Hoja de Datos del LED SMD 19-226/R6BHC-B01/2T - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Tensión 2.0V/3.3V - Multicolor - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-226 es un LED de montaje superficial (SMD) compacto, diseñado para ensamblajes electrónicos de alta densidad. Su principal ventaja reside en su huella significativamente reducida en comparación con los LED tradicionales de bastidor de pines, lo que permite diseños de placa de circuito impreso (PCB) más pequeños, una mayor densidad de empaquetado de componentes y, en última instancia, equipos de usuario final más compactos. Su construcción ligera lo hace ideal, además, para aplicaciones miniaturas y portátiles.

Este LED se ofrece en una configuración multicolor, combinando específicamente emisores de rojo brillante (utilizando un chip R6 de AlGaInP) y azul (utilizando un chip BH de InGaN) dentro de un único encapsulado de resina transparente. Cumple plenamente con los estándares ambientales y de seguridad modernos, ya que está libre de plomo, es conforme con RoHS, conforme con REACH de la UE y libre de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). El dispositivo se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place y con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Tensión Inversa (V_R):5V máximo para ambos tipos de chip. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):El límite de corriente continua en DC es de 25 mA para el chip R6 (Rojo) y de 20 mA para el chip BH (Azul). Este es un parámetro crítico para determinar el valor de la resistencia en serie en el circuito de excitación.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):Para operación pulsada (ciclo de trabajo 1/10 @ 1 kHz), el chip R6 puede soportar hasta 60 mA, y el chip BH hasta 40 mA. Esto permite breves períodos de sobreexcitación para mayor brillo en aplicaciones multiplexadas.
• Disipación de Potencia (P_d):La disipación de potencia máxima permitida es de 60 mW para R6 y 75 mW para BH. Se calcula como I_F* V_Fy es crucial para la gestión térmica.
• Descarga Electroestática (ESD):La clasificación del Modelo de Cuerpo Humano (HBM) es de 2000V para el chip R6, pero solo de 150V para el chip BH (InGaN), más sensible. Esto subraya la necesidad de protocolos estrictos de protección ESD durante la manipulación y el montaje del LED azul.
• Rangos de Temperatura:La temperatura de operación (T_opr) es de -40°C a +85°C. La temperatura de almacenamiento (T_stg) es de -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe superar los 350°C, y el tiempo de contacto por terminal debe limitarse a 3 segundos.

2.2 Características Electroópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura de unión (T_j) de 25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_v):Con I_F= 20mA, el LED rojo R6 tiene una intensidad típica de 100 mcd (mín. 72 mcd). El LED azul BH tiene una intensidad típica de 80 mcd (mín. 45 mcd). Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El ángulo de media intensidad es típicamente de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio y difuso, adecuado para retroiluminación y aplicaciones de indicador.
• Longitud de Onda:El chip R6 tiene una longitud de onda de pico típica (λ_p) de 632 nm y una longitud de onda dominante (λ_d) de 624 nm, situándolo en la región del rojo brillante. El chip BH tiene una λ_pde 468 nm y λ_dde 470 nm, característica de una emisión azul real.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):El ancho espectral a media altura (FWHM) es de 20 nm para R6 y 35 nm para BH.
• Tensión Directa (V_F):Con I_F= 20mA, V_Fpara R6 es típicamente 2.0V (rango 1.7V a 2.4V). Para BH, V_Fes típicamente 3.3V (rango 2.7V a 3.7V). Esta diferencia de tensión es crítica para el diseño del circuito al excitar ambos colores, a menudo requiriendo resistencias limitadoras de corriente o drivers separados.
• Corriente Inversa (I_R):La I_Rmáxima es de 10 µA @ 5V para R6 y 50 µA @ 5V para BH. La hoja de datos señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para condiciones de prueba.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

3.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Las curvas muestran que la intensidad luminosa aumenta con la corriente directa, pero en una relación no lineal. Para ambos chips, R6 y BH, la intensidad aumenta rápidamente a corrientes bajas y tiende a saturarse a corrientes más altas. Operar significativamente por encima del punto típico de 20mA produce rendimientos decrecientes en la salida de luz, mientras aumenta la generación de calor y puede acelerar la depreciación del lumen.

3.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta es una relación crítica para la fiabilidad. La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La curva de derating muestra que a la temperatura máxima de operación de +85°C, la salida se reduce significativamente en comparación con la especificación a 25°C. Los diseñadores deben tener en cuenta esta reducción térmica en aplicaciones donde se esperan altas temperaturas ambiente para garantizar un brillo suficiente en todas las condiciones.

3.3 Curva de Derating de Corriente Directa

Esta curva dicta la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. Para evitar superar los límites máximos de temperatura de unión y disipación de potencia, la corriente directa debe reducirse al operar en entornos de alta temperatura. Por ejemplo, a una temperatura ambiente de 85°C, la corriente continua permitida es sustancialmente menor que la clasificación máxima a 25°C.

3.4 Tensión Directa vs. Corriente Directa

La curva V-I demuestra la característica del diodo. La tensión directa aumenta logarítmicamente con la corriente. Los valores típicos proporcionados en la tabla (2.0V para R6, 3.3V para BH a 20mA) son los más relevantes para los cálculos de diseño de circuitos.

3.5 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales muestran los perfiles de emisión. El LED rojo R6 tiene un pico más estrecho y bien definido alrededor de 632 nm. El LED azul BH tiene un pico más amplio centrado alrededor de 468-470 nm. Estos espectros son importantes para aplicaciones sensibles al color.

3.6 Diagrama de Radiación

El gráfico polar confirma el patrón de emisión casi Lambertiano (coseno) con un ángulo de visión de 120 grados, lo que indica una distribución de luz uniforme y de gran angular.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete

El paquete SMD tiene dimensiones nominales de 2.0mm (L) x 1.25mm (A) x 0.8mm (H). La tolerancia para dimensiones no especificadas es de ±0.1mm. El dibujo detalla la marca de identificación del cátodo, el diseño recomendado de la almohadilla de soldadura (1.4mm x 1.15mm con un espacio de 0.7mm) y el contorno del componente. Adherirse al patrón de almohadilla recomendado es esencial para una soldadura fiable y estabilidad mecánica.

4.2 Identificación de Polaridad

El paquete presenta un indicador visual (normalmente una muesca o una marca verde en la cinta) para identificar el cátodo. La orientación correcta de la polaridad durante el montaje es obligatoria para que el dispositivo funcione.

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de reflujo sin plomo con una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos. El perfil debe incluir zonas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento para minimizar el choque térmico. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces para evitar un estrés térmico excesivo en el paquete del LED y los hilos de unión.

5.2 Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto con cada terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador de baja potencia (<25W). Debe dejarse un intervalo de dos segundos entre soldar cada terminal. La hoja de datos advierte que los daños a menudo ocurren durante la soldadura manual.

5.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa barrera resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrirla, los LED 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 este tiempo o si el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere un tratamiento de secado a 60°C ±5°C durante 24 horas antes del reflujo para evitar el \"efecto palomita\" (agrietamiento del paquete debido a la presión de vapor).

5.4 Precauciones de Uso

• Protección contra Sobrecorriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. Los LED son dispositivos excitados por corriente; un pequeño cambio en la tensión directa puede causar un gran cambio en la corriente, llevando a un fallo inmediato.
• Evitar Estrés Mecánico:No aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante el calentamiento (soldadura) o por deformación de la PCB después del montaje.
• Reparación:Se desaconseja encarecidamente la reparación después de soldar. Si es absolutamente necesario, se debe usar un soldador de doble punta para calentar simultáneamente ambos terminales y levantar el componente sin torcerlo. El impacto en las características del LED debe evaluarse de antemano.

6. Información de Empaquetado y Pedido

6.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve con dimensiones: paso de bolsillo 8mm, ancho de cinta 12mm. Cada carrete contiene 2000 piezas. Las dimensiones del carrete son: diámetro de 7 pulgadas, diámetro del núcleo de 13mm y ancho del carrete de 50mm.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del empaquetado incluye varios códigos: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaquetado (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (HUE), Rango de Tensión Directa (REF) y Número de Lote (LOT No). Esta información de clasificación permite seleccionar LED con parámetros de rendimiento más ajustados si la aplicación lo requiere.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminar cuadros de instrumentos, interruptores, teclados y símbolos debido a su amplio ángulo de visión y tamaño compacto.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación para teléfonos, máquinas de fax y hardware de red.
• Retroiluminación Plana para LCD:Puede usarse en matrices para proporcionar iluminación lateral para paneles LCD pequeños.
• Uso General como Indicador:Luces de estado, indicadores de encendido e iluminación decorativa en electrónica de consumo, electrodomésticos y controles industriales.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Excitación:Usar siempre una resistencia en serie. Calcular el valor de la resistencia usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Usar cálculos separados para los LED rojo y azul debido a sus diferentes V_F.
• Gestión Térmica:Asegurar que la PCB tenga un alivio térmico adecuado, especialmente si se excitan los LED cerca de sus clasificaciones de corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Evitar colocar componentes generadores de calor cerca.
• Protección ESD:Implementar protección ESD en las líneas de entrada y asegurar un entorno de trabajo conectado a tierra durante la manipulación, particularmente para el sensible chip azul (BH).
• Diseño Óptico:La lente transparente proporciona un amplio ángulo de visión. Para una luz más dirigida, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave del 19-226 en su clase son sucapacidad multicolor en un solo paquetey sucumplimiento ambiental integral(libre de plomo, sin halógenos, RoHS, REACH). La combinación de un chip rojo de AlGaInP de alta eficiencia y un chip azul estándar de InGaN en un paquete SMD miniatura ofrece flexibilidad de diseño para indicadores bicolor sin aumentar la huella en la placa. Su compatibilidad con la colocación automática y los procesos de reflujo estándar se alinea con los requisitos de fabricación moderna de alto volumen, proporcionando una solución rentable para la electrónica producida en masa.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo excitar los LED rojo y azul desde la misma fuente de alimentación y resistencia?

R: No de manera óptima. Debido a la diferencia significativa en la tensión directa típica (2.0V vs. 3.3V), usar una resistencia común resultaría en corrientes muy diferentes a través de cada LED, haciendo que uno sea tenue y el otro potencialmente sobreexcitado. Se recomiendan circuitos limitadores de corriente separados.

P2: ¿Por qué la clasificación ESD para el LED azul es mucho más baja que para el rojo?

R: El LED azul BH utiliza un material semiconductor de InGaN, que generalmente tiene una unión más sensible y capas activas más delgadas en comparación con el material AlGaInP del LED rojo R6, haciéndolo más susceptible a daños por descarga electrostática.

P3: ¿Qué sucede si excedo los 7 días de \"vida útil en planta\" después de abrir la bolsa barrera de humedad?

R: El paquete del LED puede absorber humedad del aire. Durante la posterior soldadura por reflujo, esta humedad puede convertirse rápidamente en vapor, causando deslaminación interna o agrietamiento (\"efecto palomita\"). Para prevenirlo, se requiere un secado de 24 horas a 60°C para expulsar la humedad antes de soldar.

P4: ¿Cómo interpreto el \"rango\" de intensidad luminosa (CAT) en la etiqueta?

R: El rango indica en qué clasificación predefinida de brillo cae el LED. Esto permite a los fabricantes seleccionar LED con un brillo mínimo garantizado para la consistencia en sus productos, aunque los límites específicos de clasificación no se proporcionan en esta hoja de datos pública.

10. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñar un Indicador de Estado Bicolor para un Router de Consumo.

El dispositivo necesita un solo LED para mostrar encendido (azul fijo) y actividad de red (rojo parpadeante). El 19-226 es una elección ideal. El diseño implicaría dos circuitos excitadores separados (por ejemplo, pines GPIO de un microcontrolador), cada uno con su propia resistencia en serie calculada para una corriente de excitación de 20mA. Para una fuente de 5V: R_azul= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohmios (usar valor estándar 82Ω o 100Ω). R_rojo= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohmios (usar 150Ω). Su tamaño compacto le permite caber junto al puerto RJ45. El amplio ángulo de visión de 120 grados asegura que el estado sea visible desde varios ángulos. Se aplicarían procedimientos estrictos de manipulación ESD durante el montaje debido al sensible chip azul.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz mediante electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p en la capa activa. Este proceso de 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 utilizado. El chip R6 utiliza una estructura de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP), eficiente para producir luz roja y ámbar. El chip BH utiliza Nitruro de Galio e Indio (InGaN), comúnmente usado para LED azules, verdes y blancos. El encapsulado de resina epoxi transparente sirve para proteger el chip semiconductor, proporcionar soporte mecánico a los hilos de unión y actuar como una lente primaria para dar forma a la salida de luz.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

El 19-226 representa un producto maduro en el mercado de LED SMD. Las tendencias actuales de la industria se centran en varias áreas clave más allá de las especificaciones de este dispositivo:Mayor Eficiencia (lm/W):Nuevos diseños de chips y materiales continúan impulsando una mayor eficacia luminosa.Índice de Reproducción Cromática (CRI) más Alto:Especialmente para LED blancos y aplicaciones de iluminación.Miniaturización:Tamaños de paquete aún más pequeños (por ejemplo, 01005, micro-LED) para pantallas de ultra alta densidad.Drivers Integrados:LED con drivers de corriente constante o circuitos de control incorporados (LED inteligentes).Mejor Rendimiento Térmico:Paquetes diseñados para extraer mejor el calor, permitiendo corrientes de excitación más altas y una mayor vida útil.Longitudes de Onda Expandidas:Desarrollo de LED UV profundo e infrarrojos más eficientes para aplicaciones de detección y esterilización. Si bien el 19-226 puede no incorporar los últimos avances en eficiencia máxima, su combinación de rendimiento fiable, salida de dos colores, empaquetado robusto y pleno cumplimiento de los estándares ambientales globales asegura su relevancia continua en una amplia gama de aplicaciones de indicador y retroiluminación electrónica de alto volumen y sensibles al costo.