Hoja de Datos del LED SMD 17-21/GHC-YR1S2/3T - 1.6x0.8x0.6mm - 3.5V - 25mA - Verde Brillante - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El 17-21/GHC-YR1S2/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Este componente representa un avance significativo respecto a los LED tradicionales con pines, ofreciendo beneficios sustanciales en términos de aprovechamiento del espacio en la placa y eficiencia de montaje.

1.1 Posicionamiento y Ventajas Principales

Este LED es de color monocromático, emitiendo una luz verde brillante. Su principal ventaja radica en su huella miniaturizada. Su tamaño significativamente menor en comparación con los componentes con pines permite a los diseñadores lograr una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB). Esto se traduce directamente en un tamaño de placa reducido, requisitos de almacenamiento de componentes minimizados y, en última instancia, en la creación de equipos finales más pequeños y ligeros. La naturaleza ligera del encapsulado lo convierte además en una opción ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

El dispositivo está dirigido a una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales. Sus aplicaciones típicas incluyen retroiluminación de paneles de instrumentos, interruptores y símbolos. También es adecuado para su uso en equipos de telecomunicaciones como indicadores de estado o retroiluminación para dispositivos como teléfonos y máquinas de fax. Además, sirve como luz indicadora de propósito general en diversos productos electrónicos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave del LED según se definen en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No son condiciones de operación.

• Tensión Inversa (VR):5V. Es crucial notar que esta especificación es solo para condiciones de prueba infrarrojas (IR). La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa en un circuito real. Exceder esta tensión en polarización inversa puede causar una falla inmediata.
• Corriente Directa (IF):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar al LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA. Esta es la corriente pulsada máxima, permitida solo bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Este parámetro es relevante para aplicaciones de multiplexado o atenuación por PWM, pero debe usarse con precaución para evitar sobrecalentamiento.
• Disipación de Potencia (Pd):95 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada a partir de los límites de tensión y corriente directa, y es crítica para la gestión térmica.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar desde -40°C hasta +85°C y almacenarse desde -40°C hasta +90°C. Este amplio rango lo hace adecuado para entornos hostiles.
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de corriente directa (IF) de 20 mA y temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 112.0 mcd hasta un máximo de 285.0 mcd. No se especifica un valor típico, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante un sistema de clasificación (detallado más adelante). La tolerancia es de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Valor típico de 140 grados. Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia o visibilidad desde múltiples ángulos.
• Longitud de Onda de Pico (λp):Típicamente 518 nm, ubicándolo en la región del verde brillante del espectro visible.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 520.0 nm a 535.0 nm, con una tolerancia ajustada de ±1 nm. Este parámetro está más relacionado con el color percibido de la luz.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 35 nm, describe la dispersión de las longitudes de onda de la luz emitida alrededor del pico.
• Tensión Directa (VF):Típicamente 3.5V, con un máximo de 4.0V a 20 mA. Este es un parámetro crítico para el diseño del circuito, ya que determina la caída de tensión en el LED y el valor necesario de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 50 μA a una tensión inversa de 5V (condición de prueba).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un rendimiento consistente, los LED se clasifican en bins según parámetros ópticos clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de brillo y color.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro bins (R1, R2, S1, S2) según su intensidad luminosa medida a 20 mA.

• Bin R1:112.0 – 140.0 mcd
• Bin R2:140.0 – 180.0 mcd
• Bin S1:180.0 – 225.0 mcd
• Bin S2:225.0 – 285.0 mcd

La selección de un bin superior (ej., S2) garantiza un brillo mínimo más alto, lo cual es esencial para aplicaciones que requieren alta visibilidad o donde múltiples LED deben coincidir para una apariencia uniforme.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican por su longitud de onda dominante en tres grupos (X, Y, Z) para controlar la consistencia del color.

• Bin X:520.0 – 525.0 nm
• Bin Y:525.0 – 530.0 nm
• Bin Z:530.0 – 535.0 nm

Para aplicaciones donde la coincidencia de color entre múltiples LED es crítica (ej., barras de estado, matrices de retroiluminación), es necesario especificar un solo bin estrecho para evitar diferencias de color visibles.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED SMD 17-21 tiene un encapsulado rectangular compacto. Las dimensiones clave incluyen una longitud de 1.6 mm, un ancho de 0.8 mm y una altura de 0.6 mm (tolerancia ±0.1 mm salvo que se indique lo contrario). La hoja de datos proporciona un dibujo dimensional detallado que incluye el diseño de las almohadillas, esencial para crear la huella en el PCB. Un diseño correcto de las almohadillas asegura una soldadura, alineación y rendimiento térmico adecuados.

4.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por una marca en el encapsulado o una geometría específica de la almohadilla (ej., una esquina achaflanada). La orientación correcta de la polaridad durante la colocación es vital para el funcionamiento del circuito.

5. Guía de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para la fiabilidad y el rendimiento de los LED SMD.

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de soldadura por reflujo sin plomo. Las fases clave incluyen:

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente hasta 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Remojo/Reflujo:El tiempo por encima del líquido (217°C) debe ser de 60-150 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo a o por encima de 255°C debe limitarse a un máximo de 30 segundos.
• Enfriamiento:La velocidad máxima de enfriamiento no debe exceder los 6°C por segundo.

Nota Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo montaje de LED para evitar daños térmicos al encapsulado y al chip.

5.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Este componente es sensible a la humedad. Las precauciones incluyen:

• No abrir la bolsa con barrera antihumedad hasta que los componentes estén listos para su uso.
• Después de abrir, los LED no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de humedad relativa.
• La "vida útil fuera de la bolsa" después de abrirla es de 168 horas (7 días). Si no se usan dentro de este tiempo, los LED deben secarse nuevamente a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.
• Si el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere secado independientemente del tiempo transcurrido.

5.3 Soldadura Manual y Rework

Si la soldadura manual es inevitable, se debe tener extremo cuidado:

• La temperatura de la punta del soldador debe ser ≤350°C.
• El tiempo de contacto por terminal debe ser ≤3 segundos, con un intervalo de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal para permitir el enfriamiento.
• Se desaconseja encarecidamente la reparación después de la soldadura. Si es absolutamente necesario, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, minimizando el estrés térmico. El impacto en las características del LED debe verificarse de antemano.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Embalaje Estándar

Los LED se suministran en embalaje resistente a la humedad, que incluye:

• Componentes colocados en una cinta portadora de 8 mm de ancho.
• La cinta se enrolla en un carrete de 7 pulgadas de diámetro.
• Un carrete estándar contiene 3000 piezas.
• El carrete se coloca dentro de una bolsa de aluminio antihumedad con un paquete de desecante y una tarjeta indicadora de humedad.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene códigos que especifican las características exactas de los LED en ese carrete:

• P/N:Número de Producto (ej., 17-21/GHC-YR1S2/3T).
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (corresponde al código de bin: R1, R2, S1, S2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (corresponde al código de bin: X, Y, Z).
• REF:Rango de Tensión Directa.
• LOT No:Número de lote de fabricación trazable.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Se requiere absolutamente una resistencia limitadora de corriente externa. Los LED son dispositivos controlados por corriente. Un pequeño aumento en la tensión directa puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada. Diseñe siempre para la VF *típica* para asegurar que la corriente esté dentro de los límites si la VF real está en el valor mínimo especificado.

7.2 Gestión Térmica

Aunque es pequeño, el LED genera calor. Se debe respetar el límite de disipación de potencia de 95 mW. Asegúrese de que el diseño de las almohadillas en el PCB proporcione un alivio térmico adecuado, especialmente si opera a o cerca de la corriente continua máxima (25 mA). Evite colocar el LED cerca de otros componentes que generen calor.

7.3 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo tiene una clasificación ESD de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano). Se deben seguir los procedimientos estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación para prevenir daños latentes que pueden no causar una falla inmediata pero pueden degradar la fiabilidad a largo plazo.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal del LED 17-21 radica en su factor de forma y equilibrio de rendimiento.

• vs. LED SMD más grandes (ej., 3528, 5050):Ofrece una huella significativamente más pequeña, permitiendo diseños de mayor densidad, pero típicamente con una salida de luz total por dispositivo más baja.
• vs. Encapsulados Chip-Scale (CSP):Es más grande que los LED CSP de última generación, pero es más fácil de manejar con equipos SMT estándar y ofrece un encapsulado más robusto para muchas aplicaciones.
• vs. LED con Pines:Elimina la necesidad de agujeros pasantes, permite el montaje automatizado pick-and-place, reduce la inductancia parásita y permite productos finales mucho más pequeños y ligeros.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Esto se advierte explícitamente en la sección "Precauciones de Uso". La tensión directa tiene un rango (típ. 3.5V, máx. 4.0V). Conectarlo directamente a una fuente de tensión incluso ligeramente por encima de su VF causará una corriente excesiva, llevando a un sobrecalentamiento rápido y fallo. Una resistencia en serie es obligatoria para una operación segura.

9.2 ¿Por qué la tensión inversa máxima es solo 5V, y qué significa la nota?

La especificación de 5V es solo para fines de prueba para medir la corriente de fuga inversa (IR). La hoja de datos establece claramente "El dispositivo no está diseñado para operación inversa." En un circuito, debe asegurarse de que el LED nunca esté sometido a una polarización inversa, ya que no es un diodo Zener y probablemente se dañará a tensiones muy por debajo de 5V si se polariza inversamente. Use diodos de protección en circuitos donde sea posible una tensión inversa (ej., acoplamiento AC, cargas inductivas).

9.3 ¿Cómo elijo el código de bin correcto?

Seleccione el bin según las necesidades de su aplicación: - Para brillo máximo, especifique Bin S2. - Para una consistencia de color estricta entre múltiples LED en una matriz, especifique un solo bin estrecho de Longitud de Onda Dominante (ej., solo Bin Y). - Para aplicaciones sensibles al costo donde la variación de brillo es aceptable, una mezcla más amplia o un bin inferior (R1, R2) puede ser adecuado.

10. Caso de Estudio de Diseño y Uso

10.1 Diseño de un Panel Compacto de Indicadores de Estado

Escenario:Diseño de un panel denso de 20 indicadores de estado para un dispositivo de red. El brillo y color uniformes son importantes para la experiencia del usuario.Pasos de Diseño: 1. Configuración de Corriente:Elija una corriente de accionamiento de 15 mA (por debajo del máximo de 25 mA) para un buen brillo y longevidad. Calcule el valor de la resistencia para una fuente de 5V: R = (5V - 3.5V) / 0.015A = 100 Ohmios. Use una resistencia con tolerancia del 1%. 2.Selección de Binning:Para garantizar uniformidad, especifique que todos los LED sean del mismo bin de intensidad luminosa (ej., S1) y del mismo bin de longitud de onda dominante (ej., Y). Esta información debe proporcionarse al realizar el pedido. 3.Diseño del PCB:Use las dimensiones exactas de las almohadillas de la hoja de datos. Proporcione una pequeña conexión de alivio térmico para cada almohadilla para ayudar en la soldadura y evitar el efecto "tombstoning", pero asegúrese de que el área de cobre sea suficiente para la disipación de calor. 4.Montaje:Siga el perfil de reflujo especificado. Mantenga los paneles en bolsas selladas hasta el momento de cargarlos en la máquina pick-and-place para respetar la vida útil fuera de la bolsa de 7 días.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LED 17-21/GHC-YR1S2/3T se basa en un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), como se indica en la Guía de Selección de Dispositivos. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado del diodo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material InGaN determina la energía de la banda prohibida, que se correlaciona directamente con la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde brillante (~518 nm de pico). La resina encapsulante transparente protege el chip y actúa como una lente, dando forma al ángulo de visión de 140 grados de la luz emitida.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

El encapsulado 17-21 representa un factor de forma maduro y ampliamente adoptado en el mercado de LED SMD. La tendencia general en la tecnología LED continúa hacia varias áreas clave relevantes para tales componentes:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a producir más lúmenes por vatio (mayor eficacia), lo que significa luz más brillante o menor consumo de energía para el mismo tamaño de encapsulado.
• Miniaturización:Aunque el 17-21 (1.6x0.8mm) es pequeño, la industria avanza hacia encapsulados chip-scale (CSP) aún más pequeños que son casi del tamaño del dado semiconductor desnudo, permitiendo matrices de iluminación de ultra alta densidad.
• Mejor Consistencia de Color:Los avances en el crecimiento epitaxial y los procesos de binning permiten un control más estricto sobre la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa, reduciendo la necesidad de una selección de bins estricta en algunas aplicaciones.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en los materiales de encapsulado, como siliconas y fósforos (para LED blancos) más robustos, y mejores diseños de gestión térmica extienden la vida útil operativa y permiten su uso en entornos de mayor temperatura.

Esta hoja de datos refleja un componente fiable y bien caracterizado que equilibra rendimiento, tamaño y fabricabilidad para una amplia gama de aplicaciones electrónicas convencionales.