Hoja de Datos del LED SMD 16-213/R6C-AQ2R2B/3T - Rojo Brillante - 20mA - 1.75-2.35V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 16-213 es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones miniaturizadas y de alta densidad. Utiliza tecnología de semiconductor de AlGaInP para producir una salida de luz Roja Brillante. Su factor de forma compacto permite un ahorro significativo de espacio en las placas de circuito impreso (PCB) en comparación con los componentes tradicionales con pines, contribuyendo a diseños de producto final más pequeños y reduciendo los requisitos de almacenamiento.

1.1 Ventajas Principales

• Miniaturización:El pequeño tamaño del encapsulado permite una mayor densidad de empaquetado y posibilita el diseño de equipos electrónicos más compactos.
• Ligereza:Ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico.
• Compatibilidad:Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas, haciéndolo totalmente compatible con equipos estándar de montaje automático pick-and-place.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumpliendo con las normas RoHS, REACH de la UE y Libre de Halógenos (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Compatibilidad de Proceso:Adecuado para procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojos (IR) como por fase de vapor.

1.2 Aplicaciones Objetivo

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

• Retroiluminación de salpicaderos e interruptores en controles automotrices e industriales.
• Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y máquinas de fax.
• Retroiluminación plana para paneles LCD, interruptores y símbolos.
• Aplicaciones de indicación de propósito general.

2. Límites Absolutos Máximos

Los siguientes límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estas condiciones.

3. Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (T_amb) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20mA, salvo que se especifique lo contrario. Representan el rendimiento típico del dispositivo._aParámetro_FSímbolo

μA

1. V_R=5V
2. Notas:
3. Tolerancia de Intensidad Luminosa: ±11%

Tolerancia de Longitud de Onda Dominante: ±1nm

Tolerancia de Tensión Directa: ±0.05V

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en el rendimiento de la aplicación, los LED se clasifican (binning) en función de parámetros clave. El 16-213 utiliza un sistema de clasificación de tres códigos._F4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (CAT)

R2

4.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (HUE)

E7

4.3 Clasificación por Tensión Directa (REF)_FEste código agrupa los LED por su caída de tensión directa a I_F=20mA, lo cual es crítico para el cálculo de la resistencia limitadora y el diseño de la fuente de alimentación.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las siguientes curvas típicas proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo en condiciones variables. Todas las curvas se miden a T_amb=25°C salvo que se indique lo contrario._a5.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial entre la tensión aplicada y la corriente resultante. La tensión directa (V_F) está típicamente entre 1.75V y 2.35V a la corriente de operación estándar de 20mA. Los diseñadores deben usar una resistencia limitadora de corriente en serie para prevenir la fuga térmica, ya que un pequeño aumento en la tensión más allá del punto de inflexión provoca un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente.

5.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa_FLa intensidad luminosa aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente directa hasta la corriente máxima nominal. Operar por encima del límite absoluto máximo (25mA continuos) reducirá la vida útil y la fiabilidad.

5.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. La curva muestra cómo la intensidad luminosa relativa cae a medida que la temperatura ambiente aumenta desde -40°C hasta +85°C. Esta reducción debe tenerse en cuenta en diseños donde el LED opere en ambientes de alta temperatura o a corrientes de excitación elevadas.

5.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta curva crítica define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. Para garantizar una operación fiable y prevenir el sobrecalentamiento, la corriente directa debe reducirse cuando se opere a altas temperaturas ambientales.

5.5 Distribución Espectral

El espectro está centrado alrededor de una longitud de onda de pico típica (λ_p) de 632nm con un ancho a media altura (FWHM) de aproximadamente 20nm, característico de los LED rojos basados en AlGaInP. La longitud de onda dominante (λ_d) define el color percibido.

5.6 Patrón de Radiación

El LED presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados (2θ_1/2), proporcionando un patrón de emisión amplio y uniforme adecuado para iluminación de área y aplicaciones de indicación donde se requiere una amplia visibilidad._p6. Información Mecánica y de Empaquetado_d6.1 Dimensiones del Encapsulado

El contorno físico y las dimensiones críticas del encapsulado del LED se proporcionan en la hoja de datos. Las tolerancias son típicamente de ±0.1mm salvo que se especifique lo contrario. Los diseñadores deben consultar el dibujo exacto para la creación de la huella (footprint).

6.2 Distribución Recomendada de Pads_{Se incluye un patrón de pistas (footprint) recomendado para el diseño de PCB. Este patrón es solo de referencia y debe optimizarse en función de procesos de fabricación específicos, volumen de pasta de soldadura y requisitos de gestión térmica.}6.3 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo. La orientación correcta de la polaridad es esencial durante el montaje para prevenir daños por polarización inversa.

7. Guías de Soldadura y Montaje

7.1 Perfil de Soldadura por Reflujo (Sin Plomo)

El LED es compatible con procesos estándar de reflujo infrarrojo o por fase de vapor utilizando soldadura sin plomo. El perfil de temperatura recomendado incluye:

Precalentamiento:

150-200°C durante 60-120 segundos.

Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):

60-150 segundos por encima de 217°C.

Temperatura de Pico:

260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.

• Tasa de Calentamiento:Máximo 3°C/segundo hasta 255°C, luego máximo 6°C/segundo hasta el pico.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Crítico:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo.
• 7.2 Soldadura ManualSi es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:
• Utilice un soldador con una temperatura de punta que no exceda los 350°C.Limite el tiempo de contacto a un máximo de 3 segundos por terminal.

Use un soldador con una potencia nominal de 25W o menos.Permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal.

Evite aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante el calentamiento.

7.3 Rework y Reparación

• Se desaconseja encarecidamente la reparación después de que el LED haya sido soldado. Si es inevitable, se debe utilizar un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, minimizando el estrés térmico. El efecto en las características del LED debe verificarse después del rework.
• 8. Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad
• Los LED se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante.
• Antes de Abrir:
• Almacene a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR).

Después de Abrir (Vida Útil en Planta):

Los dispositivos no utilizados deben soldarse dentro de 1 año cuando se almacenen a ≤30°C y ≤60% HR. Si no se usan dentro de este período, deben volver a secarse y re-empaquetarse.

Procedimiento de Secado:

Si el indicador de desecante cambia de color o se excede la vida útil en planta, seque a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

• 9. Información de Empaquetado y Pedido9.1 Especificaciones de Cinta y Carrete
• Los dispositivos se suministran en cinta portadora gofrada de 8mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas.9.2 Explicación de la Etiqueta
• La etiqueta del carrete contiene varios códigos clave:CPN:

Número de Parte del Cliente.

P/N:

Número de Parte del Fabricante (ej., 16-213/R6C-AQ2R2B/3T).

CANT:

Cantidad de empaquetado por carrete.

• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., Q2, R1, R2).
• HUE:Rango de Longitud de Onda Dominante (ej., E4, E5, E6, E7).
• REF:Rango de Tensión Directa (ej., 0, 1, 2).
• Nº de LOTE:Número de lote de fabricación trazable.
• 10. Consideraciones de Diseño para la Aplicación10.1 Cálculo de la Resistencia Limitadora de Corriente
• Una resistencia en serie es obligatoria para establecer la corriente directa. El valor de la resistencia (R_S) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_S = (V_Alimentación - V_F) / I_F. Utilice el V_F máximo de la tabla de clasificación para un diseño conservador y asegurar que I_F no exceda el valor deseado. También se debe calcular la potencia nominal de la resistencia: P_R = (I_F)² * R_S.10.2 Gestión Térmica
• Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (hasta 60mW) puede causar un aumento significativo de la temperatura de la unión, especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. Esto reduce la salida de luz y la vida útil. Asegúrese de utilizar un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas para disipar el calor si se opera cerca de los límites máximos.10.3 Protección contra ESD

Aunque está clasificado para 2000V HBM, siempre se deben seguir las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje y manipulación para prevenir daños latentes.

11. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED 16-213, basado en tecnología AlGaInP, ofrece ventajas distintivas para aplicaciones de indicación en rojo:vs. Tecnologías Más Antiguas (ej., GaAsP):AlGaInP proporciona una mayor eficiencia luminosa, resultando en una salida más brillante a la misma corriente, y una mejor pureza de color (rojo más saturado)._Svs. LED Blancos de Espectro Amplio con Filtro:_SUn LED rojo monocromático es mucho más eficiente para producir luz roja pura que filtrar luz blanca, lo que conduce a un menor consumo de energía._{vs. LED con Pines Más Grandes:}El formato SMD permite el montaje automatizado, reduce el espacio en la placa y mejora la fiabilidad mecánica al eliminar los pines propensos a doblarse y romperse._F12. Preguntas Frecuentes (FAQ)_FP1: ¿Cuál es la diferencia entre la Longitud de Onda de Pico (λp) y la Longitud de Onda Dominante (λd)?_FR1: La Longitud de Onda de Pico es la longitud de onda a la cual la distribución espectral de potencia es máxima. La Longitud de Onda Dominante es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones de indicación._FP2: ¿Puedo excitar este LED sin una resistencia limitadora de corriente si mi fuente de alimentación es exactamente de 2.0V?_RR2: La tensión directa tiene una tolerancia y varía con la temperatura. Una tensión de alimentación igual a la V_F nominal puede llevar a una corriente excesiva debido a la variación entre unidades o a una caída de temperatura. Siempre se requiere una resistencia en serie para una operación fiable._FP3: ¿Por qué el rango de temperatura de almacenamiento es más amplio que el rango de operación?_S.

R3: La clasificación de almacenamiento se aplica al dispositivo en un estado inactivo, sin alimentación. El rango de operación es más estrecho porque la operación activa genera calor en la unión del semiconductor, y el efecto combinado de la temperatura ambiente y el autocalentamiento debe limitarse para garantizar el rendimiento y la longevidad.

P4: ¿Cómo interpreto el número de parte 16-213/R6C-AQ2R2B/3T?

R4: Aunque la decodificación exacta puede ser propietaria, típicamente incorpora el código base del producto (16-213) seguido de códigos que especifican las clasificaciones de rendimiento (ej., intensidad luminosa 'R2', longitud de onda dominante probablemente dentro de 'E6/E7', y tensión directa 'B2'), y posiblemente el tipo de empaquetado ('3T' puede referirse a cinta y carrete).

13. Caso de Estudio de Diseño: Retroiluminación de Interruptores de Salpicadero

Escenario:

Diseñar la retroiluminación para un interruptor del salpicadero automotriz que requiere una iluminación roja uniforme y fiable en un ambiente con temperaturas ambiente de hasta 70°C.

• Pasos de Diseño:Selección de Corriente:
• Para garantizar la longevidad a alta temperatura, reduzca la corriente nominal. Según la curva de reducción, a 70°C ambiente, la I_F máxima permitida es significativamente menor a 25mA. Seleccionar I_F = 15mA proporciona un buen margen de seguridad.Cálculo de la Resistencia:
• Usando una alimentación automotriz de 12V y la V_F máxima de la clasificación B2 (2.35V). R_S = (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω. Use una resistencia estándar de 620Ω o 680Ω. Potencia: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W. Una resistencia de 1/4W es suficiente.Selección de Clasificación:

Para una apariencia uniforme en múltiples interruptores, especifique clasificaciones estrechas para HUE (Longitud de Onda Dominante, ej., solo E6) y CAT (Intensidad Luminosa, ej., solo R1). Esto garantiza un color y brillo consistentes.

Distribución en Placa:

Coloque el LED y su resistencia limitadora de corriente cerca uno del otro. Utilice la distribución de pads recomendada en la hoja de datos, posiblemente añadiendo pequeñas conexiones de alivio térmico para facilitar la soldadura.

14. Principio Tecnológico

El LED se basa en una heteroestructura de semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La energía específica de la banda prohibida de la aleación de AlGaInP determina la longitud de onda de la luz emitida, que en este caso está en el espectro rojo (aproximadamente 632nm). La lente de resina transparente permite que la luz escape con una absorción mínima, y su forma determina el amplio ángulo de visión de 120 grados.No.15. Tendencias de la Industria_FEl mercado para LED indicadores SMD como el 16-213 continúa evolucionando. Las tendencias clave incluyen:

Mayor Eficiencia:

Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a ofrecer una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por unidad de entrada eléctrica), permitiendo un menor consumo de energía o indicadores más brillantes.

Miniaturización:

La búsqueda de productos finales más pequeños impulsa encapsulados de LED cada vez más pequeños (ej., tamaños métricos 0402, 0201) manteniendo o mejorando el rendimiento óptico.

Fiabilidad Mejorada:

Las mejoras en materiales de encapsulado y tecnologías de unión del chip se centran en extender la vida útil operativa y la robustez frente a ciclos térmicos y humedad.Integración:

Una tendencia hacia la integración de múltiples LED (ej., grupos RGB) o la combinación de LED con CI de control (como chips controladores) en un solo encapsulado para simplificar el diseño del circuito y ahorrar espacio en la placa.

1. Current Selection:To ensure longevity at high temperature, derate the current. From the derating curve, at 70°C ambient, the maximum allowable I_Fis significantly less than 25mA. Selecting I_F= 15mA provides a good safety margin.
2. Resistor Calculation:Using a 12V automotive supply and the maximum V_Ffrom bin B2 (2.35V). R_S= (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω. Use a standard 620Ω or 680Ω resistor. Power: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W. A 1/4W resistor is sufficient.
3. Bin Selection:For uniform appearance across multiple switches, specify tight bins for HUE (Dominant Wavelength, e.g., E6 only) and CAT (Luminous Intensity, e.g., R1 only). This ensures consistent color and brightness.
4. Layout:Place the LED and its current-limiting resistor close together. Use the recommended pad layout from the datasheet, possibly adding small thermal relief connections to aid soldering.

. Technology Principle

The LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor heterostructure. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. The energy released during this recombination is emitted as photons (light). The specific bandgap energy of the AlGaInP alloy determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the red spectrum (approximately 632nm). The water-clear resin lens allows the light to escape with minimal absorption, and its shape determines the wide 120-degree viewing angle.

. Industry Trends

The market for SMD indicator LEDs like the 16-213 continues to evolve. Key trends include:

• Increased Efficiency:Ongoing material science improvements aim to deliver higher luminous efficacy (more light output per unit of electrical input), allowing for lower power consumption or brighter indicators.
• Miniaturization:The drive for smaller end products pushes for ever-smaller LED packages (e.g., 0402, 0201 metric sizes) while maintaining or improving optical performance.
• Enhanced Reliability:Improvements in packaging materials and die-attach technologies focus on extending operational lifetime and robustness against thermal cycling and humidity.
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.