LED SMD de Lente Difusa Bicolor (Rojo/Verde) - Dimensiones del Paquete - Voltaje Directo 1.8-2.4V - Disipación de Potencia 72mW - Hoja de Datos en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) que presenta una configuración bicolor (Rojo y Verde) en un solo encapsulado. El dispositivo utiliza una lente difusa, que ayuda a lograr una distribución de luz más amplia y uniforme, haciéndolo adecuado para aplicaciones que requieren funciones indicadoras o retroiluminación con diferenciación de color. El LED está construido utilizando tecnología AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para ambos chips de color, conocida por su eficiencia y brillo. Está diseñado para ser compatible con equipos automáticos de pick-and-place y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, alineándose con los flujos de trabajo modernos de fabricación electrónica.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Para los chips rojo y verde, la corriente directa continua en DC está clasificada en 30 mA. La corriente directa pico, aplicable en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms), es de 80 mA. El voltaje inverso máximo permisible es de 5 V. La disipación de potencia total para cada chip es de 72 mW. El dispositivo está clasificado para operar dentro de un rango de temperatura de -40°C a +85°C y puede almacenarse en entornos que van desde -40°C hasta +100°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20 mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Para el chip rojo, la intensidad luminosa mínima es de 112.0 mcd, con un máximo de 280.0 mcd. El chip verde tiene un mínimo de 71.0 mcd y un máximo de 224.0 mcd. No se especifica un valor típico, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante clasificación en bins.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El ángulo de visión total típico es de 120 grados, lo que significa que el ángulo fuera del eje donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje es de 60 grados. Este ángulo amplio es característico de una lente difusa.
• Longitud de Onda:El chip rojo tiene una longitud de onda de emisión pico típica (λP) de 639 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 631 nm. El chip verde tiene una λP típica de 574 nm y una λd de 571 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 20 nm para el rojo y 15 nm para el verde.
• Voltaje Directo (VF):El voltaje directo para ambos colores varía desde un mínimo de 1.8 V hasta un máximo de 2.4 V a 20 mA, con una tolerancia indicada de ±0.1 V.
• Corriente Inversa (IR):La corriente inversa máxima es de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en las aplicaciones, los LEDs se clasifican en bins según su intensidad luminosa. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo.

3.1 Clasificación del Color Rojo

La intensidad luminosa para el chip rojo se categoriza en cuatro bins: R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd) y S2 (224.0-280.0 mcd).

3.2 Clasificación del Color Verde

El chip verde utiliza cinco bins: Q1 (71.0-90.0 mcd), Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd) y S1 (180.0-224.0 mcd). Se aplica una tolerancia de ±11% a cada bin de intensidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, dichas curvas suelen ilustrar la relación entre la corriente directa y el voltaje directo (curva IV), la variación de la intensidad luminosa con la corriente directa, la dependencia de la temperatura del voltaje directo y la intensidad luminosa, y la distribución espectral de potencia. Analizar estas curvas es crucial para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar, como diferentes corrientes de accionamiento o temperaturas ambientales.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Dispositivo y Asignación de Pines

El LED se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. Se hace referencia al dibujo dimensional específico. La asignación de pines para el LED bicolor es la siguiente: Los pines 1 y 2 están asignados al chip rojo, y los pines 3 y 4 están asignados al chip verde. Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatibles con montaje automatizado. Cada carrete contiene 2000 piezas. El empaquetado sigue las especificaciones EIA-481-1-B. Las notas especifican que los bolsillos vacíos están sellados, la cantidad mínima de pedido para restos es de 500 piezas, y se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos por carrete.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Para procesos de soldadura sin plomo, se recomienda un perfil de reflujo infrarrojo conforme a J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen una temperatura de precalentamiento de 150-200°C, un tiempo de precalentamiento de hasta 120 segundos máximo, una temperatura máxima que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima del líquido (o en el pico) de 10 segundos máximo. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si se utiliza un soldador de hierro, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de soldadura por terminal debe limitarse a un máximo de 3 segundos. La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

Para bolsas antihumedad sin abrir con desecante, los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abiertas, el entorno de almacenamiento debe ser ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes retirados de su empaque original deben someterse a reflujo IR dentro de las 168 horas. Para almacenamiento más allá de este período, se recomienda el horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes del montaje.

6.4 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse disolventes especificados como alcohol etílico o alcohol isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Deben evitarse productos químicos no especificados, ya que pueden dañar el encapsulado.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED bicolor es muy adecuado para indicadores de estado, indicadores de energía/carga, retroiluminación para iconos o símbolos que requieren dos estados de color (por ejemplo, encendido/apagado, activo/en espera, listo/espere), y pantallas de electrónica de consumo. La lente difusa lo hace ideal para aplicaciones donde se desea un ángulo de visión amplio y una luz suave y no deslumbrante.

7.2 Consideraciones de Diseño

Método de Accionamiento:Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED o cada canal de color. El valor de la resistencia se calcula en función del voltaje de alimentación (Vcc), la corriente directa deseada (IF, típicamente 20 mA) y el voltaje directo (VF) del LED: R = (Vcc - VF) / IF.

Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es relativamente baja, asegurar un diseño de PCB adecuado para la disipación de calor es una buena práctica, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se opera cerca de los valores máximos absolutos.

Polaridad y Colocación:La orientación correcta según el diagrama de asignación de pines es crítica. Se debe seguir el diseño recomendado de las almohadillas de fijación en el PCB para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave de este componente incluyen su capacidad bicolor en un solo paquete SMD, ahorrando espacio en la placa en comparación con el uso de dos LEDs discretos. El uso de tecnología AlInGaP generalmente ofrece una mayor eficiencia y una mejor estabilidad del rendimiento con la temperatura en comparación con algunos otros sistemas de materiales para colores rojo y ámbar. El ángulo de visión de 120 grados proporcionado por la lente difusa ofrece una visibilidad más amplia. El cumplimiento de RoHS y la compatibilidad con procesos de reflujo sin plomo lo hacen adecuado para la fabricación moderna y respetuosa con el medio ambiente.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo accionar los chips rojo y verde simultáneamente para crear un color amarillo/naranja?

R: Aunque es posible eléctricamente, mezclar colores accionando ambos chips requiere un control cuidadoso de la corriente para lograr una cromaticidad específica. La hoja de datos no proporciona especificaciones de color mezclado, por lo que los resultados pueden variar. Para mezcla de colores dedicada, se recomienda un LED RGB dedicado con coordenadas de color caracterizadas.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única del espectro que coincide con el color percibido del LED. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones de visualización.

P: ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

R: Elija un bin basándose en el brillo mínimo requerido para su diseño en las peores condiciones (por ejemplo, voltaje directo máximo, alta temperatura). Usar un bin con una intensidad mínima más alta proporciona un margen de diseño. La consistencia entre múltiples unidades en un producto se logra especificando un solo código de bin.

10. Caso Práctico de Aplicación

Escenario: Indicador de Doble Estado para un Dispositivo Portátil

En un monitor médico portátil, este LED puede usarse para indicar el estado de la batería. Cuando la batería se está cargando, el LED verde se ilumina. Cuando la batería está baja, el LED rojo se ilumina. Un pin GPIO de un microcontrolador puede controlar cada color a través de un circuito simple de interruptor de transistor con una resistencia en serie. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado sea visible desde varios ángulos. El diseño debe tener en cuenta la diferencia de voltaje directo y asegurar que la resistencia limitadora de corriente se calcule por separado para cada color si se accionan desde la misma fuente de voltaje, aunque en este caso sus rangos de VF son similares.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en un LED AlInGaP se basa en la electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida de los materiales semiconductores en la región activa. Una lente difusa, típicamente hecha de epoxi o silicona con partículas de dispersión, se moldea sobre el chip. Esta lente dispersa la luz, ampliando el patrón de emisión de un haz estrecho a una distribución amplia, similar a Lambertiana, aumentando así el ángulo de visión efectivo.

12. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en los LEDs indicadores SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), permitiendo el mismo brillo a corrientes más bajas, lo que reduce el consumo de energía y la generación de calor. También existe un impulso hacia la miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico. La mejora de la fiabilidad en condiciones ambientales adversas (temperatura, humedad) es un enfoque constante. Además, la integración de múltiples colores e incluso circuitos integrados de control incorporados (como LEDs RGB direccionables) dentro de las huellas de paquete estándar se está volviendo más común, ofreciendo una mayor funcionalidad por unidad de área en el PCB.