con patillas. Su tamaño reducido y su ligereza lo hacen ideal para la electrónica moderna, donde la miniaturización es una restricción de diseño clave.

El dispositivo cumple con las principales normas medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), las regulaciones REACH de la UE, y está clasificado como Libre de Halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con equipos automáticos de colocación y montaje. El LED es adecuado para procesos de soldadura por reflujo tanto por infrarrojos como por fase de vapor.

2. Análisis Profundo de las Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La tensión inversa máxima (VR) es de 5V. La corriente directa continua (IF) no debe superar los 25mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa de pico (IFP) de 60mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1kHz. La disipación de potencia máxima (Pd) es de 60mW. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) es ligeramente más amplio, de -40°C a +90°C. El perfil de temperatura de soldadura (Tsol) es crítico: para soldadura por reflujo, la temperatura máxima no debe exceder los 260°C durante un máximo de 10 segundos; para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe ser de 350°C o menos durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las Características Electro-Ópticas se miden a Ta=25°C y una corriente de operación (IF) de 20mA, que es la condición de prueba estándar. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de 45.0 mcd a 90.0 mcd, con valores específicos determinados por el código de clasificación (ver Sección 3). El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 140 grados, proporcionando un patrón de haz amplio. La longitud de onda de pico (λp) se centra alrededor de los 575 nm. La longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, oscila entre 569.5 nm y 577.5 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 20 nm. La tensión directa (VF) varía de 1.75V a 2.35V, también sujeta a clasificación. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V. Es crucial tener en cuenta que el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; la especificación VR es solo para fines de prueba de IR.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

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

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en tres códigos principales a IF=20mA: P1 (45.0-57.0 mcd), P2 (57.0-72.0 mcd) y Q1 (72.0-90.0 mcd). El sufijo "Q1" en la referencia 17-21/G6C-AP1Q1B/3T indica que pertenece al lote de mayor brillo Q1.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que determina el tono preciso del amarillo-verde, se clasifica en cuatro códigos: C16 (569.5-571.5 nm), C17 (571.5-573.5 nm), C18 (573.5-575.5 nm) y C19 (575.5-577.5 nm). El sufijo "C" en la referencia corresponde a esta coordenada cromática y rango de longitud de onda.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente. Los lotes son: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) y 2 (2.15-2.35 V). El sufijo "B" en la referencia indica el rango de tensión directa.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas de rendimiento típicas para estos LED incluirían la relación entre la corriente directa (IF) y la tensión directa (VF), mostrando la naturaleza exponencial del diodo. La relación entre la intensidad luminosa y la corriente directa es generalmente lineal dentro del rango de operación. La dependencia de la intensidad luminosa con la temperatura suele mostrar una disminución en la salida a medida que aumenta la temperatura de la unión. La curva de distribución espectral mostraría un único pico centrado alrededor de los 575 nm con el ancho de banda especificado de 20 nm, confirmando la salida monocromática amarillo-verde.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado SMD estándar 17-21. Las dimensiones clave son: una longitud de 1.6 mm, un ancho de 0.8 mm y una altura de 0.6 mm. El encapsulado presenta una marca de cátodo para la correcta identificación de la polaridad durante el montaje. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.1 mm. El tamaño compacto es una ventaja principal, permitiendo diseños de PCB de alta densidad.

5.2 Identificación de la Polaridad

La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento. El encapsulado incluye una marca de cátodo distintiva. Instalar el LED en polarización inversa puede provocar un fallo inmediato debido a la baja tensión inversa máxima especificada (5V).

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). El perfil de temperatura recomendado es crítico: el precalentamiento debe realizarse entre 150°C y 200°C durante 60-120 segundos. El tiempo por encima de la temperatura de liquidus del estaño (217°C) debe ser de 60-150 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo a o por encima de 255°C debe limitarse a un máximo de 30 segundos. La tasa máxima de calentamiento debe ser de 6°C/seg, y la tasa máxima de enfriamiento debe ser de 3°C/seg. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe ser inferior a 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 para permitir la disipación de calor y prevenir daños térmicos.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se envasan 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 con una humedad relativa (HR) del 60% o menos. La "vida útil en planta" después de abrir es de 168 horas (7 días). Si se excede este tiempo o si el indicador de desecante ha cambiado de color, los LED deben secarse a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El dispositivo se suministra en embalaje resistente a la humedad. Se carga en una cinta portadora de 8mm de ancho, que luego se enrolla en un carrete de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Las etiquetas del embalaje incluyen información crítica: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Embalaje (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda (HUE), Rango de Tensión Directa (REF) y Número de Lote (LOT No).

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 aplicaciones de indicación y retroiluminación. Usos comunes incluyen: retroiluminación de cuadros de instrumentos y pulsadores de membrana, indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos de telecomunicaciones (teléfonos, faxes), retroiluminación plana para LCDs pequeños y símbolos, y aplicaciones de indicación de propósito general en electrónica de consumo e industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. El LED es un dispositivo controlado por corriente, e incluso un pequeño aumento en la tensión directa puede causar un gran aumento de corriente, potencialmente destructivo. El valor de la resistencia debe calcularse en función de la tensión de alimentación, el lote de tensión directa del LED (Vf) y la corriente de operación deseada (por ejemplo, 20mA).

Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en el PCB alrededor de las almohadillas térmicas (si las hay) o de las pistas conectadas al ánodo y cátodo puede ayudar a disipar el calor y mantener el rendimiento y la longevidad del LED, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.

Protección contra ESD:Aunque el LED tiene una clasificación ESD HBM de 2000V, se deben observar las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal ventaja de este LED 17-21 es su huella extremadamente pequeña (1.6x0.8mm), significativamente menor que la de los LED tradicionales de orificio pasante de 3mm o 5mm, permitiendo la miniaturización. El uso de la tecnología AlGaInP proporciona alta eficiencia y un color amarillo-verde saturado en comparación con tecnologías más antiguas. El amplio ángulo de visión de 140 grados ofrece una buena visibilidad fuera del eje. Su cumplimiento con las normas medioambientales modernas (RoHS, Libre de Halógenos) lo hace adecuado para mercados globales con regulaciones estrictas.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el propósito de los códigos de clasificación (P1, C17, B, etc.)?

R: La clasificación garantiza la consistencia. Los diseñadores pueden especificar un código de lote para garantizar que los LED en su producción tengan un brillo (P1/Q1), color (C16-C19) y tensión directa (0-2) casi idénticos, lo que conduce a una apariencia y rendimiento uniformes en el producto final.

P: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

R: No. Alimentar un LED directamente desde una fuente de tensión es una causa común de fallo inmediato. La tensión directa tiene una tolerancia, y un ligero exceso de tensión provoca una sobrecorriente, quemando el LED. Siempre se requiere una resistencia en serie.

P: La hoja de datos muestra una corriente máxima de 25mA pero una condición de prueba de 20mA. ¿Cuál debo usar?

R: Para una operación confiable a largo plazo, es una práctica estándar desclasificar los componentes. Operar a 20mA proporciona un margen de seguridad por debajo del máximo absoluto de 25mA, mejorando la vida útil y la fiabilidad. 20mA es la corriente de operación recomendada.

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

R: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad puede convertirse en vapor rápidamente, causando deslaminación interna o grietas ("efecto palomita"). El proceso de secado elimina de forma segura esta humedad.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Indicador de Tablero:En un tablero de instrumentos automotriz, se pueden colocar múltiples LED 17-21 detrás de iconos translúcidos (por ejemplo, check engine, bajo combustible). Usar LED del mismo lote de intensidad luminosa (Q1) y longitud de onda dominante (por ejemplo, C18) garantiza que todos los iconos se iluminen con el mismo brillo y color idéntico, proporcionando un aspecto profesional y uniforme. Un circuito simple con una fuente de 12V, una resistencia limitadora calculada para ~18mA (para tener en cuenta las variaciones de voltaje del vehículo) y un transistor de control comandado por la ECU del vehículo sería típico.

Ejemplo 2: Retroiluminación de Dispositivo Portátil:Para retroiluminar un teclado en un dispositivo de mano, el bajo perfil (0.6mm de altura) del LED 17-21 es crucial. Se puede colocar directamente debajo de un teclado de goma delgado o de una guía de luz. La alimentación provendría de una batería de bajo voltaje (por ejemplo, 3.3V). Se debe utilizar el lote de tensión directa (por ejemplo, Lote 1: 1.95-2.15V) para calcular con precisión el valor de la resistencia en serie y mantener un brillo constante a medida que se descarga la batería.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. El núcleo es un chip hecho de capas de AlGaInP crecidas sobre un sustrato. Cuando se aplica una tensión directa que supera el umbral del diodo (alrededor de 1.8-2.0V), los electrones y los huecos se inyectan en la región activa del chip. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, Amarillo Verde Brillante a aproximadamente 575 nm. La lente de resina epoxi que rodea el chip es "transparente como el agua" para maximizar la extracción de luz y dar forma al haz al ángulo de visión de 140 grados.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El encapsulado 17-21 representa un paso en la tendencia continua de miniaturización de componentes electrónicos. A medida que los productos finales como teléfonos inteligentes, wearables y dispositivos IoT se reducen, la demanda de LED más pequeños y de menor perfil aumenta. El cambio a AlGaInP desde tecnologías más antiguas como GaAsP ofrece mayor eficiencia, lo que significa una salida de luz más brillante para la misma corriente, o el mismo brillo con menor consumo de energía—un factor crítico para dispositivos alimentados por batería. Además, el movimiento de toda la industria hacia la soldadura sin plomo y materiales libres de halógenos, como se ve en este componente, está impulsado por regulaciones medioambientales globales y la demanda de los consumidores de electrónica "más verde". Las tendencias futuras pueden impulsar encapsulados aún más pequeños, mayor eficiencia y soluciones integradas que combinen el circuito controlador del LED dentro del propio encapsulado.