Hoja de Datos del LED SMD 19-217/T7D-CT2V1N/3T - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Tensión 2.7-3.7V - Potencia 110mW - Blanco Puro - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-217/T7D-CT2V1N/3T es un LED compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una funcionalidad fiable de indicación o retroiluminación. Este LED monocromático de color blanco puro utiliza un chip de 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 empaquetado en las PCB, reduce los requisitos de almacenamiento y, en última instancia, contribuye a la miniaturización del equipo final. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones portátiles y con limitaciones de espacio.

1.1 Características Principales y Cumplimiento Normativo

El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm en bobinas de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con el equipo estándar de montaje automatizado pick-and-place. Está diseñado para ser utilizado en procesos de soldadura por reflujo tanto infrarroja como por fase de vapor. El producto cumple con varias normas críticas medioambientales y de seguridad: no contiene plomo (Pb-free), cumple con la directiva RoHS de la UE, satisface los requisitos REACH de la UE y está clasificado como Sin Halógenos, con un contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su suma por debajo de 1500 ppm. Esto lo hace adecuado para su uso en mercados con normativas medioambientales estrictas.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED es versátil y encuentra uso en múltiples sectores. Las aplicaciones comunes incluyen retroiluminación para cuadros de mandos y conmutadores automotrices, funciones de indicación y retroiluminación en dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos y faxes, retroiluminación plana para LCDs, conmutadores y símbolos, y uso general como indicador donde se requiera una fuente de luz blanca brillante y pequeña.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un desglose detallado de los límites y características eléctricos, ópticos y térmicos del LED, fundamentales para un diseño de circuito fiable y la integración del sistema.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. Estos valores no son para operación continua. Los límites clave son: una tensión inversa máxima (VR) de 5V, una corriente directa continua (IF) de 30mA, y una corriente directa de pico (IFP) de 40mA permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima (Pd) es de 110mW. El dispositivo puede soportar una Descarga Electroestática (ESD) de 150V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +85°C, y el de almacenamiento (Tstg) de -40°C a +90°C. Los límites de temperatura de soldadura se especifican para dos procesos: soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos y soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las Características Electro-Ópticas se miden en condiciones estándar de prueba de Ta=25°C y una IF de 20mA. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de 360.0 mcd a 900.0 mcd, con una tolerancia de ±11%. El ángulo de visión (2θ1/2) es de 130 grados, proporcionando un haz de luz amplio. La tensión directa (VF) oscila entre 2.70V y 3.70V. La corriente inversa (IR) se especifica con un máximo de 50 μA cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V. Es crucial señalar que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; la especificación VR es solo para fines de prueba de IR.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Este sistema permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios mínimos de rendimiento específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en cuatro códigos de bin (T2, U1, U2, V1) basados en valores mínimos y máximos de intensidad medidos a IF=20mA. Por ejemplo, el código de bin T2 cubre intensidades de 360.0 mcd a 450.0 mcd, mientras que el código V1 cubre el rango más alto de 715.0 mcd a 900.0 mcd. Los diseñadores deben tener en cuenta la tolerancia de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cinco códigos (10, 11, 12, 13, 14), cada uno representando un rango de 0.2V. El código 10 abarca de 2.70V a 2.90V, y el código 14 de 3.50V a 3.70V. Se aplica una tolerancia de ±0.1V. Seleccionar LEDs de un bin de tensión específico puede ayudar a diseñar circuitos limitadores de corriente más consistentes, especialmente en matrices de LEDs en paralelo.

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

La consistencia del color de la luz blanca pura se controla mediante la clasificación de coordenadas de cromaticidad en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos define cuatro códigos de bin (1, 2, 3, 4), cada uno como un área cuadrilátera en el plano de coordenadas (x, y). Por ejemplo, el Bin 1 está delimitado por los puntos (0.274, 0.226), (0.274, 0.258), (0.294, 0.286) y (0.294, 0.254). La tolerancia para estas coordenadas es de ±0.01. Esto garantiza que la luz blanca emitida se encuentre dentro de un rango de color predecible y estrecho.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas típicas de características electro-ópticas y a un Diagrama de Cromaticidad CIE en páginas específicas, los datos gráficos exactos (por ejemplo, curvas IV, intensidad relativa vs. corriente, intensidad vs. temperatura) no se proporcionan en el contenido textual. En una hoja de datos completa, estas curvas son críticas para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Los diseñadores suelen utilizar dichas curvas para extrapolar el rendimiento a diferentes corrientes de excitación o temperaturas ambientales, para entender la distribución espectral de potencia y para visualizar el punto de color en el diagrama de cromaticidad en relación con los bins definidos y el locus de Planck.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED tiene un paquete SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) compacto. El dibujo dimensional indica las medidas clave, incluidos largo, ancho y alto, con una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario. Las dimensiones específicas definen la huella requerida en la PCB y el espacio libre necesario sobre la placa.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El paquete incluye marcas o características estructurales (como una esquina chaflanada o un punto) para indicar el terminal del cátodo (negativo), lo cual es esencial para una orientación correcta durante el montaje. El patrón de pistas (layout de pads) recomendado en la PCB se proporciona típicamente para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para mantener el rendimiento y la fiabilidad del LED.

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El dispositivo está clasificado para soldadura por reflujo sin plomo con una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos. Se debe seguir un perfil de temperatura recomendado para calentar y enfriar el dispositivo gradualmente, minimizando el choque térmico. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo.

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en bolsas barrera resistentes a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrirla, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se excede este plazo o si el indicador de desecante muestra saturación, se requiere un tratamiento de secado (baking) a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" (popcorning) durante el reflujo.

6.3 Precauciones para Soldadura Manual y Reparación

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador de baja potencia (≤25W). Se debe observar un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre la soldadura de cada terminal. Se desaconseja firmemente la reparación tras la soldadura inicial. Si es inevitable, debe utilizarse un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando estrés mecánico en el dado del LED. El potencial de degradación de las características debido a la reparación debe evaluarse de antemano.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Bobina y la Cinta Portadora

Los componentes se suministran en bobinas de 7 pulgadas de diámetro con cinta portadora de 8 mm de ancho. Cada bobina contiene 3000 piezas. Se proporcionan las dimensiones detalladas de la bobina y de los alvéolos de la cinta portadora para garantizar la compatibilidad con los alimentadores del equipo de montaje automatizado.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje contiene varios códigos: CPN (Número de Producto del Cliente), P/N (Número de Producto), QTY (Cantidad Empaquetada), CAT (Rango/Clasificación de Intensidad Luminosa), HUE (Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante), REF (Rango/Clasificación de Tensión Directa) y LOT No (Número de Lote para trazabilidad).

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente y Protección

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria en serie con el LED para prevenir la fuga térmica (thermal runaway) y su destrucción. Incluso un pequeño aumento en la tensión directa puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en función de la tensión de alimentación, la tensión directa del LED (utilizando el valor máximo del bin o de la hoja de datos por seguridad) y la corriente directa deseada (sin exceder los 30mA continuos).

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (110mW máx.), una gestión térmica efectiva en la PCB es importante para mantener la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o a altas corrientes de excitación. Asegurar un área de cobre adecuada alrededor de los pads del LED ayuda a disipar el calor.

8.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Con una clasificación ESD de 150V (HBM), el dispositivo tiene una sensibilidad moderada. Deben observarse las precauciones estándar contra ESD durante el manejo, montaje y prueba. Esto incluye el uso de estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y contenedores conductores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave del LED 19-217 son su combinación de un factor de forma muy pequeño, un amplio ángulo de visión de 130 grados y el cumplimiento de normas medioambientales modernas (RoHS, REACH, Sin Halógenos). En comparación con los LEDs de montaje con patillas más grandes, permite un ahorro de espacio significativo. La estructura de clasificación definida para intensidad, tensión y color proporciona a los diseñadores un rendimiento predecible, lo cual es una ventaja crítica en aplicaciones que requieren consistencia visual, como matrices de retroiluminación o indicadores de estado.

10. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

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

Usando la Ley de Ohm (R = (Valimentación - Vf) / If) y asumiendo un peor caso de Vf de 3.7V (del Bin 14) y un If objetivo de 20mA, el cálculo es R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohmios. Debe elegirse el valor estándar más cercano (por ejemplo, 68 Ohmios) y verificarse la potencia nominal de la resistencia (P = I^2 * R).

10.2 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora si uso una fuente de tensión constante igual a Vf?

No. Esto está firmemente desaconsejado. La tensión directa tiene un rango y varía con la temperatura. Una fuente de tensión constante ajustada a un valor nominal de Vf no regula la corriente. Variaciones menores podrían llevar a una corriente excesiva, superando el Límite Absoluto Máximo y causando un fallo inmediato o gradual.

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

El encapsulado plástico de los componentes SMD puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el paquete o deslaminar las capas internas, un fenómeno conocido como "efecto palomita" (popcorning). El límite de 7 días es el tiempo de exposición seguro calculado para este nivel de sensibilidad a la humedad.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar un panel de control con múltiples LEDs indicadores blancos. Para garantizar un brillo uniforme, especifique LEDs del mismo bin de intensidad luminosa (por ejemplo, todos del U1: 450-565 mcd). Para simplificar el diseño del circuito limitador de corriente para una tensión de alimentación común, especifique LEDs del mismo o de un bin estrecho de tensión directa. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura que los indicadores sean visibles desde varios ángulos sin requerir ópticas secundarias. El pequeño tamaño del paquete permite colocarlos cerca de conmutadores o etiquetas. El cumplimiento Sin Halógenos y RoHS es esencial para vender el producto final en mercados globales.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones: luz. La composición específica de las capas de InGaN determina la longitud de onda de la luz emitida. En este caso, la luz azul emitida por el chip se convierte parcialmente en longitudes de onda más largas por el fósforo amarillo contenido dentro de la resina difusora circundante, resultando en la percepción de luz "Blanca Pura". La resina difusora también ayuda a dispersar la luz, creando el amplio ángulo de visión.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología LED continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor miniaturización. Para los LEDs indicadores tipo SMD, hay un enfoque en lograr un mayor brillo en paquetes más pequeños, expandir las gamas de color y mejorar aún más la fiabilidad y el rendimiento térmico. La integración de circuitos de excitación o características de protección dentro del paquete del LED también es un área de desarrollo. El cumplimiento medioambiental, como se ve en la adhesión de este dispositivo a las normas Sin Halógenos, sigue siendo un factor crítico en la selección de componentes en toda la industria electrónica.