Hoja de Datos del LED SMD 19-213/GHC-XS1T1N/3T - Verde Brillante - Ángulo de Visión de 120° - Resina Transparente - 2.7-3.7V - 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-213/GHC-XS1T1N/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Representa un avance significativo respecto a los LED tradicionales con patillas, ofreciendo beneficios sustanciales en cuanto a aprovechamiento del espacio en la placa, eficiencia de montaje y miniaturización del producto final.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

La ventaja principal de este LED radica en su huella miniaturizada, que permite directamente diseños de placas de circuito impreso (PCB) más pequeños, mayor densidad de componentes y menores requisitos de espacio de almacenamiento. Su construcción ligera lo convierte además en una opción ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico. Se posiciona como una solución fiable de indicación e iluminación de fondo de propósito general, apta para fabricación automatizada de alto volumen.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

El dispositivo está dirigido a una amplia gama de industrias que requieren iluminación compacta y eficiente. Las áreas de aplicación clave incluyen:

• Interior Automotriz:Iluminación de fondo para instrumentos del salpicadero, interruptores y paneles de control.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación de fondo de teclados en teléfonos, máquinas de fax y otros dispositivos de comunicación.
• Electrónica de Consumo:Iluminación de fondo plana para pantallas de cristal líquido (LCD), iluminación de interruptores e indicadores simbólicos.
• Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una luz indicadora verde, pequeña y brillante.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las características eléctricas, ópticas y térmicas del LED, tal como se definen en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25mA. La corriente máxima en DC para un funcionamiento fiable a largo plazo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100mA (a ciclo de trabajo 1/10, 1kHz). Adecuada para operación pulsada, pero no para DC.
• Disipación de Potencia (P_d):95mW. La potencia máxima que el paquete puede disipar sin superar sus límites térmicos.
• Descarga Electroestática (ESD):150V (Modelo de Cuerpo Humano). Indica una sensibilidad moderada; son necesarias las precauciones estándar de manejo contra ESD.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +90°C (almacenamiento). Adecuado para aplicaciones industriales y de rango extendido de temperatura.
• Temperatura de Soldadura:Reflujo: 260°C máximo durante 10 segundos. Soldadura manual: 350°C máximo durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas (T_a=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_v):180-360 mcd (a I_F=20mA). Esto define el brillo percibido. El amplio rango indica que se utiliza un sistema de clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este ángulo amplio proporciona un patrón de iluminación amplio y uniforme, adecuado para iluminación de fondo e indicadores vistos desde varios ángulos.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):518 nm (típico). El pico espectral de la luz emitida, en la región del verde brillante.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):515-530 nm. Define el tono de color percibido. Este rango también está sujeto a clasificación.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (V_F):2.70-3.70 V (a I_F=20mA). Importante para el diseño del circuito de conducción y el cálculo del consumo de energía. Este parámetro se clasifica.
• Corriente Inversa (I_R):< 50 µA (a V_R=5V). Una especificación de corriente de fuga baja.

Nota Crítica:La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivono está diseñado para operación inversa. La especificación de voltaje inverso es solo para pruebas de corriente de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican ("binning") en función de parámetros clave. El 19-213 utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clases: S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd). Los diseñadores deben seleccionar la clase apropiada para cumplir con el brillo requerido en su aplicación, considerando una tolerancia de ±11% dentro de cada clase.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clases: W (515-520 nm), X (520-525 nm), Y (525-530 nm). Esto garantiza la consistencia de color entre múltiples LED en un arreglo. La tolerancia dentro de una clase es de ±1 nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Clases: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V), 14 (3.50-3.70V). Seleccionar LED de la misma clase de V_Fayuda a lograr una distribución uniforme de corriente cuando se conectan en paralelo y unos requisitos de alimentación predecibles. La tolerancia dentro de una clase es de ±0.1V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje. Para un LED típico, un pequeño aumento en el voltaje más allá del punto de encendido provoca un gran aumento en la corriente. Esto subraya la necesidad de usar una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante para evitar la fuga térmica.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta curva es crucial para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura (por ejemplo, dentro de salpicaderos automotrices). Los diseñadores deben reducir el brillo esperado en función de la temperatura de operación.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La salida de luz es generalmente proporcional a la corriente directa, pero la relación no es perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas. La eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de los efectos térmicos.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente segura máxima disminuye para evitar superar el límite de temperatura de la unión y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

4.5 Distribución Espectral

La curva muestra un único pico centrado alrededor de 518 nm, confirmando la salida monocromática verde. El ancho de banda de 35 nm indica un color verde relativamente puro.

4.6 Diagrama de Radiación

Ilustra la distribución espacial de la intensidad luminosa, confirmando el ángulo de visión de 120 grados con un patrón de emisión típicamente lambertiano o casi lambertiano.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado. Las características clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, el diseño de las almohadillas de soldadura y el indicador de polaridad (normalmente una muesca o un cátodo marcado). Todas las dimensiones tienen una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. La adherencia precisa al diseño de almohadillas recomendado es esencial para una soldadura fiable y un alineamiento adecuado durante el reflujo.

5.2 Identificación de Polaridad

La conexión correcta de la polaridad es obligatoria. El paquete incluye un marcador visual (por ejemplo, un punto verde, una esquina cortada o una marca de cátodo) para identificar el terminal del cátodo. Conectar el LED en polarización inversa puede dañarlo.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para el rendimiento y la fiabilidad.

6.1 Perfil 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 (TAL):>217°C durante 60-150 segundos.
• Temperatura Máxima:260°C máximo, mantenida durante un máximo de 10 segundos.
• Velocidades de Rampa:Calentamiento: 3°C/seg máximo. Enfriamiento: 6°C/seg máximo.

Importante:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Instrucciones para Soldadura Manual

Si la soldadura manual es inevitable:

• Utilice un soldador con una temperatura de punta < 350°C.
• Limite el tiempo de soldadura a 3 segundos por terminal.Use un soldador con una potencia nominal < 25W.Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.La hoja de datos advierte que los daños a menudo ocurren durante la soldadura manual.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Este componente es sensible a la humedad.

• Antes de Usar:No abra la bolsa con barrera antihumedad hasta que esté listo para su uso.
• Después de Abrir:Utilice dentro de las 168 horas (7 días). Almacene las piezas no utilizadas a ≤30°C y ≤60% HR.
• Re-horneado:Si se excede el tiempo de exposición o el desecante indica humedad, hornee a 60±5°C durante 24 horas.

6.4 Precauciones Críticas

• Protección contra Sobrecorriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esobligatoria. Un pequeño cambio de voltaje puede causar un gran cambio de corriente, lo que lleva a un fallo inmediato.
• Estrés Mecánico:Evite aplicar estrés al cuerpo del LED durante la soldadura o en la aplicación final. No deforme el PCB después del montaje.
• Reparación:No recomendada. Si es absolutamente necesario, utilice un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar estrés térmico. Verifique la funcionalidad del dispositivo después de la reparación.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Empaquetado Estándar

El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatibles con equipos automáticos de pick-and-place estándar. Cada carrete contiene 3000 piezas.

7.2 Empaquetado Resistente a la Humedad

Para una vida útil prolongada, los carretes se empaquetan en bolsas de aluminio antihumedad con desecante y tarjetas indicadoras de humedad.

7.3 Explicación de la Etiqueta

Las etiquetas del carrete contienen información clave:

• CPN: Número de pieza del cliente.
• P/N: Número de pieza del fabricante (ej., 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
• QTY: Cantidad en el carrete.
• CAT: Código de clase de Intensidad Luminosa (ej., S1, T1).
• HUE: Código de clase de Cromaticidad/Longitud de Onda Dominante (ej., W, X, Y).
• REF: Código de clase de Voltaje Directo (ej., 10, 11, 12).
• LOT No.: Número de lote para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Siempre alimente este LED con corriente constante o use una resistencia en serie calculada en base al peor caso de voltaje directo (clase V_Fmáx.) y el voltaje de alimentación para garantizar que la corriente nunca exceda los 25mA DC. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y una V_Fde 3.7V, se requiere una resistencia en serie de al menos (5V - 3.7V) / 0.025A = 52 Ohmios. Use un valor mayor para un margen de seguridad.

8.2 Gestión Térmica

Aunque el paquete es pequeño, una gestión térmica efectiva en el PCB es importante para la longevidad y el mantenimiento del brillo. Utilice un área de cobre adecuada conectada a las almohadillas térmicas (si las hay) o a las trazas de ánodo/cátodo para disipar el calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados y la resina transparente hacen que este LED sea adecuado para indicadores de gran ángulo. Para luz focalizada o patrones de haz específicos, se requerirán ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La resina transparente proporciona la mayor salida de luz, pero puede causar un "punto caliente" visible; las alternativas de resina difusa (no esta pieza) son mejores para una iluminación uniforme.

9. Cumplimiento y Especificaciones Ambientales

Este producto cumple con varios estándares internacionales clave, simplificando su uso en mercados globales:

• Cumple con RoHS:Libre de sustancias peligrosas restringidas como plomo, mercurio y cadmio.
• Cumple con REACH de la UE:Cumple con el Reglamento de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas.
• Sin Halógenos:Cumple límites estrictos: Bromo (Br) < 900 ppm, Cloro (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm. Esto es importante para reducir las emisiones tóxicas en caso de incendio.
• Sin Plomo (Pb-Free):El acabado de soldadura y los materiales están libres de plomo.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con las tecnologías de LED más antiguas de orificio pasante, este LED SMD ofrece:

• Reducción de Tamaño:Drásticamente más pequeño, permitiendo la miniaturización.
• Eficiencia de Fabricación:Compatible con líneas de montaje SMT totalmente automatizadas, reduciendo el coste laboral y aumentando la velocidad y precisión de colocación.
• Rendimiento:Normalmente ofrece un mejor camino térmico hacia el PCB que muchos diseños de orificio pasante, mejorando potencialmente la longevidad a corrientes altas.

En comparación con otros LED SMD verdes, su combinación específica de ángulo de visión de 120°, lente transparente y la estructura de clasificación definida para intensidad, longitud de onda y voltaje son sus factores diferenciadores clave para diseñadores que requieren un rendimiento predecible.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V o 5V?R: No. Debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. El voltaje directo es de ~3V, y un pin GPIO no puede suministrar/absorber 20mA de forma segura mientras también controla la caída de voltaje. Use un transistor o un driver de LED dedicado.

P: ¿Por qué el rango de intensidad luminosa es tan amplio (180-360 mcd)?R: Este es el rango total de producción. Los dispositivos se clasifican en clases específicas (S1, S2, T1). Debe especificar la clase requerida al realizar el pedido para garantizar la consistencia del brillo.

P: La hoja de datos dice "no abra la bolsa antes de usar". ¿Qué pasa si lo hago?R: La humedad puede ser absorbida por el paquete de plástico. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente ("efecto palomita"), causando delaminación interna y grietas, lo que lleva a fallos inmediatos o latentes.

P: ¿Puedo usarlo para aplicaciones exteriores?R: El rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) soporta muchos entornos exteriores. Sin embargo, la exposición prolongada a la luz UV y a la intemperie puede degradar la resina. Para uso exterior severo, se recomiendan LED con encapsulantes formulados específicamente para resistir los UV.

12. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un controlador industrial. Requisito:Múltiples LED verdes para indicar "sistema listo", "comunicación activa", etc. El brillo y color uniformes son críticos para la percepción del usuario.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Clasificación:Para garantizar uniformidad, especifique una sola clase estricta para todos los LED: ej., Clase de Intensidad Luminosa T1 (285-360 mcd), Clase de Longitud de Onda Dominante X (520-525 nm) y Clase de Voltaje Directo 12 (3.10-3.30V). Esto garantiza que todos los LED se comportarán de manera muy similar.
2. Diseño del Circuito:Utilice un circuito integrado driver de LED de corriente constante capaz de manejar múltiples canales. Esto proporciona corriente idéntica a cada LED independientemente de pequeñas variaciones de V_F, asegurando un emparejamiento perfecto de brillo. Alternativamente, si usa una resistencia por LED, calcule el valor de la resistencia en base al V_Fmás alto de la clase (3.30V) para garantizar que ningún LED sea sobreexcitado.
3. Diseño del PCB:Coloque los LED con una orientación consistente. Incluya una generosa área de cobre conectada a las almohadillas del cátodo para ayudar a la disipación de calor, ya que el panel puede estar encendido continuamente.
4. Montaje:Siga el perfil de reflujo especificado con precisión. Mantenga los carretes sellados hasta el momento en que se carguen en el alimentador de la máquina pick-and-place para cumplir con los requisitos del nivel de sensibilidad a la humedad (MSL).

Este enfoque da como resultado un panel de aspecto profesional con luces indicadoras consistentes y fiables.

13. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de encendido del diodo (la V_F), se inyectan electrones y huecos en la región activa de la unión semiconductora. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material InGaN determina la longitud de onda (color) de la luz emitida; en este caso, sintonizada para producir luz verde brillante con un pico a 518 nm. La resina epoxi transparente encapsula y protege el delicado dado semiconductor, proporciona estabilidad mecánica y actúa como una lente primaria, dando forma al patrón inicial de salida de luz.

14. Tendencias y Contexto Tecnológico

El LED 19-213 representa una tecnología de LED SMD madura y ampliamente adoptada. Las tendencias actuales en el desarrollo de LED relevantes para tales componentes incluyen:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño del chip conducen a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), permitiendo indicadores más brillantes o un menor consumo de energía.
• Miniaturización:La búsqueda de dispositivos más pequeños continúa, con huellas de paquete aún más pequeñas (por ejemplo, 0402, 0201 métricos) volviéndose comunes para aplicaciones con espacio limitado, aunque a menudo con una compensación en la salida de luz y el rendimiento térmico.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en los materiales de empaquetado y las tecnologías de unión del dado continúan extendiendo la vida operativa y la resistencia al ciclado térmico y la humedad.
• Soluciones Integradas:Una tendencia más amplia es la integración de la electrónica de control (drivers de corriente, controladores PWM) directamente con el dado LED en módulos más complejos, simplificando el diseño del circuito para el usuario final.

Si bien esta pieza específica puede no incorporar las últimas características de LED ultra-miniaturizados o inteligentes, su rendimiento bien caracterizado, empaquetado robusto y clasificación integral la convierten en una opción confiable y rentable para una amplia gama de aplicaciones estándar de indicación e iluminación de fondo.