Hoja de Datos del LED SMD 23-23B - Multicolor (Rojo/Verde/Azul) - 3.2x2.8x1.9mm - 3.3V - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 23-23B es un LED de montaje superficial (SMD) compacto, diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad. Es significativamente más pequeño que los LED tradicionales de tipo con patillas, lo que permite reducir el tamaño de la placa, aumentar la densidad de empaquetado y, en última instancia, obtener equipos finales más pequeños. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones miniaturizadas y con espacio limitado.

La serie está disponible en múltiples colores gracias a diferentes materiales de chip: Rojo Brillante (código R6, chip de AlGaInP), Verde Brillante (código GH, chip de InGaN) y Azul (código BH, chip de InGaN). Todas las variantes cuentan con un encapsulado de resina transparente como el agua. El producto cumple con los principales estándares de la industria, incluidos RoHS, REACH de la UE, y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Se suministra en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con equipos automáticos de colocación estándar.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Todas las especificaciones se indican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Voltaje Inverso (VR):5 V (todos los códigos).
• Corriente Directa (IF):25 mA para R6 (Rojo), 20 mA para GH (Verde) y BH (Azul).
• Corriente Directa Pico (IFP):Ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz. 60 mA para R6, 75 mA para GH y BH.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW para R6, 95 mW para GH y BH.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000 V para R6, 150 V para GH y BH. Esto indica que el LED Rojo tiene una robustez ESD inherente mayor.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Soldadura por reflujo: pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Soldadura manual: 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los valores típicos se miden a Ta=25°C con IF=20mA, salvo que se indique lo contrario. Los valores Mín./Máx. definen los límites de la especificación.

• Intensidad Luminosa (Iv):
  • R6 (Rojo): Típico 100 mcd, Mínimo 72 mcd.
  • GH (Verde): Típico 200 mcd, Mínimo 140 mcd.
  • BH (Azul): Típico 65 mcd, Mínimo 45 mcd.
  • Tolerancia:±11%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típico 130 grados (todos los códigos).
• Longitud de Onda Pico (λp):
  • R6: 632 nm.
  • GH: 518 nm.
  • BH: 468 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):
  • R6: 624 nm.
  • GH: 525 nm.
  • BH: 470 nm.
• Ancho de Banda de Espectro de Radiación (Δλ):
  • R6: 20 nm.
  • GH: 35 nm.
  • BH: 25 nm.
• Voltaje Directo (VF) @ IF=20mA:
  • R6: 2.0V Típ. (1.7V Mín., 2.4V Máx.)
  • GH/BH: 3.3V Típ. (2.7V Mín., 3.7V Máx.)
• Corriente Inversa (IR) @ VR=5V:
  • R6: 10 μA Máx.
  • GH/BH: 50 μA Máx.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de etiquetado completo para trazabilidad y clasificación de rendimiento, como se indica en la etiqueta del carrete.

• CAT:Denota el Rango de Intensidad Luminosa.
• HUE:Indica las Coordenadas de Cromaticidad y el Rango de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Especifica el Rango de Voltaje Directo.
• LOT No:Número de Lote único para trazabilidad de fabricación.

Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LED con parámetros eléctricos y ópticos agrupados de forma estrecha para un rendimiento consistente en su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye curvas típicas de características electro-ópticas para cada código de LED (R6, GH, BH). Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto, dichas curvas suelen ilustrar la relación entre:

• Corriente Directa (IF) vs. Voltaje Directo (VF):Muestra la característica IV del diodo, crucial para el diseño del controlador.
• Corriente Directa (IF) vs. Intensidad Luminosa (Iv):Demuestra cómo escala la salida de luz con la corriente, indicando la linealidad y los puntos de saturación.
• Temperatura Ambiente (Ta) vs. Intensidad Luminosa Relativa:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura.
• Distribución Espectral:Representa la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, confirmando las longitudes de onda pico y dominante.

Estas curvas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y para optimizar el diseño del circuito.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella SMD compacta. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm salvo que se especifique) incluyen:

• Tamaño general: Aproximadamente 3.2mm (L) x 2.8mm (W) x 1.9mm (H).
• El tamaño y espaciado de las almohadillas de los terminales están definidos para una soldadura confiable.
• La identificación del cátodo está típicamente marcada en el encapsulado.

5.2 Identificación de Polaridad

El componente presenta una marca de polaridad (probablemente una muesca, un chaflán o un punto) para identificar el terminal del cátodo. La orientación correcta es obligatoria durante el montaje para garantizar el funcionamiento adecuado y evitar daños por polarización inversa.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo (Pb-free):

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por encima del líquido (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura Pico:260°C máximo.
• Tiempo en el Pico:10 segundos máximo.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/seg hasta 255°C.
• Tiempo por encima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/seg.
• Límite:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Utilice un soldador con una temperatura de punta < 350°C.
• Aplique calor a cada terminal durante ≤ 3 segundos.
• Use un soldador con potencia ≤ 25W.
• Permita intervalos de ≥ 2 segundos entre soldar cada terminal.
• Extreme las precauciones, ya que los daños suelen ocurrir durante la soldadura manual.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

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

• Antes de abrir:Almacene a ≤ 30°C y ≤ 90% HR.
• Después de abrir:La "vida útil en suelo" es de 1 año a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en un embalaje a prueba de humedad.
• Secado (Baking):Si el indicador de desecante cambia de color o se excede el tiempo de almacenamiento, seque a 60 ±5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.4 Precauciones

• Protección de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. El LED es un dispositivo controlado por corriente; un pequeño cambio de voltaje puede causar una gran sobrecorriente que lleve a su quemado.
• Evitar Esfuerzos Mecánicos:No aplique esfuerzos mecánicos al LED durante el calentamiento (soldadura) ni doblando la PCB posteriormente.
• Reparación:No se recomienda después de soldar. Si es inevitable, utilice un soldador de doble punta especializado para calentar simultáneamente ambos terminales y levantar el componente sin forzar un solo lado. Verifique las características después de la reparación.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación del Embalaje

• Cinta Portadora:Ancho de 8mm.
• Carrete:Diámetro de 7 pulgadas (178mm).
• Cantidad por Carrete:2000 piezas.
• Bolsas Barrera de Humedad:Bolsa de lámina de aluminio que contiene desecante y tarjeta indicadora de humedad.

7.2 Regla de Numeración de Modelos

El número de pieza23-23B/R6GHBHC-A01/2Apuede interpretarse como:

• 23-23B:Tipo y tamaño base del encapsulado.
• /R6GHBHC:Indica la configuración específica de chip/color (probablemente una combinación o selección de R6, GH, BH).
• -A01/2A:Código interno para clasificación (binning), versión u otros atributos.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación de Fondo (Backlighting):Para cuadros de instrumentos, interruptores y símbolos en electrónica de consumo y automoción.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación de fondo de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Iluminación de Fondo Plana para LCD:Para pantallas pequeñas.
• Uso General como Indicador:Luces de estado, indicadores de encendido, etc., en diversos dispositivos electrónicos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito Controlador:Utilice siempre una fuente de corriente constante o una fuente de voltaje con una resistencia en serie. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente - VF_LED) / IF, considerando el VF Máx. para asegurar que la corriente nunca exceda la Especificación Absoluta Máxima.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre en la PCB o vías térmicas adecuadas si opera a altas temperaturas ambiente o ciclos de trabajo altos para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Protección ESD:Implemente medidas de protección ESD en las líneas de la PCB conectadas a los terminales del LED, especialmente para las variantes más sensibles Verde y Azul (GH/BH).

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 23-23B ofrece ventajas distintivas:

• vs. LED con Patillas más Grandes:Huella y peso drásticamente reducidos, permitiendo la miniaturización y el montaje automatizado.
• vs. Otros LED SMD:La combinación específica de un ángulo de visión de 130 grados, encapsulado transparente y las opciones multicolor proporcionadas (Rojo, Verde, Azul) en un solo contorno de encapsulado se adapta a aplicaciones que requieren diferenciación de color o mezcla RGB.
• Cumplimiento Normativo:Su cumplimiento con RoHS, REACH y libre de halógenos es una ventaja crítica para productos dirigidos a mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V para el LED Verde (GH)?

Usando el VF típico de 3.3V y IF de 20mA: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohmios. Para garantizar una operación segura en las peores condiciones (VF Mín. = 2.7V), recalcule para limitar la corriente máxima: R_mín = (5V - 2.7V) / 0.02A = 115 Ohmios. Usar una resistencia estándar de 120 Ohmios sería una elección segura, resultando en una corriente típica de ~14mA ((5-3.3)/120).

10.2 ¿Puedo controlar este LED con una señal PWM para atenuarlo?

Sí, la atenuación PWM es un método efectivo. Asegúrese de que la corriente pico en el pulso no exceda la especificación de Corriente Directa Pico (IFP) (75mA para GH/BH, 60mA para R6). La frecuencia debe ser lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible (típicamente >100Hz).

10.3 ¿Por qué la clasificación ESD es diferente para el LED Rojo en comparación con el Verde/Azul?

El LED Rojo utiliza un material semiconductor de AlGaInP, que generalmente tiene una estructura cristalina más robusta contra la descarga electrostática en comparación con el material InGaN utilizado para los LED Verdes y Azules. Esta es una característica común en la industria, que requiere precauciones de manejo ESD más estrictas para las variantes verde y azul.

10.4 ¿Qué significa "resina transparente como el agua" para la salida de luz?

"Transparente como el agua" significa que el encapsulante epóxico no es difuso y es transparente. Esto resulta en un haz más enfocado e intenso con un ángulo de visión bien definido (130° en este caso), a diferencia de una resina "lechosa" o difusa que dispersa la luz para una apariencia más amplia y suave.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel Indicador de Múltiples Estados

Un diseñador necesita indicadores Rojo (Alimentación/Fallo), Verde (Listo/Encendido) y Azul (Activo/Conectado) en un pequeño panel de control de un dispositivo de consumo. Usar la serie 23-23B en códigos R6, GH y BH asegura:

• Huella Uniforme:Los tres colores comparten el mismo patrón de soldadura en la PCB, simplificando el diseño y el montaje.
• Ángulo de Visión Consistente:Todos los LED tienen el mismo ángulo de visión de 130°, proporcionando una apariencia visual uniforme desde diferentes ángulos.
• Lista de Materiales (BOM) Simplificada:Se puede utilizar un circuito de control similar, ajustando ligeramente solo el valor de la resistencia limitadora según los diferentes voltajes directos (Rojo ~2.0V, Verde/Azul ~3.3V).
• Cumplimiento Normativo:La única serie de componentes cumple con todas las regulaciones ambientales necesarias para el mercado objetivo.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos electrónicos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz emitida está determinado por la banda prohibida (gap) del material semiconductor utilizado:

• AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio):Utilizado para el LED R6 (Rojo), este sistema de material produce luz en el espectro del rojo al amarillo-naranja. La composición específica se ajusta para una longitud de onda dominante de 624nm (rojo).
• InGaN (Nitruro de Galio e Indio):Utilizado para los LED GH (Verde) y BH (Azul). Variando la proporción de indio/galio, la banda prohibida puede ajustarse para emitir luz verde (~525nm) o azul (~470nm). La tecnología InGaN es también la base para los LED blancos, que utilizan un chip LED azul combinado con un recubrimiento de fósforo.

El encapsulado SMD protege el frágil chip semiconductor, proporciona los contactos eléctricos (ánodo y cátodo) e incluye una lente (formada por la resina transparente) para controlar el patrón de salida de luz.

13. Tendencias de Desarrollo

La evolución de los LED SMD como el 23-23B está impulsada por varias tendencias clave en la electrónica:

• Mayor Eficiencia (Lúmenes por Vatio):Las continuas mejoras en la ciencia de materiales y el diseño de chips conducen a una mayor intensidad luminosa para la misma corriente de entrada, reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Miniaturización:La búsqueda de dispositivos más pequeños continúa, llevando a tamaños de encapsulado aún más reducidos (por ejemplo, códigos métricos 2016, 1608, 1005) manteniendo o mejorando el rendimiento óptico.
• Mejor Consistencia de Color y Clasificación (Binning):Los procesos de fabricación se están volviendo más precisos, produciendo rangos de clasificación más estrechos para intensidad luminosa, longitud de onda y voltaje directo. Esto reduce la necesidad de calibración del circuito en aplicaciones críticas en cuanto al color.
• Mayor Fiabilidad y Vida Útil:Los avances en materiales de encapsulado (epoxi, silicona) y técnicas de unión del chip mejoran la resistencia al ciclado térmico, la humedad y otros esfuerzos ambientales, extendiendo la vida operativa.
• Integración:Las tendencias incluyen integrar múltiples chips LED (por ejemplo, RGB) en un solo encapsulado con CI de control incorporados, creando módulos LED inteligentes que simplifican el diseño del sistema.

El 23-23B representa un componente maduro y confiable en esta progresión tecnológica continua, equilibrando rendimiento, tamaño y costo para una amplia gama de aplicaciones de indicación e iluminación de fondo.