Hoja de Datos del LED SMD 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - Blanco Puro - Ángulo de Visión de 120° - 3.2V Máx - 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) 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 LED tradicionales de pines, lo que permite una mayor densidad de componentes en las placas de circuito impreso (PCB), reduce los requisitos de almacenamiento y, en última instancia, contribuye al desarrollo de equipos finales más pequeños y ligeros. Su construcción ligera lo hace especialmente adecuado para dispositivos portátiles y con limitaciones de espacio.

2. Características Clave y Cumplimiento Normativo

Este LED se suministra en cinta de 8 mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con equipos estándar de montaje automático pick-and-place, lo que agiliza la fabricación en grandes volúmenes. Está diseñado para ser utilizado en procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, garantizando flexibilidad en las líneas de producción. El dispositivo está construido con materiales respetuosos con el medio ambiente: no contiene plomo (Pb-free), cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) de la UE y satisface los requisitos de REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas). Además, está clasificado como Sin Halógenos, con un contenido de bromo (Br) y cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su total combinado por debajo de 1500 ppm.

3. Valores Máximos Absolutos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones de temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Superar estos valores puede causar daños permanentes.

• Tensión Inversa (V_R):5 V
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA (a ciclo de trabajo 1/10, 1 kHz)
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano:150 V
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Reflujo: 260°C máx. durante 10 segundos; Soldadura manual: 350°C máx. durante 3 segundos.

4. Características Electro-Ópticas

Todas las características se miden a una temperatura ambiente de 25°C y una corriente de prueba estándar (I_F) de 5 mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_v):Mínimo 45 mcd, Valor típico no especificado, Máximo 112 mcd. La intensidad luminosa está sujeta a una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este amplio ángulo de visión garantiza una buena visibilidad desde varios ángulos, ideal para aplicaciones de indicación y retroiluminación.
• Tensión Directa (V_F):Mínimo 2.7 V, Valor típico no especificado, Máximo 3.2 V. La tolerancia de la tensión directa es de ±0.05V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 50 μA cuando se aplica una tensión inversa (V_R) de 5V.

Nota sobre Tolerancias:La longitud de onda dominante tiene una tolerancia de ±1 nm.

5. Sistema de Clasificación por Rangos (Binning)

Los LED se clasifican en rangos de rendimiento (bins) para garantizar la consistencia en los lotes. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo y eléctricos.

5.1 Rango de Clasificación de Intensidad Luminosa

Clasificado a I_F= 5mA. Tolerancia: ±11%.

• P1:45 mcd (Mín) a 57 mcd (Máx)
• P2:57 mcd a 72 mcd
• Q1:72 mcd a 90 mcd
• Q2:90 mcd a 112 mcd

5.2 Rango de Clasificación de Tensión Directa

Clasificado a I_F= 5mA. Tolerancia: ±0.1V.

• 29:2.7 V a 2.8 V
• 30:2.8 V a 2.9 V
• 31:2.9 V a 3.0 V
• 32:3.0 V a 3.1 V
• 33:3.1 V a 3.2 V

5.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

El punto de color blanco se define mediante coordenadas de cromaticidad (CIE_x, CIE_y) en el diagrama CIE 1931, con una tolerancia de ±0.01. El producto se gradúa en grupos (A) y rangos (1-6), cada uno definiendo un área cuadrilátera en la carta de cromaticidad para garantizar la consistencia del color. La hoja de datos proporciona los rangos específicos de coordenadas para los rangos 1 a 6, definiendo la variación permitida en el punto blanco.

6. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características cruciales para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

• Curva de Reducción de Corriente Directa:Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. La corriente debe reducirse a medida que aumenta la temperatura para evitar el sobrecalentamiento.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra cómo disminuye la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esto es crítico para aplicaciones que operan en un amplio rango de temperaturas.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra la relación no lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Esencial para diseñar el circuito limitador de corriente. La curva muestra la caída de tensión típica a través del LED a varias corrientes.
• Distribución Espectral:Representa la distribución espectral de potencia de la luz blanca emitida, mostrando la intensidad relativa a través de las longitudes de onda.
• Diagrama de Radiación:Un gráfico polar que representa visualmente el ángulo de visión de 120 grados y la distribución espacial de la intensidad luminosa.

7. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado SMD estándar. El dibujo del encapsulado muestra las dimensiones clave, incluidos largo, ancho, alto y espaciado de las almohadillas. Todas las tolerancias son de ±0.1 mm salvo que se indique lo contrario. Se proporciona un diseño sugerido de almohadillas para el diseño del PCB como referencia, pero se recomienda a los diseñadores modificarlo según su proceso de fabricación específico y requisitos térmicos. El dibujo también indica claramente los terminales de cátodo (negativo) y ánodo (positivo) para la orientación correcta durante el montaje.

8. Directrices de Soldadura y Montaje

8.1 Proceso de Soldadura

El dispositivo es compatible con la soldadura por reflujo sin plomo. Se proporciona un perfil de temperatura recomendado: precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. La tasa máxima de calentamiento debe ser de 6°C/seg y la de enfriamiento de 3°C/seg. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. No se debe aplicar tensión al cuerpo del LED durante el calentamiento, y el PCB no debe deformarse después de la soldadura.

8.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. Antes de abrir, deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir, la "vida útil en planta" (tiempo que los componentes pueden estar expuestos a las condiciones ambientales de la fábrica) es de 1 año a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse. Si el indicador del desecante cambia de color o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un tratamiento de secado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomita de maíz" durante el reflujo.

8.3 Protección del Circuito

Crítico:Siempre se debe utilizar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. La tensión directa tiene un rango (2.7-3.2V), y un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede causar un cambio grande, potencialmente destructivo, en la corriente directa si no se limita adecuadamente.

9. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve con las dimensiones especificadas en la hoja de datos. Cada carrete contiene 3000 piezas. También se proporcionan las dimensiones del carrete para equipos de manejo automático. La etiqueta del carrete incluye información clave: Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Empaque (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad y Longitud de Onda (HUE), Rango de Tensión Directa (REF) y Número de Lote (LOT No).

10. Sugerencias de Aplicación

10.1 Aplicaciones Típicas

• Retroiluminación:Ideal para indicadores de tablero, retroiluminación de interruptores y para proporcionar retroiluminación plana para paneles LCD y símbolos.
• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Uso General como Indicador:Cualquier aplicación que requiera una pequeña luz indicadora blanca, brillante y de gran ángulo.

10.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente:Utilice siempre una fuente de corriente constante o una fuente de tensión con una resistencia en serie. Calcule el valor de la resistencia en función de la tensión de alimentación (V_supply), la tensión directa máxima del LED (V_Fmax) y la corriente directa deseada (I_F): R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. Utilice el peor caso de V_Fpara garantizar que la corriente nunca exceda la clasificación máxima.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre adecuada en el PCB o vías térmicas bajo las almohadillas del LED si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima, ya que el calor reduce la salida de luz y la vida útil.
• Protección contra ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (150V HBM). Implemente precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje.

11. Comparativa Técnica y Ventajas

En comparación con los LED antiguos de orificio pasante, el LED SMD 16-213 ofrece ventajas significativas: una huella mucho más pequeña que permite la miniaturización, idoneidad para el montaje automático que reduce los costos laborales y un ángulo de visión más amplio (120°) para una mejor visibilidad. Su cumplimiento Sin Halógenos y RoHS lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales. El detallado sistema de clasificación proporciona a los diseñadores un rendimiento predecible, permitiendo un brillo y color consistentes en productos fabricados en masa.

12. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el propósito de los códigos de clasificación (P1, Q2, 29, 31, etc.)?

R: Los códigos de clasificación garantizan la consistencia eléctrica y óptica. Los rangos de Intensidad Luminosa (P1, Q1, etc.) garantizan un brillo mínimo. Los rangos de Tensión Directa (29, 31, etc.) aseguran un consumo de energía predecible. Los rangos de Cromaticidad garantizan un color blanco consistente. Los diseñadores pueden especificar rangos para satisfacer las necesidades de su aplicación.

P: ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?

R: Los LED son dispositivos accionados por corriente. Su característica V-I es exponencial. Un pequeño aumento en la tensión más allá de la V_Fnominal provoca un aumento muy grande en la corriente, lo que puede destruir instantáneamente el LED. La resistencia (o el controlador de corriente constante) proporciona una corriente de operación estable y segura.

P: ¿Puedo usar este LED en exteriores?

R: El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, lo que cubre la mayoría de las condiciones exteriores. Sin embargo, el encapsulado no está específicamente clasificado para ser impermeable o resistente a los rayos UV. Para exposición directa al exterior, se requeriría protección ambiental adicional (recubrimiento conformado, lente).

P: ¿Qué significan "Pb-free" y "Sin Halógenos" para mi diseño?

R: "Pb-free" se refiere a la ausencia de plomo en la soldadura y el revestimiento, cumpliendo con las regulaciones ambientales. "Sin Halógenos" significa un contenido reducido de bromo y cloro, lo que minimiza la emisión de humos tóxicos si el dispositivo se expone a calor extremo o fuego, mejorando el perfil de seguridad y medioambiental.

13. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones y los huecos se recombinan dentro de 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 primaria de la luz emitida. Para crear luz blanca, el chip típicamente emite luz azul, que luego excita una capa de fósforo amarillo (contenida dentro del encapsulado de resina difusora amarilla). La combinación de la luz azul del chip y la luz amarilla del 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 120 grados.

14. Tendencias y Contexto de la Industria

El LED 16-213 representa una categoría de producto madura dentro de la tendencia más amplia de miniaturización y eficiencia de la electrónica. El cambio del encapsulado de orificio pasante al SMD ha sido una tendencia dominante durante décadas, impulsada por la necesidad de componentes más pequeños, ligeros y automatizables. Los desarrollos actuales de la industria se centran en una eficiencia aún mayor (más lúmenes por vatio), un índice de reproducción cromática (IRC) mejorado para los LED blancos y una consistencia de color más estricta. También hay un fuerte impulso hacia una mayor fiabilidad y una vida operativa más larga, especialmente para aplicaciones automotrices e industriales. Además, el énfasis en materiales Sin Halógenos y de baja desgasificación se alinea con estándares globales más estrictos de seguridad y medio ambiente para la electrónica de consumo y profesional.