Hoja de Datos del LED SMD 19-217/Y5C-AP1Q2/3T - Amarillo Brillante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-217/Y5C-AP1Q2/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Este componente utiliza tecnología de semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz amarilla brillante. Su factor de forma compacto permite reducciones significativas en el tamaño de la placa de circuito impreso (PCB) y las dimensiones generales del equipo, lo que lo hace ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio.

1.1 Ventajas Principales

• Miniaturización:El encapsulado SMD es significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales con patillas, permitiendo una mayor densidad de componentes en los PCBs.
• Peso Ligero:La masa reducida es ventajosa para dispositivos electrónicos portátiles y miniaturizados.
• Compatibilidad:Diseñado para ser compatible con equipos estándar de ensamblaje automático pick-and-place, optimizando el proceso de fabricación.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumpliendo con las normas RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Soldadura:Apto para procesos de soldadura por reflujo tanto infrarroja como por fase de vapor.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es adecuado para diversas funciones de indicación y retroiluminación, incluyendo:

• Retroiluminación de cuadros de instrumentos e interruptores en controles automotrices e industriales.
• Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en equipos de telecomunicaciones (teléfonos, máquinas de fax).
• Retroiluminación plana para pantallas de cristal líquido (LCD), interruptores y símbolos.
• Aplicaciones de indicación de propósito general en electrónica de consumo e industrial.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima en DC para una operación confiable a largo plazo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de Trabajo 1/10 @ 1 kHz). Solo para operación pulsada.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a Ta=25°C.
• Descarga Electroestática (ESD):Modelo de Cuerpo Humano (HBM) 2000 V. Indica una sensibilidad moderada a ESD; se requieren procedimientos de manejo adecuados.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente para operación normal.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura de Soldadura:Reflujo: Pico de 260°C durante 10 segundos máximo. Soldadura manual: 350°C durante 3 segundos máximo por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a una corriente directa (I_F) de 20 mA y una temperatura ambiente (T_a) de 25°C, salvo que se especifique lo contrario. Estos son los parámetros clave de rendimiento.

• Intensidad Luminosa (I_v):45.0 a 112.0 mcd (milicandelas). El brillo percibido del LED. El amplio rango se gestiona mediante clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):591 nm (típico). La longitud de onda a la cual la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):585.5 a 594.5 nm. Esta longitud de onda se correlaciona más estrechamente con el color percibido (amarillo brillante).
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Voltaje Directo (V_F):1.70 a 2.40 V (a I_F=20mA). La caída de voltaje a través del LED durante su operación. Es obligatorio el uso de una resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA máximo (a V_R=5V). Una pequeña corriente de fuga cuando está polarizado inversamente. El dispositivo no está diseñado para operación inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en brillo y color en las series de producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins). El número de parte 19-217/Y5C-AP1Q2/3T indica selecciones específicas de lote.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los lotes se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa medidos a I_F=20mA. La tolerancia es de ±11%.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd
• Q2:90.0 – 112.0 mcd (Este lote está especificado en el número de parte)

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los lotes aseguran la consistencia del color. La tolerancia es de ±1 nm.

• D3:585.5 – 588.5 nm
• D4:588.5 – 591.5 nm
• D5:591.5 – 594.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se detallan gráficos específicos en el texto proporcionado, las curvas electro-ópticas típicas para un LED como este incluirían:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. El voltaje de rodilla es de alrededor de 1.8-2.0V para LEDs amarillos de AlGaInP.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:La intensidad típicamente aumenta de forma lineal con la corriente hasta un punto, después del cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:La salida generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura. El factor de reducción es crucial para aplicaciones a alta temperatura.
• Distribución Espectral:Una curva en forma de campana centrada alrededor de la longitud de onda de pico (591 nm) con un FWHM típico de 15 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está contenido en un encapsulado SMD estándar. Las dimensiones clave (tolerancia ±0.1 mm salvo que se indique) incluyen:

• Huella del encapsulado adecuada para colocación de alta densidad.
• Cuerpo de resina transparente para una extracción de luz óptima.
• Los terminales de ánodo y cátodo están claramente designados para un diseño de PCB correcto.

5.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es esencial. El encapsulado incluye una marca (como una muesca, un punto o una esquina recortada) para identificar el terminal del cátodo. El diseño de la huella en el PCB debe reflejar esta orientación.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo (Sin Plomo)

Un proceso crítico para un ensamblaje confiable:

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos para minimizar el choque térmico.
• Tiempo por Encima del Líquido (TAL):>217°C durante 60–150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantenida durante 10 segundos máximo.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo hasta 255°C.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.
• Límite de Reflujo:El ensamblaje no debe someterse a soldadura por reflujo más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesario, utilice un soldador con una temperatura de punta <350°C, aplicada durante <3 segundos por terminal. Use un soldador de baja potencia (<25W) y permita un intervalo de enfriamiento de >2 segundos entre terminales. Evite el estrés mecánico en el encapsulado durante la soldadura.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

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

• Antes de Usar:No abra la bolsa a prueba de humedad hasta que esté listo para el ensamblaje.
• Después de Abrir:Usar dentro de las 168 horas (7 días). Almacene las piezas no utilizadas a ≤30°C y ≤60% HR.
• Resecado:Si se excede el tiempo de exposición o el desecante está saturado, seque a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de usar.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Embalaje Estándar

Los LEDs se suministran en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatibles con equipos automatizados. Cada carrete contiene 3000 piezas.

7.2 Explicación de la Etiqueta

Las etiquetas del carrete contienen información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• P/N:Número de Producto (ej., 19-217/Y5C-AP1Q2/3T).
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., Q2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Rango de Voltaje Directo.
• LOT No:Número de lote de fabricación para seguimiento de calidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Siempre se debe usar una resistencia en serie para limitar la corriente directa al valor deseado (ej., 20 mA). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Sin esta resistencia, un pequeño aumento en el voltaje de alimentación puede causar un gran aumento destructivo en la corriente.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, mantener la temperatura de unión dentro de los límites es vital para la longevidad y la estabilidad de la salida de luz. Asegure un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados proporciona una emisión amplia. Para aplicaciones que requieren luz enfocada, pueden ser necesarias ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La resina transparente minimiza la absorción de luz dentro del encapsulado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LEDs antiguos de orificio pasante u otros encapsulados SMD:

• Ventaja de Tamaño:El encapsulado 19-217 ofrece una huella muy pequeña, permitiendo diseños más compactos que LEDs SMD más grandes (ej., 3528, 5050) o componentes de orificio pasante.
• Tecnología de Material:El uso del material semiconductor AlGaInP proporciona alta eficiencia y excelente pureza de color en el espectro amarillo/naranja/rojo en comparación con tecnologías más antiguas.
• Compatibilidad de Proceso:Su total compatibilidad con las líneas de ensamblaje SMT estándar ofrece una ventaja significativa en costos de fabricación y confiabilidad sobre la inserción manual de componentes de orificio pasante.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar para una alimentación de 5V?

Usando el V_Ftípico de 2.0V y un I_Fobjetivo de 20 mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Una resistencia estándar de 150 Ω sería apropiada. Siempre calcule basándose en el V_Fmáximo de la hoja de datos para asegurar que la corriente no exceda los límites en las peores condiciones.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora si uso una fuente de corriente constante?

Sí, un controlador de corriente constante ajustado a 20 mA es una excelente alternativa a una resistencia y proporciona un rendimiento más estable frente a variaciones de voltaje y temperatura. La resistencia es simplemente el método más común y rentable.

10.3 ¿Por qué el tiempo de almacenamiento después de abrir la bolsa está limitado a 7 días?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o "efecto palomita de maíz", lo que daña el dispositivo. La vida útil de 7 días es una precaución estándar para dispositivos sensibles a la humedad en este nivel de sensibilidad.

10.4 ¿Qué significa "Q2/3T" en el número de parte?

Este es el código de lote (bin). "Q2" especifica el lote de intensidad luminosa (90-112 mcd). El "3T" probablemente se refiere a un lote específico de voltaje directo u otra clasificación interna. Los diseñadores deben especificar el número de parte completo para asegurar que reciban componentes con las características de brillo y color deseadas.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

11.1 Grupo de Iluminación del Cuadro de Instrumentos

En un cuadro de instrumentos automotriz, se pueden usar múltiples LEDs 19-217 para retroiluminar medidores y símbolos de advertencia. Su pequeño tamaño permite colocarlos directamente detrás de máscaras de iconos en un PCB delgado. El amplio ángulo de visión asegura que los símbolos se iluminen uniformemente desde varias posiciones del conductor. Una señal PWM (Modulación por Ancho de Pulso) del módulo de control de carrocería del vehículo puede usarse para atenuar los LEDs para la conducción nocturna.

11.2 Indicador de Estado de Electrodoméstico de Consumo

Para una cafetera o un router, un solo LED 19-217 puede servir como indicador de "encendido" o "actividad de red". El diseño involucra un circuito simple: el riel de 3.3V de la placa principal, una resistencia limitadora de 68 Ω (para ~20mA al V_Ftípico), y el LED colocado cerca de un tubo de luz que dirige la luz al panel frontal. Su bajo consumo de energía y confiabilidad lo hacen ideal para tales aplicaciones siempre encendidas.

12. Principio de Funcionamiento

El LED 19-217 opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la capa de AlGaInP tipo n se inyectan a través de la unión hacia la capa tipo p, y los huecos se inyectan en la dirección opuesta. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa cerca de la unión. En los materiales AlGaInP, esta recombinación libera energía principalmente en forma de fotones (luz) con una longitud de onda correspondiente al intervalo de banda de energía del material, que está diseñado para producir luz amarilla brillante (~591 nm). El encapsulante de resina epoxi transparente protege el chip semiconductor y actúa como una lente para dar forma a la salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs SMD como el 19-217 sigue tendencias más amplias de la industria:

• Mayor Eficiencia:La investigación continua en crecimiento epitaxial y diseño de chips sigue mejorando los lúmenes por vatio (eficacia) de los LEDs de AlGaInP, reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Miniaturización:La búsqueda de dispositivos más pequeños impulsa tamaños de encapsulado aún más reducidos (ej., encapsulados métricos 0402, 0201), aunque estos pueden sacrificar algo de rendimiento óptico y manejo de potencia.
• Mejor Consistencia de Color:Los avances en la fabricación de obleas y los algoritmos de clasificación permiten un control más estricto de la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa, dando a los diseñadores resultados más consistentes entre lotes de producción.
• Integración:Una tendencia hacia la integración de múltiples chips LED (RGB, o múltiples blancos) en un solo encapsulado, o combinar el LED con ICs controladores, para crear fuentes de luz más funcionales y fáciles de usar.