Hoja de Datos del LED SMD 17-21/G6C-FP1Q1B/3T - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 1.75-2.35V - Potencia 60mW - Amarillo Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-21/G6C-FP1Q1B/3T es un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza tecnología de chip AlGaInP para emitir una luz Amarillo Verde Brillante. Este componente está diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad donde el espacio y el peso son limitaciones críticas. Su huella compacta de 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm permite reducciones significativas en el tamaño de la placa y las dimensiones del equipo en comparación con los LEDs tradicionales con pines.

El LED se suministra en cinta de 8mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con equipos automáticos de montaje pick-and-place. Está cualificado para procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y por fase de vapor. El dispositivo está construido como un tipo monocromático con una lente de resina transparente. Se fabrica como un producto libre de plomo y cumple con regulaciones ambientales clave, incluyendo RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

La ventaja principal de este LED es su tamaño miniatura, que se traduce directamente en una mayor densidad de empaquetado en los PCB, reducción de los requisitos de espacio de almacenamiento y, en última instancia, el desarrollo de equipos finales más pequeños. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones electrónicas portátiles y miniaturas.

Las aplicaciones objetivo son diversas, centrándose en funciones de indicación y retroiluminación. Los mercados clave incluyen interiores automotrices (ej., retroiluminación de tableros e interruptores), equipos de telecomunicaciones (ej., indicación y retroiluminación en teléfonos y máquinas de fax) y electrónica general que requiere retroiluminación plana para LCDs, interruptores y símbolos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):25 mA DC. La corriente de operación continua no debe exceder este valor.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Descarga Electroestática (ESD):Clasificación Modelo de Cuerpo Humano (HBM) de 2000V. Son obligatorios los procedimientos adecuados de manejo ESD.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del cautín debe estar por debajo de 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a T_a=25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde 45.0 mcd (mín) hasta 90.0 mcd (máx) a una corriente directa (I_F) de 20 mA. El valor típico cae dentro de este rango de bin.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un típico ángulo de visión amplio de 140 grados.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):Típicamente 575 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía desde 570.0 nm (mín) hasta 574.5 nm (máx), definiendo el color percibido como Amarillo Verde Brillante.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm, medido a la mitad de la intensidad pico (FWHM).
• Voltaje Directo (V_F):Varía desde 1.75 V (mín) hasta 2.35 V (máx) a I_F=20 mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V.Nota Importante:El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterizar la corriente de fuga.

Tolerancias:La hoja de datos especifica tolerancias de fabricación: Intensidad Luminosa (±11%), Longitud de Onda Dominante (±1 nm) y Voltaje Directo (±0.1 V).

3. Explicación del Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

Los bins se definen por los códigos P1, P2 y Q1, medidos a I_F=20 mA.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

Los bins se definen por los códigos CC2, CC3 y CC4, medidos a I_F=20 mA.

• CC2:570.00 – 571.50 nm
• CC3:571.50 – 573.00 nm
• CC4:573.00 – 574.50 nm

3.3 Binning de Voltaje Directo

Los bins se definen por los códigos 0, 1 y 2, medidos a I_F=20 mA.

• 0:1.75 – 1.95 V
• 1:1.95 – 2.15 V
• 2:2.15 – 2.35 V

El número de parte específico 17-21/G6C-FP1Q1B/3T incorpora estos códigos de bin, donde "FP1Q1B" probablemente indica bins específicos de intensidad (Q1) y otras características.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas. Aunque no se muestran en el texto proporcionado, tales curvas suelen incluir:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_F):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación sub-lineal que se satura a corrientes más altas.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva I-V):Demuestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, una consideración clave para la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~575 nm y el ancho de banda FWHM de ~20 nm.

Estas curvas son esenciales para que los diseñadores predigan el rendimiento en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y optimicen el circuito de excitación.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 17-21 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancias ±0.1mm a menos que se especifique) incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 1.6mm de largo, 0.8mm de ancho y 0.6mm de alto. La hoja de datos incluye un dibujo detallado con dimensiones que muestra el diseño de las almohadillas, el contorno del componente y la ubicación de la marca identificadora del cátodo.

5.2 Identificación de Polaridad

Se indica una marca clara de cátodo en el dibujo del encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para evitar la conexión en polarización inversa, lo que puede dañar el LED.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo libre de plomo (Pb-free):

• Precalentamiento:150°C a 200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura Pico:Máximo de 260°C.
• Tiempo Dentro de 5°C del Pico:Máximo 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Tiempo por Encima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

Notas Críticas:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. No se debe aplicar estrés mecánico al LED durante el calentamiento. La placa de circuito no debe deformarse después de la soldadura.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, use un cautín con una temperatura de punta inferior a 350°C y una capacidad menor a 25W. El tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Permita un intervalo de más de 2 segundos entre soldar cada terminal. La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño térmico.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

El producto se envasa en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante.

• No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso.
• Después de abrir, los LEDs 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 el tiempo de exposición o el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere un horneado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes del reflujo.

6.4 Reparación

Se desaconseja firmemente la reparación después de la soldadura. Si es absolutamente inevitable, se debe usar un cautín de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar el estrés térmico. El impacto en las características del LED debe verificarse de antemano.

7. Empaquetado e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dibujos detallados con dimensiones para los bolsillos de la cinta portadora y el carrete, asegurando la compatibilidad con alimentadores automáticos.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios campos clave: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto del Fabricante (P/N), Cantidad de Empaque (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Voltaje Directo (REF) y Número de Lote (LOT No).

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente.Se requiere absolutamente una resistencia limitadora de corriente en serie (o un controlador de corriente constante).El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo y una tolerancia de fabricación. Un ligero aumento en el voltaje de alimentación sin regulación de corriente puede provocar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa.

8.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (máx. 60mW) y la reducción de la intensidad luminosa con la temperatura deben considerarse en aplicaciones de alta temperatura ambiente o alta corriente. Un área de cobre adecuada en el PCB para las almohadillas del LED puede actuar como disipador de calor.

8.3 Protección ESD

Aunque está clasificado para 2000V HBM, implementar diodos de protección ESD en las líneas de señal sensibles conectadas al ánodo/cátodo del LED es una buena práctica, especialmente en equipos portátiles o con interfaz frecuente.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El encapsulado 17-21 ofrece una huella significativamente más pequeña que los LEDs redondos tradicionales de 3mm o 5mm (ej., 1.6x0.8mm vs. 5mm de diámetro). En comparación con otros LEDs SMD como los tamaños 0402 o 0603, el 17-21 puede ofrecer una salida de luz más alta debido a un tamaño de chip potencialmente mayor dentro de su encapsulado. El uso de la tecnología AlGaInP proporciona alta eficiencia en la región del espectro amarillo-verde en comparación con tecnologías más antiguas. Su cumplimiento de las regulaciones libres de halógenos y REACH lo hace adecuado para diseños ambientalmente conscientes requeridos en la electrónica moderna.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para una fuente de 5V?

R: Usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Para un V_Ftípico de 2.0V a 20mA: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Siempre use el V_Fmáximo del bin (2.35V) para calcular el valor mínimo de resistencia y asegurar que la corriente no exceda 20mA: R_min= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω (use un valor estándar de 150 Ω o 180 Ω).

P: ¿Puedo excitarlo con una fuente de 3.3V?

R: Sí, ya que el V_Ftípico (1.75-2.35V) está por debajo de 3.3V. El cálculo para la resistencia sería: R = (3.3 - V_F) / I_F.

P: ¿Por qué el ángulo de visión es tan amplio (140°)?

R: La cúpula de resina transparente actúa como una lente. La ubicación del chip y la forma de la cúpula están diseñadas para proporcionar un patrón de emisión amplio, similar a Lambertiano, ideal para aplicaciones de indicación donde se necesita visibilidad desde ángulos amplios.

P: ¿Qué significa "Amarillo Verde Brillante" en términos de cromaticidad?

R: Este es un nombre descriptivo para el color definido por el rango de longitud de onda dominante de 570-574.5 nm. Se sitúa entre el verde puro (~555 nm) y el amarillo puro (~585 nm).

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando un panel de indicadores de estado para un dispositivo de red.

El panel requiere 10 LEDs de estado independientes (Alimentación, Enlace, Actividad, etc.) en un espacio muy confinado en el PCB frontal. Usar LEDs redondos de 5mm sería imposible. Se selecciona el LED SMD 17-21. El diseñador crea una huella según el dibujo del encapsulado de la hoja de datos. Hay un riel de 5V disponible en la placa. Los pines GPIO del microcontrolador pueden suministrar 20mA. El diseñador calcula una resistencia limitadora de corriente de 150Ω para cada LED (basado en el peor caso de V_F). Los LEDs se colocan con un espaciado de 0.1 pulgadas (2.54mm), permitiendo que los 10 quepan en una fila de solo 25.4mm de largo. El amplio ángulo de visión de 140° asegura que los indicadores sean visibles incluso cuando se ve el panel desde un costado. El empaquetado en cinta y carrete compatible con pick-and-place permite un montaje totalmente automatizado, reduciendo el costo y el tiempo de fabricación.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La proporción específica de aluminio, galio e indio en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Para este LED Amarillo Verde Brillante, la composición se ajusta para producir fotones con una longitud de onda centrada alrededor de 575 nm. El encapsulante de resina epoxi transparente protege el chip semiconductor, actúa como una lente para dar forma al haz de salida de luz y proporciona estabilidad mecánica.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en LEDs indicadores continúa hacia tamaños de encapsulado más pequeños (ej., 01005, micro-LEDs) para aplicaciones de ultra alta densidad. También hay un fuerte impulso hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio) en todos los colores. Para los LEDs basados en AlGaInP, la investigación se centra en mejorar la eficiencia cuántica interna y la eficiencia de extracción de luz del chip. La integración es otra tendencia, con LEDs multicolor (RGB) o arreglos de LED disponibles en un solo encapsulado SMD ligeramente más grande. Además, la demanda de un mayor cumplimiento ambiental (más allá de RoHS para incluir declaraciones completas de materiales y una menor huella de carbono) está influyendo en los procesos de fabricación y las elecciones de materiales.