Hoja de Datos del LED SMD 19-22/R6 BHC-B01/2T - Paquete 2.0x1.25x0.8mm - Voltaje 1.7-3.25V - Potencia 40-60mW - Rojo/Azul - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 19-22 representa una solución de LED de montaje superficial compacta, diseñada para aplicaciones de PCB de alta densidad. Este dispositivo multicolor se ofrece en dos variantes principales de material de chip: el código R6 que utiliza AlGaInP para una emisión roja brillante, y el código BH que utiliza InGaN para la emisión azul. El encapsulado de resina es transparente para ambos tipos. Su huella significativamente reducida en comparación con los componentes de marco de plomo permite diseños de placa más pequeños, mayor densidad de empaquetado y, en última instancia, contribuye a la miniaturización del equipo final. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones portátiles y en miniatura.

Las ventajas clave destacadas incluyen la compatibilidad con equipos de colocación automática y los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor. El producto cumple con los principales estándares de la industria: está libre de plomo, es compatible con RoHS, cumple con el REACH de la UE y está libre de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Voltaje Inverso (VR):5 V (para todos los códigos).
• Corriente Directa (IF):R6: 25 mA; BH: 10 mA.
• Corriente Directa Pico (IFP):Ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz. R6: 50 mA; BH: 40 mA.
• Disipación de Potencia (Pd):R6: 60 mW; BH: 40 mW. Este parámetro es crítico para la gestión térmica.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):R6: 2000 V; BH: 150 V. La variante BH (InGaN) es significativamente más sensible a la ESD y requiere precauciones de manejo estrictas.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Reflujo: 260°C máximo durante 10 segundos. Soldadura manual: 350°C máximo durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los valores típicos se miden a Ta=25°C e IF=5mA, a menos que se indique lo contrario. Se aplican tolerancias: Intensidad Luminosa ±11%, Longitud de Onda Dominante ±1nm, Voltaje Directo ±0.1V.

• Intensidad Luminosa (Iv):Mínimo 14.5 mcd, Típico 20.0 mcd para ambos códigos R6 y BH.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típico 130 grados, indicando un patrón de visión amplio.
• Longitud de Onda Pico (λp):R6: 632 nm (típico); BH: 468 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (λd):R6: 617.5 a 629.5 nm; BH: 467.5 a 472.5 nm. Este es el parámetro utilizado para la clasificación por color.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):R6: 20 nm (típico); BH: 25 nm (típico).
• Voltaje Directo (VF):R6: 1.70 a 2.25 V; BH: 2.65 a 3.25 V. El voltaje más alto para el LED azul es característico de la tecnología InGaN.
• Corriente Inversa (IR):Medida a VR=5V. R6: Máx. 10 µA; BH: Máx. 50 µA.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Los LED se clasifican en lotes según la longitud de onda dominante para garantizar la consistencia del color dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación R6 (Rojo)

• Lote E4:617.5 nm ≤ λd < 621.5 nm
• Lote E5:621.5 nm ≤ λd < 625.5 nm
• Lote E6:625.5 nm ≤ λd < 629.5 nm

3.2 Clasificación BH (Azul)

• Lote A10:467.5 nm ≤ λd < 470.0 nm
• Lote A11:470.0 nm ≤ λd < 472.5 nm

La intensidad luminosa también se clasifica (código CAT), y el voltaje directo se clasifica (código REF), proporcionando un sistema de selección multiparámetro para un emparejamiento de diseño preciso.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características típicas para la variante R6, ofreciendo información sobre el rendimiento en condiciones variables.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La curva muestra una relación sub-lineal. La intensidad aumenta con la corriente pero comienza a saturarse a corrientes más altas, enfatizando la importancia de operar dentro del rango IF especificado para mantener la eficiencia y la longevidad.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta reducción térmica es un factor crítico para diseños que operan en entornos de temperatura elevada o con disipación de calor limitada.

4.3 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

Esta curva IV demuestra la relación exponencial típica de los diodos. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico espectral para el LED R6 muestra un pico dominante alrededor de 632 nm (típico) con un ancho de banda definido, confirmando su pureza de color rojo monocromático.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete SMD 19-22 tiene dimensiones nominales de 2.0mm (largo) x 1.25mm (ancho) x 0.8mm (alto). El dibujo especifica tolerancias de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. Incluye detalles para la lente, el indicador del cátodo y recomendaciones del patrón de soldadura para garantizar una soldadura y alineación adecuadas.

5.2 Identificación de Polaridad

El paquete presenta un marcador visual (típicamente una muesca o una marca verde) en el lado del cátodo. Se debe observar la polaridad correcta durante la colocación para garantizar el funcionamiento adecuado del circuito.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo:

• Precalentamiento: 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por encima del líquido (217°C): 60-150 segundos.
• Temperatura pico: 260°C máximo, mantenida durante 10 segundos máximo.
• Tasa de calentamiento: Máximo 6°C/seg hasta 255°C; máximo 3°C/seg por encima de 255°C.

No se debe realizar el reflujo más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, aplicada por no más de 3 segundos por terminal. Utilice un soldador con una capacidad de 25W o menos. Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar choques térmicos.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se empaquetan en bolsas de barrera resistentes a la humedad con desecante.

• No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso.
• Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR.
• La "vida útil en planta" después de abrir la bolsa es de 168 horas (7 días).
• Si se excede la vida útil en planta o el desecante indica ingreso de humedad, se requiere un secado a 60±5°C durante 24 horas antes del reflujo.

6.4 Precauciones Críticas

• Limitación de Corriente:Una resistencia externa en serie es obligatoria. Los LED son dispositivos controlados por corriente; un pequeño cambio de voltaje puede causar una gran sobrecorriente que conduzca a una falla inmediata.
• Evitar Estrés:Evite el estrés mecánico en el paquete durante el calentamiento (soldadura) y no deforme la PCB después del ensamblaje.
• Reparación:No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente, y se debe verificar de antemano el efecto en las características del LED.

7. Empaquetado e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora de 8mm de ancho en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los bolsillos de la cinta portadora y el carrete para garantizar la compatibilidad con maquinaria automática de pick-and-place.

7.2 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., 19-22/R6 BHC-B01/2T).
• QTY: Cantidad de Empaque.
• CAT: Rango de Intensidad Luminosa.
• HUE: Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (Código de Lote).
• REF: Rango de Voltaje Directo.
• LOT No: Número de Lote Rastreable.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Indicadores de tablero, iluminación de interruptores, retroiluminación de teclados.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación en teléfonos, máquinas de fax.
• Pantallas LCD:Retroiluminación lateral o directa para LCDs monocromáticos o en color pequeños.
• Indicación General:Estado de alimentación, indicadores de modo, iluminación decorativa en electrónica de consumo compacta.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Diseño del Circuito:Siempre incluya una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (Vs), el voltaje directo del LED (VF) a la corriente deseada (IF) y la corriente requerida: R = (Vs - VF) / IF. Utilice el VF máximo de la hoja de datos para un diseño conservador.
• Gestión Térmica:Asegúrese de que el diseño de la PCB permita la disipación de calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Evite colocar LED cerca de otros componentes generadores de calor.
• Protección ESD:Implemente medidas de protección ESD en las líneas de ensamblaje, particularmente para la variante sensible BH (azul). Utilice estaciones de trabajo y pulseras conectadas a tierra.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona buena visibilidad fuera del eje. Para luz enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 19-22 ofrece ventajas distintas en contextos específicos. En comparación con los LED de orificio pasante más grandes, su principal beneficio es el ahorro de espacio y la idoneidad para el ensamblaje automatizado. Dentro del panorama de los LED SMD, su huella de 2.0x1.25mm es un tamaño común, ofreciendo un equilibrio entre la salida de luz y la miniaturización. El diferenciador clave para esta parte específica es la disponibilidad de dos tecnologías de semiconductores distintas (AlGaInP para rojo, InGaN para azul) en el mismo paquete mecánico, simplificando la adquisición y el diseño para aplicaciones multicolor. El sistema detallado de clasificación por longitud de onda e intensidad permite una alta consistencia de color en las series de producción, lo cual es crucial para aplicaciones como pantallas de múltiples segmentos o matrices de retroiluminación donde la coincidencia de color es importante.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Por qué la corriente directa máxima es diferente para los LED rojo (R6) y azul (BH)?

La diferencia proviene de los materiales semiconductores subyacentes (AlGaInP vs. InGaN) y sus respectivas eficiencias cuánticas internas y características térmicas. El chip de AlGaInP en el LED R6 puede manejar típicamente mayores densidades de corriente dentro de las mismas restricciones térmicas del paquete, de ahí la corriente nominal más alta (25mA vs. 10mA).

10.2 ¿Por qué la clasificación ESD para el LED azul (BH) es mucho más baja que para el rojo (R6)?

Los LED azules basados en InGaN son inherentemente más susceptibles al daño por descarga electrostática debido a las propiedades del material y las capas activas más delgadas involucradas en la estructura del chip. La clasificación de 150V HBM lo clasifica como muy sensible, requiriendo procedimientos de manejo ESD Clase 0.

10.3 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente si mi fuente de alimentación está regulada con precisión al voltaje directo del LED?

No, esto está fuertemente desaconsejado y probablemente conducirá a una falla.El voltaje directo (VF) tiene una tolerancia (±0.1V) y un coeficiente de temperatura negativo (disminuye a medida que la unión se calienta). Incluso un pequeño exceso de voltaje o una caída en VF debido al calentamiento puede causar un aumento descontrolado de la corriente, excediendo el Valor Máximo Absoluto y destruyendo el LED. Una resistencia en serie es no negociable para una operación estable.

10.4 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λp)es la longitud de onda a la cual la distribución de potencia espectral es máxima.Longitud de Onda Dominante (λd)es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para LED con un espectro simétrico, a menudo están cerca. Para el propósito de especificación de color y clasificación, la Longitud de Onda Dominante es la métrica estándar utilizada.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado compacto con LED rojos y azules.

1. Selección:Elija el 19-22/R6 para rojo y el 19-22/BH para azul para mantener la misma huella y perfil de soldadura.
2. Cálculo del Circuito:Para una fuente de alimentación de 5V (Vs).
   • Rojo (R6, use VF máx.=2.25V, objetivo IF=15mA): R = (5 - 2.25) / 0.015 ≈ 183 Ω. Use una resistencia estándar de 180 Ω o 200 Ω.
   • Azul (BH, use VF máx.=3.25V, objetivo IF=8mA): R = (5 - 3.25) / 0.008 ≈ 219 Ω. Use una resistencia estándar de 220 Ω.
   Verifique que la disipación de potencia en las resistencias esté dentro de sus clasificaciones.
3. Diseño de la PCB:Coloque los LED con la polaridad correcta. Asegure un espaciado adecuado para la disipación de calor si se agrupan múltiples LED. Siga el patrón de soldadura recomendado del dibujo del paquete.
4. Ensamblaje:Mantenga los componentes en bolsas selladas hasta que la línea de producción esté lista. Siga el perfil de reflujo especificado con precisión. Después del ensamblaje, evite doblar la PCB cerca de los LED.
5. Clasificación:Para una apariencia uniforme, especifique códigos de lote estrictos (ej., E5 para rojo, A10 para azul) al realizar el pedido, especialmente si se verán múltiples unidades una al lado de la otra.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de la electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado.

• R6 (AlGaInP):El Fosfuro de Aluminio Galio Indio es un sistema de material con una banda prohibida directa adecuada para producir luz de alta eficiencia en el espectro rojo, naranja y amarillo. Es conocido por su alto brillo y estabilidad.
• BH (InGaN):El Nitruro de Galio Indio es el sistema de material que permite LED azules, verdes y blancos de alto brillo. Al variar el contenido de indio, se puede ajustar la banda prohibida. Los LED azules son un componente fundamental para crear luz blanca mediante conversión de fósforo.

El paquete SMD encapsula el diminuto chip semiconductor, proporciona conexiones eléctricas a través de terminales metálicos y utiliza una lente de resina epoxi transparente para proteger el chip y dar forma a la salida de luz.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La trayectoria general para los LED SMD como la serie 19-22 se centra en varias áreas clave:

• Mayor Eficiencia (Lúmenes por Vatio):Las mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna y las técnicas de extracción de luz conducen a una mayor intensidad luminosa desde el mismo tamaño de chip o más pequeño, reduciendo el consumo de energía para una salida de luz dada.
• Mejor Consistencia y Reproducción del Color:Los avances en el crecimiento epitaxial y los procesos de clasificación permiten tolerancias más estrictas en la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa.
• Confiabilidad y Vida Útil Mejoradas:La investigación en materiales de paquete más robustos, mejores interfaces térmicas y estructuras semiconductoras más estables continúa aumentando el tiempo medio entre fallos (MTBF), incluso bajo condiciones de operación exigentes.
• Miniaturización:La búsqueda de productos finales más pequeños impulsa los paquetes de LED a huellas cada vez más pequeñas mientras mantienen o mejoran el rendimiento óptico.
• Integración:Las tendencias incluyen integrar múltiples chips LED (RGB) en un solo paquete o combinar el LED con CI de control (como controladores de corriente constante) para componentes más inteligentes y fáciles de usar.

Estas tendencias aseguran que componentes fundamentales como el LED SMD 19-22 continuarán evolucionando, ofreciendo a los diseñadores mejor rendimiento, confiabilidad y flexibilidad.