Hoja de Datos del LED SMD 19-22/G6R6C-A31/2T - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 2.0V - Multicolor - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LED SMD 19-22 es un dispositivo compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad. Utiliza tecnología de chip AlGaInP para ofrecer colores amarillo brillante (G6) y rojo (R6). La principal ventaja de este componente es su huella significativamente reducida en comparación con los LED tradicionales con pines, lo que permite la miniaturización del equipo final, una mayor densidad de empaquetado en las placas de circuito y menores requisitos de almacenamiento. Su construcción ligera lo hace especialmente adecuado para dispositivos electrónicos portátiles y miniaturizados.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

El dispositivo se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con el equipo estándar de montaje automático pick-and-place. Está diseñado para ser utilizado tanto con procesos de soldadura por refusión infrarroja como por fase de vapor. El producto cumple con las principales normativas ambientales y de seguridad: es libre de plomo (Pb-free), cumple con la directiva RoHS de la UE, se ajusta a las regulaciones REACH de la UE y cumple con los estándares libres de halógenos (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). La variante multicolor ofrece flexibilidad de diseño dentro de una única huella de paquete.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. El voltaje inverso máximo (VR) es de 5V para ambos colores. La corriente directa continua (IF) nominal es de 25 mA. Para operación pulsada, la corriente directa pico (IFP) es de 60 mA con un ciclo de trabajo de 1/10 y una frecuencia de 1 kHz. La disipación de potencia máxima (Pd) es de 60 mW. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación (Topr) de -40°C a +85°C y un rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) de -40°C a +90°C. El voltaje de resistencia a la descarga electrostática (ESD), según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM), es de 2000V.

2.2 Características Electro-Ópticas

Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20 mA. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 22.5 mcd para el G6 (Amarillo) y 45.0 mcd para el R6 (Rojo), con rangos específicos de bins proporcionados. El ángulo de visión (2θ1/2) es de 130 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio. El chip G6 tiene una longitud de onda pico típica (λp) de 575 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 573 nm. El chip R6 tiene una longitud de onda pico típica de 632 nm y una longitud de onda dominante de 624 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es aproximadamente de 20 nm para ambos. El voltaje directo (VF) mide típicamente 2.0V, con un rango de 1.7V a 2.4V. La corriente inversa máxima (IR) a VR=5V es de 10 µA.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo, los LED se clasifican en bins según su intensidad luminosa. La tolerancia para la intensidad luminosa es de ±11%. Para el LED G6 (Amarillo), los bins van desde M2 (22.5-28.5 mcd) hasta P1 (45.0-57.0 mcd). Para el LED R6 (Rojo), los bins van desde P1 (45.0-57.0 mcd) hasta Q2 (90.0-112.0 mcd). Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo para su aplicación, asegurando uniformidad visual en matrices de múltiples LED o indicadores.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye curvas características electro-ópticas típicas para las variantes G6 y R6. Estos gráficos representan visualmente la relación entre parámetros clave, como corriente directa vs. voltaje directo, corriente directa vs. intensidad luminosa, y el efecto de la temperatura ambiente sobre la intensidad luminosa. Analizar estas curvas es crucial para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones de operación no estándar, permitiendo un diseño de circuito más robusto, especialmente en lo que respecta a la limitación de corriente y la gestión térmica.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Contorno del Paquete

El LED SMD 19-22 tiene un paquete compacto con dimensiones de 2.0mm de largo, 1.25mm de ancho y una altura de 0.8mm (tolerancia ±0.1mm a menos que se indique lo contrario). El dibujo mecánico detallado especifica el espaciado de los terminales, la ubicación del chip y la geometría de la lente. La interpretación correcta de este dibujo es esencial para el diseño del patrón de soldadura en el PCB, asegurando la formación adecuada de las juntas de soldadura y la estabilidad mecánica.

5.2 Identificación de Polaridad y Montaje

El paquete presenta un cátodo marcado (típicamente indicado por un punto verde o una muesca en la cinta). La hoja de datos proporciona un diagrama claro que muestra las ubicaciones de las almohadillas del ánodo y el cátodo. Adherirse a la huella de PCB recomendada es fundamental para prevenir problemas de soldadura y garantizar la orientación eléctrica correcta.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

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 del líquido (217°C) de 60-150 segundos; temperatura pico que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos; tasa máxima de calentamiento de 6°C/seg hasta 255°C, mantenida por un máximo de 30 segundos; y una tasa máxima de enfriamiento de 3°C/seg. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. No se debe aplicar tensión al cuerpo del LED durante el calentamiento, y el PCB no debe deformarse después de la soldadura.

6.2 Soldadura Manual y Almacenamiento

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del cautín debe estar por debajo de 350°C, aplicada por no más de 3 segundos por terminal. La potencia del cautín debe ser de 25W o menos, con un intervalo de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal. Para el almacenamiento, se pueden usar las bolsas resistentes a la humedad sin abrir tal como se reciben. Una vez abiertas, los LED deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) si se mantienen en un ambiente de 30°C/60%HR o menos. Los LED no utilizados deben resellarse con desecante. Si se excede el tiempo de almacenamiento o el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

7. Información de Empaquetado y Pedido

Los LED están empaquetados en materiales resistentes a la humedad. Se suministran en cinta portadora, cargados en carretes que contienen 2000 piezas cada uno. El carrete tiene dimensiones estándar para compatibilidad con alimentadores automáticos. El empaquetado incluye una etiqueta con información crítica: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaque (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Voltaje Directo (REF) y Número de Lote (LOT No).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para aplicaciones de retroiluminación en cuadros de instrumentos automotrices y paneles de interruptores. En telecomunicaciones, sirve como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y máquinas de fax. También se utiliza para retroiluminación plana de LCDs, interruptores y símbolos, junto con aplicaciones de indicadores de propósito general donde el tamaño pequeño y la fiabilidad son clave.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

Una resistencia limitadora de corriente es absolutamente obligatoria. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño cambio en el voltaje directo provoca un gran cambio en la corriente, lo que puede llevar a una falla inmediata. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación, el voltaje directo típico del LED (Vf) y la corriente de operación deseada (por ejemplo, 20mA). Los diseñadores también deben considerar la disipación de potencia del propio LED y asegurar que el diseño del PCB proporcione un alivio térmico adecuado si se opera cerca de las especificaciones máximas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El paquete 19-22 ofrece una reducción de tamaño significativa en comparación con los LED más antiguos de 3mm y 5mm de orificio pasante, permitiendo diseños de productos modernos y delgados. En comparación con otros LED SMD, su uso de tecnología AlGaInP proporciona una alta eficiencia luminosa para colores amarillo y rojo. El amplio ángulo de visión de 130 grados es un diferenciador clave para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad. Su cumplimiento con los estándares libres de halógenos y otras normativas ambientales lo hace adecuado para productos con requisitos regulatorios estrictos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie?

R: El LED es un diodo con una curva I-V no lineal. Sin una resistencia limitadora de corriente, la corriente solo está limitada por la resistencia interna de la fuente de alimentación y la resistencia dinámica del diodo, que es muy baja. Esto casi siempre resulta en una corriente que excede la Especificación Máxima Absoluta, causando una falla instantánea.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente lógica de 3.3V o 5V?

R: Sí, pero se requiere una resistencia en serie. Por ejemplo, con una fuente de 5V y un Vf típico de 2.0V a 20mA, el valor de la resistencia sería R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohmios. La potencia nominal de la resistencia debe ser al menos P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) es suficiente.

P: ¿Qué significa el código de bin (por ejemplo, P1, Q2) para mi diseño?

R: El código de bin especifica la intensidad luminosa mínima y máxima garantizada. Si su diseño requiere un brillo uniforme en múltiples LED, debe especificar LED del mismo código de bin o de un rango estrecho de bins. Usar LED de bins muy diferentes (por ejemplo, un P1 y un Q2 juntos) resultará en niveles de brillo visiblemente distintos.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar un panel de indicadores de múltiples estados para un dispositivo de consumo. Usando el LED 19-22, un diseñador puede crear una matriz densa de indicadores rojos y amarillos en un área muy pequeña. Al seleccionar LED del mismo bin de intensidad (por ejemplo, todos R6 del bin Q1), se logra consistencia visual. El amplio ángulo de visión asegura que los indicadores sean visibles desde varios ángulos. El paquete SMD permite el ensamblaje automatizado, reduciendo el costo de fabricación y aumentando la fiabilidad en comparación con los componentes de orificio pasante soldados a mano. El diseño debe incluir un circuito controlador con resistencias limitadoras de corriente apropiadas para cada LED o grupo de LED.

12. Introducción al Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa (la capa de AlGaInP en este caso). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. La lente de resina epoxi que rodea el chip sirve para proteger el dado semiconductor, dar forma al haz de salida de luz (logrando el ángulo de visión de 130 grados) y mejorar la eficiencia de extracción de luz.

13. Tendencias y Avances Tecnológicos

La tendencia en LED indicadores y de retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), tamaños de paquete más pequeños y una fiabilidad mejorada. También hay un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales y procesos de fabricación respetuosos con el medio ambiente, como lo demuestra el cumplimiento libre de halógenos y plomo de este producto. La integración es otra tendencia, con paquetes multichip (RGB, multicolor) y LED con CI de control incorporados que se vuelven más comunes para aplicaciones de iluminación complejas. Sin embargo, los LED discretos de un solo color como el 19-22 siguen siendo componentes fundamentales debido a su simplicidad, fiabilidad y rentabilidad para funciones básicas de indicación.