Hoja de Datos del LED SMD 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T - Encapsulado 1.6x0.8x0.35mm - Voltaje 2.7-3.2V - Color Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T es un LED de montaje superficial compacto, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren miniaturización y alta fiabilidad. Este LED monocromático de blanco puro utiliza tecnología de chip InGaN encapsulado en una resina difusora amarilla. Su principal ventaja radica en su huella significativamente reducida en comparación con los componentes tradicionales de montaje con patillas, lo que permite una mayor densidad de componentes en las PCB, reduce los requisitos de almacenamiento y, en última instancia, contribuye a diseños de producto final más pequeños. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones portátiles y miniaturizadas.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está especificado para operar bajo las siguientes condiciones absolutas máximas, más allá de las cuales puede producirse un daño permanente. El voltaje inverso (VR) está clasificado en 5V. La corriente directa continua (IF) no debe superar los 25 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico (IFP) de 100 mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. La disipación de potencia máxima (Pd) es de 95 mW. El rango de temperatura de operación (Topr) abarca desde -40°C hasta +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) es ligeramente más amplio, de -40°C a +90°C. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 150V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). Los límites de temperatura de soldadura se definen tanto para procesos de reflujo (260°C durante 10 segundos) como para soldadura manual (350°C durante 3 segundos).

2.2 Características Electroópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico, con un mínimo de 45 mcd y un máximo de 112 mcd a una corriente directa (IF) de 5 mA. El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 130 grados, proporcionando un amplio campo de iluminación. El voltaje directo (VF) oscila entre 2.7V y 3.2V bajo la misma condición de 5mA. La corriente inversa (IR) se especifica con un máximo de 50 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Las tolerancias para la intensidad luminosa y el voltaje directo se indican como ±11% y ±0.05V, respectivamente.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa medida a IF=5mA. Esto garantiza la consistencia en el brillo de los lotes de producción. Los códigos de lote y sus rangos de intensidad mínima y máxima correspondientes son: P1 (45.0-57.0 mcd), P2 (57.0-72.0 mcd), Q1 (72.0-90.0 mcd) y Q2 (90.0-112.0 mcd).

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

De manera similar, los dispositivos se clasifican por voltaje directo para facilitar el diseño de circuitos, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente. El voltaje se agrupa bajo el código 'Q' con sub-lotes: 29 (2.7-2.8V), 30 (2.8-2.9V), 31 (2.9-3.0V), 32 (2.9-3.0V) y 33 (3.1-3.2V), todos medidos a IF=5mA.

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

Para garantizar la consistencia del color, los LED blancos se gradúan en lotes de cromaticidad (Grupo A, códigos 1-6) definidos por cuadriláteros específicos de coordenadas CIE 1931 (x, y) en el diagrama de cromaticidad. Esta clasificación, con una tolerancia de ±0.01, asegura que la luz blanca emitida se mantenga dentro de un espacio de color controlado, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que proporcionan una visión más profunda del comportamiento del LED bajo condiciones variables. La curva de reducción de corriente directa muestra cómo la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, esencial para la gestión térmica. La curva de intensidad luminosa relativa vs. temperatura ambiente ilustra la reducción típica en la salida de luz con el aumento de temperatura. La gráfica de intensidad luminosa vs. corriente directa demuestra la relación no lineal entre la corriente de accionamiento y el brillo. El gráfico de distribución espectral caracteriza la distribución de potencia espectral de la luz blanca emitida. Un diagrama de radiación típico representa el patrón de distribución espacial de la intensidad. La curva de voltaje directo vs. corriente directa muestra la característica IV del diodo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un encapsulado SMD compacto. La altura total máxima es de 0.35 mm. Se proporcionan planos dimensionales detallados, incluyendo la longitud y anchura del cuerpo, los tamaños de las almohadillas de electrodo y las dimensiones recomendadas para el patrón de pistas en la PCB. Las tolerancias son típicamente de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. El diseño sugerido de las almohadillas es de referencia y debe modificarse según los requisitos específicos del proceso de montaje.

5.2 Identificación de Polaridad

El componente presenta marcas o asimetría estructural para indicar los terminales de cátodo y ánodo, lo cual es crucial para la orientación correcta durante el montaje y asegurar el funcionamiento adecuado del circuito.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de temperatura detallado para soldadura por reflujo sin plomo. Los parámetros clave incluyen: una etapa de precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, un tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos, una temperatura pico que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos, y tasas controladas de calentamiento y enfriamiento (por ejemplo, enfriamiento máximo de 3°C/seg). La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Para reparación manual o prototipado, se permite la soldadura manual con precauciones específicas. La temperatura de la punta del soldador debe ser inferior a 350°C, aplicada durante no más de 3 segundos por terminal. El soldador debe tener una capacidad de 25W o menos. Se debe dejar un intervalo mínimo de 2 segundos entre la soldadura de cada terminal para evitar daños térmicos.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

Los LED son sensibles a la humedad y a las descargas electrostáticas (ESD). Antes de abrir, la bolsa resistente a la humedad debe almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir, los componentes tienen una vida útil de 1 año en condiciones de ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en un embalaje resistente a la humedad con desecante. Si se exceden las condiciones de almacenamiento especificadas o el indicador de desecante cambia de color, se requiere un tratamiento de secado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora de 8 mm de ancho con relieve, enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora, la cinta de cubierta y el carrete en sí. El embalaje está diseñado para ser compatible con equipos automáticos estándar de pick-and-place.

7.2 Embalaje Resistente a la Humedad

Los carretes están protegidos adicionalmente dentro de una bolsa de lámina de aluminio resistente a la humedad, junto con un paquete de desecante y una tarjeta indicadora de humedad, para mantener las condiciones de almacenamiento seco especificadas durante el envío y almacenamiento.

7.3 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave para la trazabilidad y la correcta aplicación: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Embalaje (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidad (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 adecuado para diversas aplicaciones, incluyendo: Equipos de telecomunicaciones (como indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y faxes), retroiluminación plana para paneles LCD pequeños, retroiluminación para interruptores y símbolos en paneles de control, y aplicaciones de indicador de propósito general donde se necesita una fuente de luz blanca pequeña y brillante.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. El voltaje directo tiene un rango (2.7-3.2V), y la característica IV es exponencial, lo que significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación y la clasificación máxima de corriente directa (25mA continua), considerando el peor caso de voltaje directo de la información de clasificación.

Gestión Térmica:Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (máx. 95mW) y la reducción de la corriente directa con la temperatura deben considerarse en el diseño de la PCB. Un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas puede ayudar a disipar el calor.

Protección contra ESD:Como dispositivo semiconductor sensible con una clasificación ESD de 150V (HBM), se deben observar las precauciones estándar de manipulación ESD durante el montaje y la manipulación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación de este componente radica en su factor de forma ultracompacto (altura máxima de 0.35 mm) y su diseño de montaje superficial, que ofrece ventajas significativas sobre los LED de montaje pasante en el montaje automatizado, el ahorro de espacio en la placa y la idoneidad para dispositivos de perfil bajo. La provisión de información detallada de clasificación para intensidad, voltaje y cromaticidad permite un control de diseño más estricto y consistencia en la producción en masa en comparación con componentes no clasificados o especificados de manera imprecisa. El color blanco puro generado por el chip InGaN con fósforo amarillo ofrece una cromaticidad diferente en comparación con las soluciones más antiguas de chip azul + fósforo amarillo u otras tecnologías de LED blanco.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?
R: El LED es un diodo con una curva IV no lineal. Operarlo directamente desde una fuente de voltaje sin una resistencia en serie intentaría forzar una corriente limitada solo por la capacidad de la fuente y la resistencia interna del diodo, que es muy baja una vez que se supera el voltaje directo. Esto casi con certeza excedería la corriente directa máxima absoluta de 25mA, provocando un sobrecalentamiento inmediato y fallo.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote de intensidad luminosa (P1, Q2, etc.)?
R: Estos códigos representan grupos clasificados según la salida de luz medida. Por ejemplo, especificar "Q2" en un pedido asegura que recibirá LED con una intensidad entre 90.0 y 112.0 mcd a 5mA. Esto es crucial para aplicaciones que requieren un brillo uniforme en múltiples indicadores.

P: ¿Puedo usar este LED para iluminación continua, no solo como indicador?
R: Aunque es posible, su diseño principal es para uso como indicador. Para iluminación continua, el diseño térmico cuidadoso es aún más crítico debido a la disipación de potencia constante. La salida de luz también disminuirá con el aumento de la temperatura de unión, como se muestra en las curvas de rendimiento.

P: ¿Qué significa la designación 'sin plomo' (Pb-free) para la soldadura?
R: Significa que los acabados de los terminales del dispositivo son compatibles con aleaciones de soldadura sin plomo, que típicamente tienen puntos de fusión más altos que la soldadura tradicional de estaño-plomo. Por lo tanto, el perfil de reflujo especificado con un pico de 260°C está diseñado para estos procesos de mayor temperatura.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Estado para un Dispositivo Portátil
Un diseñador está creando un módulo Bluetooth compacto que requiere un LED de estado de potencia/conexión blanco, pequeño y brillante. Se selecciona el LED 16-916 por su altura mínima (0.35mm) para caber dentro de la carcasa delgada del dispositivo. El diseño utiliza una línea de alimentación de 3.3V. Usando el peor caso de voltaje directo (Vf_max = 3.2V del lote Q33) y apuntando a una corriente directa de 15mA (muy por debajo del máximo de 25mA para fiabilidad y duración de la batería), se calcula la resistencia limitadora: R = (V_alimentación - Vf) / If = (3.3V - 3.2V) / 0.015A ≈ 6.67Ω. Se elige una resistencia estándar de 6.8Ω. El patrón de pistas en la PCB se ajusta ligeramente del diseño sugerido para coincidir con las reglas específicas de DFM del diseñador. La lista de materiales (BOM) especifica los códigos de lote CAT (intensidad luminosa) y HUE (cromaticidad) para garantizar la consistencia visual en todas las unidades de producción.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED funciona según el principio de electroluminiscencia en un diodo semiconductor. El núcleo es un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial de unión del diodo (alrededor de 2.7-3.2V), los electrones y los huecos se inyectan en la región activa y se recombinan. En un LED blanco, esta recombinación en la capa de InGaN produce principalmente luz azul. Esta luz azul luego excita un recubrimiento de fósforo amarillo (contenido dentro de la resina difusora amarilla de encapsulación). La combinación de la luz azul no convertida y la luz amarilla convertida hacia abajo por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca por el ojo humano. La resina difusora ayuda a dispersar la luz, contribuyendo al amplio ángulo de visión de 130 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de componentes como el LED 16-916 refleja tendencias más amplias en la electrónica: miniaturización continua, mayor eficiencia y funcionalidad mejorada en encapsulados más pequeños. El uso de la tecnología InGaN para LED blancos representa un avance en la iluminación de estado sólido, ofreciendo una buena reproducción cromática y eficiencia. La clasificación detallada y las especificaciones para el montaje automatizado destacan el movimiento de la industria hacia una mayor precisión y consistencia para la fabricación en masa. El énfasis en el cumplimiento sin plomo y RoHS está impulsado por regulaciones ambientales globales. Las tendencias futuras pueden ver tamaños de encapsulado aún más pequeños, mayor eficacia luminosa (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), tolerancias de color e intensidad más estrictas, y quizás la integración de electrónica de accionamiento o múltiples chips dentro de un solo encapsulado para aplicaciones de iluminación inteligente. Las precauciones de manipulación y almacenamiento subrayan el desafío continuo de gestionar la sensibilidad a la humedad en dispositivos microelectrónicos encapsulados en plástico cada vez más pequeños.