Hoja de Datos del LED SMD 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T - Tamaño 3.2x1.6x1.1mm - Voltaje 2.6-3.0V - Color Blanco Puro - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza tecnología InGaN para emitir luz blanca pura. Alojado en un encapsulado compacto 1206 (aproximadamente 3.2mm x 1.6mm x 1.1mm), este componente está diseñado para aplicaciones de PCB de alta densidad donde el espacio y el peso son limitaciones críticas. Su lente de resina difusa amarilla proporciona un ángulo de visión amplio y uniforme. El producto cumple plenamente con las normativas medioambientales modernas, ya que está libre de plomo, cumple con RoHS, cumple con REACH y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm). Se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas, lo que lo hace compatible con líneas de montaje automatizadas pick-and-place y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo o por fase de vapor.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos 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.

• Voltaje Inverso (V_R): 5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F): 10 mA. La corriente máxima en DC para un funcionamiento confiable.
• Corriente Directa Pico (I_FP): 40 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Disipación de Potencia (P_d): 40 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a Ta=25°C.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM): 150 V. Indica una sensibilidad moderada a la electricidad estática; son necesarias precauciones adecuadas de manipulación ESD.
• Temperatura de Operación (T_opr): -40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para el funcionamiento normal del dispositivo.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol): La temperatura máxima de reflujo no debe exceder los 260°C durante 10 segundos. La temperatura de la punta del soldador manual no debe exceder los 350°C durante 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en condiciones estándar de prueba de Ta=25°C e I_F=5mA, a menos que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_v): Varía desde un mínimo de 90.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango, que se subdivide en lotes específicos (Q2, R1, R2).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 130 grados (típico). Este ángulo amplio asegura una buena visibilidad desde varias perspectivas.
• Voltaje Directo (V_F): Varía de 2.60 V a 3.00 V a I_F=5mA. Este parámetro también se clasifica en lotes (códigos 28-31). Un V_Fmás bajo generalmente conduce a una mayor eficiencia.
• Corriente Inversa (I_R): Máximo de 50 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V. Esta prueba es solo para caracterización; el LED no está diseñado para operación inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los dispositivos se categorizan en tres lotes (Q2, R1, R2) según su intensidad luminosa medida a I_F=5mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación, asegurando consistencia visual en paneles con múltiples LED.

• Lote Q2: 90.0 mcd (Mín.) a 112.0 mcd (Máx.)
• Lote R1: 112.0 mcd (Mín.) a 140.0 mcd (Máx.)
• Lote R2: 140.0 mcd (Mín.) a 180.0 mcd (Máx.)

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los LED también se clasifican por su caída de voltaje directo en cuatro grupos (28, 29, 30, 31). Emparejar lotes de V_Fen una cadena en serie ayuda a lograr una distribución de corriente y un brillo uniformes.

• Lote 28: 2.60 V (Mín.) a 2.70 V (Máx.)
• Lote 29: 2.70 V (Mín.) a 2.80 V (Máx.)
• Lote 30: 2.80 V (Mín.) a 2.90 V (Máx.)
• Lote 31: 2.90 V (Mín.) a 3.00 V (Máx.)

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

El color blanco puro se define dentro de regiones específicas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, con una tolerancia de ±0.01. La hoja de datos define cuatro lotes de cromaticidad (C1, C2, C3, C4), cada uno especificando un área cuadrilátera de coordenadas x, y aceptables. Este control estricto garantiza una variación de color mínima entre LED individuales.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

• Corriente Directa vs. Intensidad Luminosa Relativa: Muestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero puede saturarse o degradarse a corrientes muy altas más allá del máximo nominal.
• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V): Demuestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Ilustra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Una gestión térmica efectiva es clave para mantener el brillo.
• Curva de Reducción de Corriente Directa: Especifica la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura ambiente para evitar sobrecalentamiento.
• Diagrama de Radiación: Un gráfico polar que visualiza la distribución espacial de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión de 130 grados.
• Distribución Espectral: Un gráfico que traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda, mostrando la longitud de onda pico y el ancho espectral de la luz blanca emitida.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED sigue una huella estándar SMD 1206. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se indique) incluyen una longitud del cuerpo de 3.2, un ancho de 1.6 y una altura de 1.1. Los terminales de ánodo y cátodo están claramente marcados en el encapsulado. Se proporciona el patrón de pistas recomendado para PCB (diseño de pads) para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

5.2 Identificación de Polaridad

El lado del cátodo del LED suele estar marcado, a menudo con un tinte verde o una muesca en el encapsulado. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para garantizar el funcionamiento adecuado.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo sin plomo: Precalentamiento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, seguido de una rampa de calentamiento. El tiempo por encima del líquido (217°C) debe ser de 60-150 segundos, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. La tasa máxima de calentamiento es de 3°C/seg, y la tasa máxima de enfriamiento es de 6°C/seg. No se debe realizar el reflujo más de dos veces.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Los LED se empaquetan en una bolsa barrera sensible a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Después de abrir, las piezas no utilizadas deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se excede este tiempo o el indicador de desecante cambia de color, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.3 Nota de Diseño de Circuito

Crítico:Siempre se debe usar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente si no está limitada adecuadamente por una resistencia.

7. Información de Embalaje y Pedido

El producto se suministra en embalaje resistente a la humedad. Los componentes se colocan en cinta portadora con relieve con dimensiones especificadas para un ancho estándar de 8mm. La cinta se enrolla en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, con 3000 piezas por carrete. Las etiquetas del carrete y la bolsa contienen información clave: Número de Pieza del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad (QTY), Rango de Intensidad Luminosa (CAT), Rango de Cromaticidad (HUE), Rango de Voltaje Directo (REF) y Número de Lote (LOT No).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación: Ideal para indicadores de tablero, iluminación de interruptores y retroiluminación de símbolos debido a su amplio ángulo de visión y luz uniforme.
• Equipos de Telecomunicaciones: Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en dispositivos como teléfonos y máquinas de fax.
• Retroiluminación Plana para LCD: Puede usarse en matrices para proporcionar retroiluminación lateral para paneles LCD pequeños.
• Indicación de Propósito General: Cualquier aplicación que requiera un indicador de estado blanco, brillante, confiable y compacto.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Conducción de Corriente: Operar siempre a o por debajo de la corriente continua recomendada de 10mA. Usar una resistencia en serie calculada en base al voltaje de alimentación y al voltaje directo del LED (usando el V_Fmáximo del lote para un diseño conservador).
• Gestión Térmica: Aunque el encapsulado es pequeño, asegurar un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas si se opera a altas temperaturas ambientales o ciclos de trabajo altos para gestionar la temperatura de la unión y mantener la salida luminosa y la longevidad.
• Protección ESDImplementar protección ESD básica en las líneas de entrada si el LED está en un área accesible para el usuario, dada su clasificación HBM de 150V.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED tipo lead-frame más grandes, el LED SMD 19-217 ofrece ventajas significativas: una huella mucho más pequeña que permite una mayor densidad de empaquetado y miniaturización, peso reducido y compatibilidad con procesos de montaje totalmente automatizados que reducen el costo de fabricación. Su combinación específica de color blanco puro (vía InGaN), estructura de clasificación bien definida y cumplimiento con los últimos estándares ambientales (Libre de Halógenos, REACH) lo convierten en una opción adecuada para diseños electrónicos modernos y ecológicos que requieren un rendimiento visual consistente.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Por qué es obligatorio un resistor limitador de corriente?

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Su característica I-V es muy pronunciada; un pequeño cambio en el voltaje directo causa un gran cambio en la corriente. Sin una resistencia en serie para establecer la corriente, puede ocurrir una fuga térmica, lo que lleva a un fallo inmediato o a una vida útil reducida.

10.2 ¿Puedo usar este LED para iluminación continua?

Sí, está diseñado para operación continua de hasta 10mA. Asegúrese de que la temperatura ambiente y el diseño de la PCB permitan una disipación de calor adecuada para mantener el brillo con el tiempo.

10.3 ¿Qué significan los códigos de lote (ej., /CQ2R2TY) en el número de pieza?

Estos códigos especifican los lotes de rendimiento garantizados para ese pedido específico. Definen el rango de intensidad luminosa (ej., R2), el rango de voltaje directo y las coordenadas de cromaticidad, asegurando que reciba LED con características estrechamente agrupadas.

10.4 ¿Cómo interpreto el diagrama de cromaticidad CIE en la hoja de datos?

El diagrama muestra la gama de percepción de color humana. Los pequeños cuadriláteros dibujados en él representan la variación de color aceptable (lotes C1-C4) para este LED "blanco puro". Todas las unidades producidas caerán dentro de una de estas regiones definidas.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de control con 10 indicadores LED blancos de estado alimentados desde una línea de 5V.
Paso 1 - Selección de Corriente:Elegir una corriente de conducción de 5mA (la condición de prueba) para un buen brillo y longevidad.
Paso 2 - Cálculo de la Resistencia:Usando el V_Fmáximo del Lote 31 (3.00V) para un diseño conservador: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω. Una resistencia estándar de 390 Ω o 430 Ω sería adecuada.
Paso 3 - Potencia Nominal:Disipación de potencia de la resistencia: P = I²* R = (0.005)²* 400 = 0.01W. Una resistencia estándar de 1/10W (0.1W) es más que suficiente.
Paso 4 - Diseño de Placa:Colocar los LED con orientación consistente. Si el espacio lo permite, añadir pequeñas almohadillas de alivio térmico conectadas a un plano de tierra para ayudar con la disipación de calor.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en la tecnología de semiconductores InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de InGaN está diseñada para producir fotones que, cuando se combinan con la conversión de luz del fósforo amarillo dentro del encapsulado (excitado por el chip LED azul), dan como resultado la percepción de luz "blanca pura". El amplio ángulo de visión se logra a través de la lente de resina amarilla difusa que dispersa la luz.

13. Tendencias Tecnológicas

El mercado de LED SMD como el encapsulado 1206 continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), un índice de reproducción cromática (CRI) mejorado para LED blancos y tamaños de encapsulado aún más pequeños (ej., 0805, 0603) para permitir una mayor miniaturización. También existe un fuerte impulso de la industria hacia una mayor confiabilidad y una vida operativa más larga bajo un rango más amplio de condiciones ambientales. La integración de regulación de corriente o características de protección dentro del propio encapsulado LED es una tendencia emergente para simplificar el diseño del controlador.