Hoja de Datos del LED SMD 15-11/T1D-AQRHY/2T - Paquete 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 2.7-3.15V - Potencia 40mW - Color Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 15-11/T1D-AQRHY/2T es un LED compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una funcionalidad confiable de indicación o retroiluminación. Este LED monocromático de blanco puro ofrece un equilibrio entre rendimiento y miniaturización, permitiendo a los diseñadores lograr una mayor densidad de empaquetado y reducir el tamaño general del equipo.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas principales de este componente derivan de su paquete SMD (Dispositivo de Montaje Superficial). Es significativamente más pequeño que los LEDs tradicionales de tipo con pines, lo que se traduce directamente en huellas más pequeñas en el PCB, menores requisitos de espacio de almacenamiento y, en última instancia, productos finales más compactos. Su construcción ligera lo hace ideal para aplicaciones miniaturizadas y portátiles.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED es adecuado para una variedad de aplicaciones en diferentes industrias. Los usos comunes incluyen la retroiluminación de cuadros de instrumentos y pulsadores en entornos automotrices o industriales. En telecomunicaciones, sirve como indicador o retroiluminación en dispositivos como teléfonos y máquinas de fax. También es aplicable para retroiluminación plana de LCDs, iluminación general de pulsadores y símbolos, y otras necesidades de indicación de propósito general.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave definidos en la hoja de datos.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de operación recomendadas.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):10mA (continua).
• Corriente Directa Pico (I_FP):40mA, permitida solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz).
• Disipación de Potencia (P_d):40mW. Esta es la potencia máxima que el paquete puede disipar sin exceder sus límites térmicos.
• Descarga Electroestática (ESD):2000V (Modelo de Cuerpo Humano). Esta clasificación indica un nivel básico de robustez ESD para el manejo.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +90°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Pico de soldadura por reflujo: 260°C durante 10 segundos máximo. Soldadura manual: 350°C durante 3 segundos máximo por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de 25°C de temperatura ambiente y una corriente directa (I_F) de 5mA.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 72.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. No se especifica un valor típico, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante un sistema de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un valor típico de 140 grados, proporcionando un amplio ángulo de luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 2.70V a 3.15V a 5mA. La hoja de datos indica una tolerancia de ±0.1V.

Nota Crítica sobre el Voltaje Inverso:La hoja de datos establece explícitamente que la condición de voltaje inverso se aplica solo para fines de prueba infrarroja (IR). El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa. No se admite la aplicación de un voltaje inverso en la operación del circuito.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). El LED 15-11 utiliza un sistema de clasificación tridimensional para intensidad luminosa, voltaje directo y cromaticidad.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en dos lotes principales, etiquetados Q y R, basados en mediciones a I_F= 5mA.

• Lote Q:72.0 mcd (Mín) a 112.0 mcd (Máx)
• Lote R:112.0 mcd (Mín) a 180.0 mcd (Máx)

También se indica una tolerancia general de ±11% para la intensidad luminosa.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en tres lotes (15, 16, 17) para ayudar en el diseño del circuito para la regulación de corriente.

• Lote 15:2.70V a 2.85V
• Lote 16:2.85V a 3.00V
• Lote 17:3.00V a 3.15V

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

El color blanco puro se define por coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos define seis lotes (1 a 6), cada uno especificando un área cuadrilátera en la carta de colores. Se proporcionan las coordenadas de las esquinas de cada lote. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.01. Esta clasificación garantiza la consistencia del color entre diferentes lotes de producción.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete

El LED viene en un paquete de montaje superficial muy pequeño. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm a menos que se indique) incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 1.6mm de longitud, 0.8mm de ancho y 0.6mm de altura. El dibujo del paquete indica claramente la marca del cátodo para la orientación correcta de la polaridad durante el montaje.

4.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es crucial para la operación del LED. El paquete presenta una marca distintiva del cátodo. Los diseñadores deben alinear esta marca con la almohadilla del cátodo correspondiente en el diseño del PCB para garantizar una conexión eléctrica adecuada.

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para mantener el rendimiento y la confiabilidad del LED.

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente es compatible con procesos de reflujo por infrarrojos y fase de vapor. Se proporciona un perfil de reflujo sin plomo recomendado:

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura Pico:260°C máximo, mantenida por no más de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/seg.
• Tiempo por Encima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/seg.

Importante:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo LED.

5.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe ser inferior a 350°C, y el tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador de baja potencia (≤25W). Permita un intervalo de al menos 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar daños térmicos.

5.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en bolsas resistentes a la humedad con desecante.

• No abra la bolsa a prueba 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.
• La "vida útil en planta" después de abrir es de 168 horas (7 días).
• Si no se usan después de este período o si el indicador de desecante ha cambiado de color, se requiere un tratamiento de horneado a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra en cinta portadora de 8mm de ancho en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los bolsillos de la cinta portadora y el carrete en la hoja de datos para garantizar la compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave para trazabilidad y verificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 15-11/T1D-AQRHY/2T)
• QTY:Cantidad de Empaque
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., Q, R)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (ej., 1-6)
• REF:Rango de Voltaje Directo (ej., 15, 16, 17)
• LOT No:Número de Lote de Fabricación

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 La Limitación de Corriente es Obligatoria

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. La hoja de datos enfatiza fuertemente que sedebeusar una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. El voltaje directo tiene un rango (2.7-3.15V), y su coeficiente de temperatura negativo significa que disminuye a medida que la unión se calienta. Sin una resistencia, incluso un pequeño aumento en el voltaje de suministro puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente directa. La corriente continua máxima absoluta es de 10mA.

7.2 Gestión Térmica

Aunque el paquete es pequeño, la atención a la gestión térmica sigue siendo importante. La disipación de potencia máxima es de 40mW. Asegurar un área de cobre de PCB adecuada alrededor de las almohadillas del LED puede ayudar a disipar el calor y mantener temperaturas de unión más bajas, lo que promueve una mayor vida útil y una salida de luz estable.

7.3 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Aunque el LED tiene una clasificación ESD de 2000V HBM, se deben observar las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación para prevenir daños latentes.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED 15-11 se diferencia principalmente por su tamaño miniaturizado (1.6x0.8x0.6mm), que es más pequeño que muchos paquetes de LED comunes como 0603 o 0402. Su amplio ángulo de visión de 140 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia en lugar de un haz enfocado. El sistema integral de clasificación (binning) para intensidad, voltaje y color proporciona a los diseñadores un rendimiento predecible, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren consistencia visual entre múltiples unidades.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

Usando la Ley de Ohm (R = (V_fuente- V_F) / I_F) y considerando el peor caso de V_Fpara asegurar que la corriente nunca exceda los 10mA: Para V_fuente=5V y el V_Fmás bajo =2.7V (Lote 15), objetivo I_F=8mA para margen. R = (5 - 2.7) / 0.008 = 287.5Ω. Una resistencia estándar de 270Ω o 300Ω sería apropiada. Siempre verifique la corriente con el V_Freal de su lote específico.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED sin resistencia usando una fuente de corriente constante?

Sí, un controlador de corriente constante configurado a un máximo de 10mA (continuo) es una excelente alternativa a una resistencia en serie y proporciona un rendimiento más estable frente a variaciones de voltaje y temperatura.

9.3 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación de cromaticidad (1-6)?

Los códigos de lote (1-6) representan regiones específicas en el diagrama del espacio de color CIE 1931 definidas por cuatro pares de coordenadas (x,y). Estos lotes aseguran que la luz blanca emitida caiga dentro de un rango de color controlado. Para la mayoría de las aplicaciones generales, cualquier lote dentro del rango especificado es aceptable. Para aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa (ej., retroiluminación multi-LED), es necesario especificar un solo lote o lotes adyacentes.

10. Ejemplo Práctico de Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un dispositivo médico portátil.

El dispositivo requiere LEDs blancos pequeños, confiables y de color consistente para retroiluminar varios pulsadores de membrana e indicar encendido/estado. Se selecciona el LED 15-11 por su tamaño miniaturizado, permitiendo una colocación ajustada en un PCB congestionado. El diseñador especifica el Lote R para mayor brillo y el Lote 16 para voltaje directo, simplificando el cálculo de la única resistencia limitadora de corriente para todos los LEDs en paralelo desde un riel de 3.3V. Los LEDs se colocan en el diseño del PCB según el dibujo del paquete, asegurando que la marca del cátodo se alinee con la almohadilla designada. La casa de montaje utiliza el perfil de reflujo proporcionado. El producto final se beneficia de una interfaz limpia y uniformemente iluminada con un consumo mínimo de espacio en la placa.

11. Principio de Funcionamiento

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. Se construye utilizando material de chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), conocido por producir luz en el espectro del azul al verde. Para lograr luz blanca, el chip se recubre con una resina difusa llena de fósforo amarillo. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan dentro de la unión semiconductor de InGaN, emitiendo luz azul. Esta luz azul luego excita el fósforo amarillo, que re-emite luz amarilla. La combinación de luz azul y amarilla es percibida por el ojo humano como luz blanca. La resina difusa ayuda a dispersar la luz, contribuyendo al amplio ángulo de visión de 140 grados.

12. Tendencias y Contexto de la Industria

El LED 15-11 representa las tendencias actuales en la industria de la optoelectrónica hacia la miniaturización, mayor eficiencia y confiabilidad mejorada. El cambio hacia el cumplimiento de soldadura sin plomo y materiales libres de halógenos (Br <900ppm, Cl <900ppm) se alinea con regulaciones ambientales globales como RoHS, REACH y varias iniciativas verdes. La integración de protección ESD básica (2000V HBM) se está convirtiendo en estándar incluso en componentes de señal pequeña para mejorar el rendimiento y la robustez en entornos de fabricación automatizada. Los sistemas detallados de clasificación (binning) reflejan el enfoque de la industria en proporcionar un rendimiento predecible para aplicaciones de alto volumen y sensibles a la calidad, pasando de componentes funcionales simples a fuentes de luz diseñadas.