LED SMD Verde Difuso 120° Ángulo de Visión - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - 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 utiliza una lente difusa y tecnología de InGaN (Nitruro de Indio y Galio) para producir luz verde. Diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), este componente es ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio en diversos equipos electrónicos. Su función principal es servir como indicador de estado, señal luminosa o para retroiluminación de paneles frontales en dispositivos de consumo, industriales y de comunicaciones.

El LED se suministra en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando los procesos de ensamblaje pick-and-place de alta velocidad. Cumple con los estándares de la industria, incluida la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), y es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo que lo hace adecuado para líneas de fabricación modernas y libres de plomo.

1.1 Características Principales

• Composición conforme a RoHS.
• Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7\" para ensamblaje automatizado.
• Huella de paquete estándar EIA.
• Requisitos de excitación compatibles con nivel lógico (compatible con C.I.).
• Diseñado para compatibilidad con equipos de colocación automática.
• Resiste perfiles de soldadura por reflujo infrarrojo.
• Preacondicionado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC.

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Equipos de telecomunicaciones (ej., teléfonos inalámbricos/celulares).
• Dispositivos de automatización de oficina (ej., computadoras portátiles, sistemas de red).
• Electrodomésticos y letreros interiores.
• Indicadores de estado en equipos industriales.
• Luminarias de señal y símbolo de propósito general.
• Retroiluminación de paneles frontales.

2. Dimensiones del Paquete e Información Mecánica

El LED se ajusta a un contorno de paquete SMD estándar. Las dimensiones críticas incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 3.2mm de largo, 1.6mm de ancho y 1.1mm de alto, con una tolerancia de ±0.2mm salvo que se especifique lo contrario. El componente presenta una lente difusa, que amplía el patrón de emisión de luz, y los terminales ánodo/cátodo están claramente designados para la orientación correcta en el PCB. Se proporciona el diseño recomendado de las almohadillas de conexión en el PCB para garantizar una formación óptima de la junta de soldadura y una gestión térmica adecuada durante los procesos de soldadura por reflujo.

3. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

3.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La operación siempre debe mantenerse dentro de estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):80 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corriente Directa Pico (I_FP):100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente máxima en DC recomendada para una operación continua confiable.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin degradación dentro de estos límites.

3.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C e I_F=20mA, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (I_V):355 - 1120 mcd (milicandelas). La salida de luz se mide utilizando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano. El amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial máximo. La lente difusa crea este patrón de visión amplio y uniforme.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):523 nm (típico). Esta es la longitud de onda en la cual la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520 - 535 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (verde) del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):25 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor de 25nm es característico de los LED verdes basados en InGaN.
• Voltaje Directo (V_F):3.3V (típico), 3.8V (máx.). La caída de voltaje a través del LED cuando se excita a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R=5V. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en la aplicación, los LED se clasifican (binned) en función de parámetros clave. Los diseñadores pueden especificar las clasificaciones para que coincidan con sus requisitos de uniformidad de color y brillo.

4.1 Clasificación de Voltaje Directo (V_f)

Clasificado a I_F=20mA. La tolerancia por clasificación es de ±0.1V.

Ejemplos de clasificaciones: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V).

4.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificado a I_F=20mA. La tolerancia por clasificación es de ±11%.

Ejemplos de clasificaciones: T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd).

4.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (W_d)

Clasificado a I_F=20mA. La tolerancia por clasificación es de ±1nm.

Ejemplos de clasificaciones: AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm).

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Typical characteristic curves provide insight into device behavior under varying conditions. These include the relationship between forward current (I_F) y voltaje directo (V_F), que es exponencial y crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente. La relación entre la intensidad luminosa y la corriente directa es generalmente lineal dentro del rango de operación, pero puede saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos. La dependencia de la intensidad luminosa con la temperatura muestra una disminución en la salida a medida que aumenta la temperatura de unión, un factor crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta densidad. La curva de distribución espectral se centra alrededor de la longitud de onda pico de 523nm con el ancho medio especificado.

6. Guías de Ensamblaje y Manipulación

6.1 Proceso de Soldadura

El dispositivo es compatible con la soldadura por reflujo infrarrojo (IR) para procesos libres de plomo. Un perfil sugerido, conforme a J-STD-020B, incluye una etapa de precalentamiento (150-200°C, máx. 120 seg), una temperatura pico que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima del líquido (TAL) de 10 segundos máximo. La soldadura debe limitarse a un máximo de dos ciclos de reflujo. Para re-trabajo manual, se puede aplicar un cautín a un máximo de 300°C por no más de 3 segundos, una sola vez. Es esencial adherirse a las especificaciones del fabricante de la pasta de soldar.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar, solo deben usarse disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol etílico o isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado de epoxi.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Como dispositivo de Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 (MSL3), tiene una vida útil de 168 horas (1 semana) después de abrir la bolsa hermética a prueba de humedad, en condiciones de ≤30°C/60% HR. Para almacenamiento más allá de este período o fuera del embalaje original, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 48 horas antes del reflujo para prevenir el agrietamiento por "popcorn" durante la soldadura. Para almacenamiento a largo plazo fuera de la bolsa, utilice un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

7. Especificaciones de Empaque y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve de 8mm de ancho. La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. La cinta tiene una cinta de cubierta para sellar los bolsillos de los componentes. El empaque cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en un carrete es de dos.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Los LED son dispositivos excitados por corriente. Para garantizar un brillo constante y una larga vida útil, se debe utilizar una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Usando el V_Ftípico de 3.3V y una I_Fdeseada de 20mA desde una fuente de 5V, R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω. Una resistencia estándar de 82Ω o 100Ω sería apropiada. Al conectar múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar resistencias limitadoras de corriente individuales para cada LED para evitar el acaparamiento de corriente debido a las variaciones naturales en V_F.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (80mW), un diseño térmico efectivo en el PCB sigue siendo importante, especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. El diseño recomendado de las almohadillas en el PCB ayuda en la disipación de calor. Asegurar un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas térmicas y el posible uso de vías térmicas puede ayudar a mantener una temperatura de unión más baja, preservando la salida luminosa y la vida útil del dispositivo.

8.3 Integración Óptica

El ángulo de visión difuso de 120 grados proporciona un patrón de emisión amplio y suave, adecuado para aplicaciones de indicador donde se requiere visibilidad desde múltiples ángulos. Para aplicaciones de guía de luz o retroiluminación, la naturaleza difusa de la lente puede requerir un diseño óptico específico para lograr la uniformidad deseada. El color verde, definido por su clasificación de longitud de onda dominante, es adecuado para indicadores de estado (ej., encendido, modo activo) e iluminación general donde se necesita diferenciación de color.

9. Fiabilidad y Notas de Operación

Este producto está destinado a equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde una falla podría poner en riesgo la seguridad (ej., aviación, soporte vital médico, control de transporte), son necesarias calificaciones específicas y consulta con el fabricante antes de su incorporación al diseño. El dispositivo no está diseñado para operar en condiciones de polarización inversa. Exceder los límites absolutos máximos, especialmente la corriente directa o la disipación de potencia, acelerará la degradación y puede causar una falla catastrófica.

10. Contexto Tecnológico y de Mercado

10.1 Principio Tecnológico Subyacente

Este LED se basa en material semiconductor de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. La proporción específica de indio y galio en la aleación determina la energía del bandgap y, por lo tanto, la longitud de onda de la luz emitida, que en este caso está en el espectro verde (~523nm). La lente difusa está hecha de epoxi o silicona con partículas de dispersión incrustadas para ampliar el ángulo del haz.

10.2 Ventajas Comparativas

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED verdes basados en AlGaInP, el InGaN ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad de rendimiento. El paquete SMD proporciona ventajas significativas sobre los LED de orificio pasante: huella más pequeña, perfil más bajo, idoneidad para el ensamblaje automatizado y mejor compatibilidad con los procesos de soldadura por reflujo de alto volumen, lo que conduce a costos de fabricación generales más bajos.

10.3 Tendencias de la Industria

El mercado de los LED SMD continúa creciendo, impulsado por la miniaturización, las demandas de eficiencia energética y la proliferación de aplicaciones de indicación y retroiluminación en electrónica de consumo y dispositivos IoT. Las tendencias incluyen aumentos adicionales en la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio), tolerancias de clasificación más estrictas para la consistencia de color y brillo en aplicaciones de pantalla, y el desarrollo de tamaños de paquete aún más pequeños. El cambio hacia materiales libres de plomo y halógenos en cumplimiento de las regulaciones ambientales globales también es una práctica estándar.