Hoja de Datos Técnica del LED SMD 17-21/GVC-AMPB/3T - 2.0x1.25x0.8mm - Verde (568nm) - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LED SMD 17-21 es un dispositivo compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren iluminación indicadora y retroiluminación confiable. Este componente utiliza tecnología de semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz verde con una longitud de onda pico típica de 568 nm. Su principal ventaja radica en su huella miniaturizada, que permite una mayor densidad de empaquetado en placas de circuito impreso (PCB), reduce el espacio de almacenamiento requerido y contribuye a la miniaturización general del equipo final. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones portátiles y con limitaciones de espacio.

Este LED se suministra en cinta de 8 mm enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de montaje pick-and-place de alta velocidad. Está diseñado para ser utilizado con procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, asegurando una integración perfecta en líneas de fabricación modernas. El producto cumple con regulaciones ambientales y de seguridad clave, siendo libre de plomo (Pb), compatible con RoHS, compatible con REACH de la UE y libre de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm y Br+Cl < 1500 ppm).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones ambientales específicas (Ta=25°C). Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Tensión Inversa (VR):5 V. Este es un parámetro crítico; aplicar una tensión inversa superior a 5 V puede romper la unión PN del LED.
• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Esta es la corriente máxima en DC recomendada para operación continua, para garantizar fiabilidad a largo plazo y prevenir la fuga térmica.
• Corriente Directa Pico (IFP):60 mA. Este límite aplica bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Permite períodos breves de mayor brillo, pero no debe usarse para operación en DC.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Representa la máxima potencia que el encapsulado puede disipar como calor. Exceder este límite eleva la temperatura de unión, degradando el rendimiento y la vida útil.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):2000 V. Este valor indica un nivel moderado de protección contra ESD. Aún son necesarias las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El LED está clasificado para funcionar en este amplio rango de temperatura industrial.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura pico de 260°C durante hasta 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del cautín no debe exceder 350°C por un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una corriente de prueba estándar de IF=20 mA y Ta=25°C. Definen el rendimiento central de salida de luz y eléctrico.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 18.00 mcd hasta un máximo de 72.00 mcd. El valor típico depende del código de bin específico (M, N, P). Es una medida del brillo percibido.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 140 grados. Este amplio ángulo de visión hace al LED adecuado para aplicaciones donde la luz necesita ser visible desde un amplio rango de posiciones.
• Longitud de Onda Pico (λp):Típicamente 568 nm. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 563.50 nm a 571.50 nm, clasificada en códigos específicos (C13 a C16). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano y es crucial para la consistencia del color.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 20 nm. Define la dispersión del espectro emitido alrededor de la longitud de onda pico.
• Tensión Directa (VF):Varía de 1.75 V a 2.35 V a 20 mA, clasificada en códigos (0, 1, 2). Este parámetro es vital para diseñar la resistencia limitadora de corriente en el circuito de excitación.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA cuando se aplica una tensión inversa de 5 V. La hoja de datos nota explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa.

Notas Importantes:La hoja de datos especifica tolerancias para parámetros clave: Intensidad Luminosa (±11%), Longitud de Onda Dominante (±1 nm), y Tensión Directa (±0.1 V). Estas tolerancias aplican dentro de cada bin y son críticas para los cálculos de margen de diseño.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en bins según su rendimiento medido. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de aplicación para brillo, color y tensión.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los bins se definen por valores mínimo y máximo de intensidad luminosa a IF=20 mA.

• Bin M:18.00 mcd (Mín) a 28.50 mcd (Máx)
• Bin N:28.50 mcd (Mín) a 45.00 mcd (Máx)
• Bin P:45.00 mcd (Mín) a 72.00 mcd (Máx)

Seleccionar un bin más alto (ej., P) garantiza un brillo mínimo mayor, pero puede tener un costo premium.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Esta clasificación asegura consistencia de color. La longitud de onda dominante se clasifica en pasos de 2 nm.

• Bin C13:563.50 nm a 565.50 nm
• Bin C14:565.50 nm a 567.50 nm
• Bin C15:567.50 nm a 569.50 nm
• Bin C16:569.50 nm a 571.50 nm

Para aplicaciones donde un tono específico de verde es crítico, especificar un bin de longitud de onda estrecho es esencial.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La clasificación por tensión ayuda a diseñar circuitos excitadores más predecibles y eficientes, especialmente cuando múltiples LEDs se conectan en serie.

• Bin 0:1.75 V a 1.95 V
• Bin 1:1.95 V a 2.15 V
• Bin 2:2.15 V a 2.35 V

Usar LEDs del mismo bin de tensión minimiza el desequilibrio de corriente en configuraciones en paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características electro-ópticas típicas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar para tales LEDs típicamente incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de forma sub-lineal a corrientes altas debido a efectos de calentamiento.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Demuestra la relación exponencial, crucial para la gestión térmica y el diseño del excitador.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión. Los LEDs AlGaInP generalmente experimentan una caída significativa en la salida con el aumento de temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~568 nm y el ancho de banda de ~20 nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que ilustra la distribución angular de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión de 140 grados.

Estas curvas son esenciales para predecir el rendimiento en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas).

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED SMD 17-21 tiene un paquete rectangular compacto. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1 mm a menos que se especifique) incluyen:

• Longitud Total: 2.0 mm
• Ancho Total: 1.25 mm
• Altura Total: 0.8 mm
• Las dimensiones y espaciado de los terminales se especifican para el diseño del patrón de pads en el PCB.

Una marca de cátodo está claramente indicada en el paquete para la correcta orientación de polaridad durante el montaje. El patrón de soldadura recomendado (diseño de pads) en el PCB debe seguir estas dimensiones para asegurar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Carrete, Cinta y Embalaje

El dispositivo se suministra en un embalaje sensible a la humedad (MSD), Nivel 3 según estándares IPC/JEDEC.

• Cinta Portadora:Ancho de 8 mm, con cavidades que sostienen los LEDs. Se proporcionan dimensiones para la cinta, la cavidad y la cinta de cubierta para asegurar compatibilidad con los alimentadores.
• Carrete:Carrete de 7 pulgadas de diámetro. Las dimensiones del carrete (diámetro del núcleo, diámetro de la brida, ancho) se especifican para equipos de manejo automatizado.
• Cantidad por Embalaje:3000 piezas por carrete.
• Bolsa Barrera de Humedad:El carrete se sella dentro de una bolsa impermeable laminada con aluminio junto con una tarjeta indicadora de humedad y desecante para proteger los LEDs de la humedad ambiental durante el almacenamiento y transporte.

Explicación de la Etiqueta:La etiqueta del carrete contiene información crítica para trazabilidad y aplicación correcta: Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Parte del Fabricante (P/N), Cantidad (QTY), y los Códigos de Clasificación específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante/Tono (HUE), y Tensión Directa (REF), junto con el Número de Lote (LOT No).

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para la fiabilidad.

6.1 Almacenamiento y Manipulación

• No abra la bolsa barrera de humedad hasta que esté listo para su uso.
• Después de abrir, los LEDs no utilizados deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa (HR).
• La "vida útil en planta" después de abrir la bolsa es de 168 horas (7 días). Si se excede, o si el indicador de desecante muestra activación, los LEDs deben secarse en horno a 60°C ±5°C durante 24 horas antes de su uso para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente a 150-200°C durante 60-120 segundos.
• Remojo/Precalentamiento:Mantener entre 150-200°C.
• Tiempo Líquido:El tiempo por encima de 217°C debe ser de 60-150 segundos.
• Temperatura Pico:Máximo de 260°C.
• Tiempo en el Pico:No debe exceder 10 segundos a 260°C.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.
• Regla Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo LED.

6.3 Soldadura Manual y Rework

• Use un cautín con temperatura de punta <350°C y potencia <25 W.
• Limite el tiempo de soldadura por terminal a ≤3 segundos.
• Permita un intervalo de enfriamiento de ≥2 segundos entre terminales soldados.
• Evite estrés mecánico en el cuerpo del LED durante el calentamiento.
• Se desaconseja fuertemente la reparación después de soldar. Si es inevitable, debe usarse un cautín especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, y se debe verificar el efecto en las características del LED.
• No deforme el PCB después de soldar.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminar símbolos, interruptores y áreas pequeñas en tableros de instrumentos, paneles de control y electrónica de consumo.
• Indicadores de Estado:Perfecto para indicadores de potencia, conectividad y estado de función en equipos de telecomunicaciones (teléfonos, faxes), periféricos de computadora y controles industriales.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una fuente de luz verde pequeña, brillante y confiable.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Una resistencia limitadora de corriente externa esobligatoria. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye a medida que aumenta la temperatura. Sin una resistencia, un pequeño aumento en la tensión puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente (fuga térmica). El valor de la resistencia se calcula usando R = (Vfuente - VF) / IF.
• Gestión Térmica:Aunque el paquete es pequeño, debe considerarse la disipación de potencia (hasta 60 mW), especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. Un área adecuada de cobre en el PCB alrededor de los pads puede actuar como disipador de calor.
• Protección ESD:Implemente controles ESD estándar en el área de montaje. Aunque está clasificado para 2000 V HBM, pueden ser necesarios diodos de protección adicionales en el PCB en entornos de alto riesgo.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 140 grados proporciona buena visibilidad fuera del eje. Para luz enfocada, pueden requerirse lentes externos o guías de luz.

8. Restricciones de Aplicación y Nota de Fiabilidad

La hoja de datos incluye una advertencia crítica. Este LED de grado comercial estándarno está calificado ni recomendado para su uso en aplicaciones de alta fiabilidad o críticas para la seguridadsin consulta previa y calificación específica. Esto incluye explícitamente:

• Sistemas Militares y Aeroespaciales
• Sistemas de Seguridad y Seguridad Automotriz (ej., indicadores de airbag, luces de freno)
• Equipos de Soporte Vital o Diagnóstico Médico

La especificación garantiza el rendimiento solo dentro de los límites establecidos y como componente individual. El diseñador es responsable de asegurar que el producto no se use más allá de estas especificaciones y que sea adecuado para la vida útil y condiciones ambientales de la aplicación prevista.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El paquete 17-21 ofrece un equilibrio entre tamaño y rendimiento. En comparación con LEDs con pines más grandes (ej., 3 mm o 5 mm), proporciona un ahorro de espacio significativo y mejor idoneidad para montaje automatizado. En comparación con paquetes aún más pequeños a escala de chip (CSP), el 17-21 ofrece un manejo más fácil, procesos de soldadura estándar y típicamente mejor disipación de calor debido a su paquete moldeado con terminales metálicos. El uso de tecnología AlGaInP para el verde ofrece mayor eficiencia y mejor saturación de color en comparación con tecnologías más antiguas como GaP, especialmente en el espectro verde.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para una fuente de 5 V?

R: Usando la VF máxima (2.35 V) para un margen de seguridad a IF=20 mA: R = (5 V - 2.35 V) / 0.020 A = 132.5 Ohmios. Una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios sería apropiada. Siempre verifique la corriente con la VF real de su bin de LED.

P: ¿Puedo excitar este LED a 30 mA para más brillo?

R: No. El Límite Absoluto Máximo para corriente directa continua (IF) es 25 mA. Operar a 30 mA excede este límite, lo que reducirá la fiabilidad y vida útil, y puede causar fallo inmediato.

P: Mi bolsa se abrió hace 10 días. ¿Aún puedo usar los LEDs?

R: Primero, verifique la tarjeta indicadora de humedad. Si indica exposición (ej., cambio de color), debe secar los LEDs en horno a 60°C durante 24 horas antes de usarlos para expulsar la humedad y prevenir daños en las uniones de soldadura durante el reflujo.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de bin en la etiqueta?

R: La etiqueta muestra CAT (bin de Intensidad Luminosa, ej., N), HUE (bin de Longitud de Onda, ej., C14), y REF (bin de Tensión, ej., 1). Esto le indica el rango de rendimiento específico de los LEDs en ese carrete.

P: ¿Por qué la tensión inversa máxima es solo de 5 V?

R: Los LEDs no están diseñados para operar en polarización inversa. La clasificación de 5 V es una tensión de soporte para protección contra conexión inversa accidental durante pruebas o montaje. Para protección del circuito contra tensiones inversas transitorias, se recomienda un diodo externo en paralelo (cátodo a ánodo).