Hoja de Datos de LED SMD Naranja AlInGaP 0603 - Dimensiones 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 1.8-2.4V - Potencia 72mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un Diodo Emisor de Luz (LED) de Montaje Superficial (SMD) compacto y de alto rendimiento. El dispositivo está diseñado con la huella estándar de la industria del encapsulado 0603, lo que lo hace adecuado para procesos de ensamblaje automatizado y aplicaciones con espacio limitado. El LED emite luz en el espectro naranja utilizando un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), conocido por su eficiencia y pureza de color.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Empaquetado en cinta de 8mm para compatibilidad con carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando las operaciones automatizadas de pick-and-place.
• Contorno del encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Entrada/salida compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (CI).
• Diseñado para compatibilidad con equipos de colocación automática.
• Apto para su uso con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Preacondicionado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC, lo que indica una vida útil en planta de 168 horas a <30°C/60% HR después de abrir la bolsa.

1.2 Aplicaciones

Este LED es versátil y encuentra uso en una amplia gama de equipos electrónicos donde se requiere un indicador compacto y fiable. Las áreas de aplicación típicas incluyen:

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems y teléfonos.
• Automatización de Oficinas:Luces de panel en impresoras, escáneres y dispositivos multifunción.
• Electrodomésticos:Luces de encendido/estado operativo.
• Equipos Industriales:Indicadores de estado y fallos de máquinas.
• Uso General:Indicación de estado y señal.
• Iluminación de Símbolos:Retroiluminación para iconos y símbolos en paneles frontales.
• Retroiluminación de Panel Frontal:Iluminación para botones y pantallas.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa en CC (I_F):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse dentro de este rango sin degradación cuando no está energizado.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

La siguiente tabla enumera los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C y una corriente directa (I_F) de 20mA, salvo que se indique lo contrario. Estos son los valores esperados en condiciones normales de operación.

Definiciones de Parámetros Clave:

• Intensidad Luminosa (I_V):Una medida de la potencia percibida de la luz emitida en una dirección específica, medida en milicandelas (mcd). Se mide con un filtro que imita la respuesta espectral del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El ángulo total (ej. 110°) en el cual la intensidad luminosa es la mitad de su valor a 0° (en el eje). Un ángulo más amplio proporciona un patrón de luz más difuso.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima (ej. 611 nm).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única que define el color percibido de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Es el parámetro clave para la especificación del color.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):El ancho del espectro de emisión a la mitad de su intensidad máxima, indicando la pureza del color (ej. 17 nm). Un valor más pequeño indica una luz más monocromática.
• Voltaje Directo (V_F):La caída de voltaje a través del LED cuando fluye una corriente directa especificada (ej. 1.8V a 2.4V a 20mA).
• Corriente Inversa (I_R):La pequeña corriente de fuga que fluye cuando se aplica un voltaje inverso (ej. 5V). El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LED se clasifican en diferentes grupos de rendimiento o "bins" basados en parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de color, brillo y voltaje.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los LED se categorizan por su voltaje directo a 20mA. Esto es crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente y garantizar un brillo uniforme en matrices de múltiples LED.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Los LED se clasifican en función de su intensidad luminosa mínima. Esta clasificación garantiza un nivel de brillo mínimo predecible para el componente seleccionado.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (λ_d)

Esta es la clasificación principal por color. Los LED se agrupan por su longitud de onda dominante para garantizar un tono naranja consistente dentro de una tolerancia ajustada de ±1 nm por bin.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hacen referencias a gráficos específicos, las curvas de rendimiento típicas para este tipo de LED proporcionan información valiosa para el diseño:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación entre la corriente directa y el voltaje directo. Es no lineal, con un voltaje característico de "rodilla" (alrededor de 1.8-2.4V para este dispositivo) por encima del cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de voltaje. Esto hace necesario el uso de una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Típicamente muestra que la salida de luz aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente hasta cierto punto, después del cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento u otros efectos.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra que la salida de luz generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta es una consideración crítica para aplicaciones en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de potencia óptica relativa versus longitud de onda, que muestra un pico alrededor de 611 nm con un ancho característico (17 nm de ancho medio).

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta al tamaño estándar del encapsulado 0603 (métrico 1608): aproximadamente 1.6mm de longitud, 0.8mm de ancho y 0.6mm de altura. Se proporcionan planos dimensionales detallados con tolerancias (±0.2mm salvo que se indique) para el diseño del patrón de pistas en el PCB.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo. Se proporciona un patrón de pistas recomendado para el PCB (diseño de pads) para soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor, para garantizar la correcta formación de la junta de soldadura, la alineación del componente y el alivio térmico durante la soldadura.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se incluye un perfil de reflujo infrarrojo sugerido, conforme con J-STD-020B para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150-200°C durante un máximo de 120 segundos para calentar gradualmente la placa y activar el fundente.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido (TAL):Típicamente 60-90 segundos, aunque el tiempo específico depende del perfil.
• Tiempo Total de Soldadura:Máximo de 10 segundos a la temperatura de pico, con un máximo de dos ciclos de reflujo permitidos.

Nota:El perfil óptimo depende del diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno. El perfil proporcionado sirve como objetivo genérico basado en estándares JEDEC.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura que no exceda los 300°C. El tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos, y esta operación debe realizarse solo una vez para evitar daños térmicos en el chip LED y el encapsulado.

6.3 Limpieza

Utilice únicamente agentes de limpieza especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable si se requiere limpieza. Evite productos químicos no especificados que puedan dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). El producto tiene un período de uso recomendado de un año a partir de la fecha de código cuando se almacena en su bolsa barrera de humedad original con desecante.
• Paquete Abierto:Para los componentes extraídos de la bolsa sellada, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Se recomienda encarecidamente completar el proceso de reflujo IR dentro de las 168 horas (1 semana) posteriores a la exposición.
• Almacenamiento Extendido (Abierto):Para almacenamiento más allá de 168 horas, coloque los componentes en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados fuera de la bolsa original por más de 168 horas deben ser "horneados" a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita de maíz" durante el reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve con una cinta protectora de cubierta.

• Tamaño del Carrete:Diámetro estándar de 7 pulgadas (178mm).
• Cantidad por Carrete:4000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• Dimensiones de la Cinta:Ancho de cinta con paso de 8mm. Se proporcionan dimensiones detalladas para el bolsillo, la cinta y el carrete, conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Calidad:Los bolsillos vacíos de componentes están sellados. El número máximo de componentes faltantes consecutivos (saltos) en un carrete es de dos.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El método de excitación más común es una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos (o del bin específico) para garantizar que la corriente no exceda la I_Fdeseada (ej. 20mA) en las peores condiciones. Para aplicaciones que requieren un brillo consistente o funcionamiento en un amplio rango de voltaje, se recomienda un driver de corriente constante.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Aunque pequeño, el LED genera calor. Asegure un área de cobre adecuada en el PCB o vías térmicas, especialmente cuando opere cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales, para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Protección contra ESD (Descarga Electroestática):Los LED son sensibles a la ESD. Manipúlelos con las precauciones ESD apropiadas durante el ensamblaje y la integración.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 110 grados proporciona luz difusa. Para luz focalizada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

La Longitud de Onda de Pico (λ_p)es la longitud de onda física donde la potencia óptica emitida es más alta.La Longitud de Onda Dominante (λ_d)es la longitud de onda perceptual que define el color tal como lo ve el ojo humano, calculada a partir del diagrama CIE. Para LED monocromáticos como este naranja, a menudo están cerca, pero λ_des el estándar para la especificación y clasificación del color.

9.2 ¿Puedo excitar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.El voltaje directo de un LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y varía de una unidad a otra. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje, incluso ligeramente por encima de su V_F, hará que fluya una corriente excesiva, lo que provocará un sobrecalentamiento rápido y una falla. Una resistencia en serie o un circuito de corriente constante son obligatorios.

9.3 ¿Por qué hay un límite de tiempo de almacenamiento después de abrir la bolsa?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado ("efecto palomita de maíz"). El límite de 168 horas y el procedimiento de horneado son precauciones contra este modo de fallo.

9.4 ¿Cómo interpreto los códigos de bin al realizar un pedido?

Especifique el número de parte junto con los códigos de bin deseados para V_F, I_V, y λ_d(ej. solicitando bins D3, S1, R) para asegurarse de recibir LED con el rango específico de voltaje directo, brillo mínimo y longitud de onda de color requeridos para su aplicación, garantizando consistencia en toda su producción.

10. Principios Técnicos y Tendencias

10.1 Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una estructura semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde los materiales tipo n y tipo p, respectivamente. Se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, naranja (~611 nm).

10.2 Tendencias de la Industria

El mercado de los LED SMD miniatura continúa evolucionando. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en materiales y crecimiento epitaxial producen una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico de entrada).
• Miniaturización:Los encapsulados más pequeños que el 0603 (ej. 0402, 0201) son cada vez más comunes para dispositivos ultracompactos.
• Fiabilidad Mejorada:Los materiales y procesos de encapsulado mejorados conducen a una mayor vida operativa y un mejor rendimiento en condiciones ambientales adversas.
• Clasificación Más Estrecha:La demanda de color y brillo consistentes en aplicaciones como pantallas y señalización impulsa la necesidad de tolerancias de clasificación más estrechas.
• Integración:Los LED se integran cada vez más con CI de control o se empaquetan en matrices de múltiples chips para soluciones de iluminación inteligente.