Hoja de Datos del LED SMD 19-219/T7D-AV1W1E/3T - Tamaño 1.6x0.8x0.77mm - Voltaje 2.75-3.65V - Potencia 110mW - Blanco Puro - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 19-219/T7D-AV1W1E/3T es un LED compacto de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren iluminación indicadora o retroiluminación confiable en un espacio mínimo.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

Este componente LED ofrece ventajas significativas sobre los LEDs tradicionales de tipo "lead-frame". Su principal beneficio es su tamaño extremadamente reducido, lo que permite diseñar placas de circuito impreso (PCB) más pequeñas, una mayor densidad de componentes, reducir los requisitos de espacio de almacenamiento y, en última instancia, crear equipos finales más compactos. La naturaleza ligera del encapsulado SMD lo hace especialmente adecuado para aplicaciones miniaturizadas y portátiles donde el peso y el espacio son limitaciones críticas.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

El LED SMD 19-219 es versátil y encuentra uso en varias áreas de aplicación clave:

• Equipos de Telecomunicaciones:Se utiliza como indicadores de estado y para retroiluminar teclas o pantallas en teléfonos y máquinas de fax.
• Tecnología de Pantallas:Ideal para la retroiluminación plana de pantallas de cristal líquido (LCD), así como para iluminar interruptores y símbolos en paneles de control.
• Indicación de Propósito General:Adecuado para una amplia gama de electrónica de consumo e industrial donde se necesita una luz indicadora pequeña, brillante y confiable.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave del LED, esenciales para un diseño de circuito adecuado y la garantía de fiabilidad.

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 en o bajo estas condiciones y deben evitarse para un rendimiento confiable.

• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esto solo es permisible en condiciones de pulsos con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):1000 V. Indica un nivel moderado de sensibilidad a ESD; se requieren procedimientos de manipulación adecuados.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente en el que se especifica que el dispositivo debe operar.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante hasta 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente estándar de 25°C. Son cruciales para predecir el comportamiento del LED en una aplicación.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 715 mcd hasta un máximo de 1420 mcd cuando se alimenta con la corriente de prueba estándar de 20 mA. El valor específico está determinado por el código de clasificación (V1, V2, W1).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un amplio ángulo de visión típico de 130 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para iluminación de área e indicadores.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 2.75 V a 3.65 V a 20 mA. El rango exacto se especifica mediante el código de clasificación de voltaje directo (5, 6, 7). Este parámetro es crítico para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA cuando se aplica una polarización inversa de 5 V.

Notas Importantes:La hoja de datos especifica una tolerancia de ±11% en la intensidad luminosa y ±0.05V en el voltaje directo para los valores clasificados.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en "bins" según parámetros clave de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo y características eléctricas.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan en tres bins según su intensidad luminosa medida a 20 mA:

• Bin V1:715 mcd (Mín) a 900 mcd (Máx)
• Bin V2:900 mcd (Mín) a 1120 mcd (Máx)
• Bin W1:1120 mcd (Mín) a 1420 mcd (Máx)

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los LEDs también se clasifican según su caída de voltaje directo a 20 mA:

• Bin 5:2.75 V (Mín) a 3.05 V (Máx)
• Bin 6:3.05 V (Mín) a 3.35 V (Máx)
• Bin 7:3.35 V (Mín) a 3.65 V (Máx)

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

Para la consistencia del color, la luz blanca se define mediante coordenadas de cromaticidad en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos define seis bins (del 1 al 6), cada uno especificando un área cuadrilátera en la carta de color definida por cuatro pares de coordenadas (x, y). Esto asegura que la luz blanca emitida caiga dentro de un espacio de color controlado. La tolerancia para estas coordenadas es ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características típicas que ilustran cómo varía el rendimiento del LED con las condiciones de operación.

4.1 Distribución Espectral

Un gráfico muestra la intensidad luminosa relativa en función de la longitud de onda (λ). Para un LED blanco basado en InGaN con fósforo amarillo (como se indica en la Guía de Selección del Dispositivo), esta curva normalmente mostraría un pico azul del chip LED y un pico amarillo más amplio del fósforo, combinándose para producir luz blanca.

4.2 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Esta curva fundamental muestra la relación exponencial entre la corriente que fluye a través del LED y el voltaje a través de él. Destaca por qué un dispositivo limitador de corriente (como una resistencia o un controlador de corriente constante) es obligatorio, ya que un pequeño aumento en el voltaje más allá del punto de inflexión provoca un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz es generalmente proporcional a la corriente directa, pero la relación puede volverse sub-lineal a corrientes muy altas debido a la caída de eficiencia y los efectos térmicos.

4.4 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Este gráfico es crítico para comprender el rendimiento térmico. Muestra cómo la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (T_a). Los diseñadores deben tener en cuenta esta reducción en aplicaciones con altas temperaturas ambiente.

4.5 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta curva define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente segura máxima debe reducirse para evitar exceder los límites de disipación de potencia del dispositivo y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

4.6 Diagrama de Radiación

Un gráfico polar que ilustra la distribución espacial de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión típico de 130 grados.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED 19-219 tiene un encapsulado SMD compacto. Las dimensiones clave (en mm) incluyen:

• Longitud: 1.6 ± 0.1
• Ancho: 0.8 ± 0.1
• Altura: 0.77 ± 0.1

El dibujo proporciona vistas superior, lateral e inferior con mediciones detalladas para la lente, los terminales y la estructura interna.

5.2 Diseño de Pads e Identificación de Polaridad

Se proporciona un diseño recomendado de pads de soldadura para garantizar una soldadura confiable y una gestión térmica adecuada. El pad del cátodo se identifica claramente en el diagrama (normalmente marcado por una muesca, un triángulo verde en la cinta o una forma de pad diferente). Las dimensiones sugeridas del pad son 0.8mm x 0.55mm, pero se señalan como una referencia que puede modificarse según los requisitos específicos del diseño del PCB.

6. Guías de Soldadura y Montaje

La manipulación y soldadura adecuadas son vitales para la fiabilidad de los componentes SMD.

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de temperatura de reflujo detallado sin plomo:

• Precalentamiento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo de 260°C, mantenida durante un máximo de 10 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 6°C/segundo.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 3°C/segundo.

Nota Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces en el mismo dispositivo.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe estar por debajo de 350°C, y el tiempo de contacto por terminal no debe exceder los 3 segundos. Se recomienda un soldador con una potencia nominal de 25W o menos. Debe dejarse un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar choques térmicos.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se embalan en una bolsa de barrera resistente a la humedad con desecante.

• Antes de Abrir:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 90% de Humedad Relativa (HR).
• Después de Abrir (Vida Útil en Planta):1 año a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en un embalaje a prueba de humedad.
• Secado (Baking):Si el indicador de desecante muestra absorción de humedad o se excede el tiempo de almacenamiento, se debe secar a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.4 Precauciones Críticas

• Protección contra Sobrecorriente:Una resistencia limitadora de corriente o un circuito externo esabsolutamente obligatorio. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño cambio de voltaje provoca un gran cambio de corriente, lo que lleva a una quemadura inmediata sin protección.
• Estrés Mecánico:Evite aplicar estrés al cuerpo del LED durante la soldadura o en el montaje final. No deforme el PCB después de soldar.
• Reparación:Se desaconseja firmemente la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, se debe usar un soldador especializado de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando el estrés mecánico en las uniones de soldadura.
• Precauciones contra ESD:El producto es sensible a la descarga electrostática. Utilice procedimientos de manipulación seguros contra ESD durante toda la fabricación.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora estampada de 8 mm de ancho, estándar de la industria, enrollada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora y el carrete.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios códigos esenciales para la trazabilidad y verificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
• QTY:Cantidad de Embalaje
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., V1, W1)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante (ej., Bin 1-6)
• REF:Rango de Voltaje Directo (ej., Bin 5-7)
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito

Al integrar este LED, el paso más crítico es el cálculo de la resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R_s) se puede aproximar usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del bin seleccionado (o el máximo absoluto de 3.65V para un diseño conservador) y la corriente de accionamiento deseada (sin exceder 25 mA continua). Calcule siempre también la potencia nominal de la resistencia: P_R= (I_F)²* R_s.

8.2 Gestión Térmica

Aunque es pequeño, el LED genera calor. Para una longevidad óptima y una salida de luz estable:

• Adhiérase a la curva de reducción de corriente directa a altas temperaturas ambiente.
• Asegúrese de que el PCB tenga un área de cobre adecuada conectada a los pads térmicos (si los hay) o a las trazas del cátodo/ánodo para actuar como disipador de calor.
• Evite colocar el LED cerca de otros componentes que generen calor.

8.3 Integración Óptica

El amplio ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme. Para una luz más enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. La resina difusa amarilla ayuda a lograr una apariencia más uniforme.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED 19-219 se diferencia principalmente por su combinación de un factor de forma muy pequeño (huella de 1.6x0.8mm) y una intensidad luminosa relativamente alta (hasta 1420 mcd). En comparación con LEDs SMD más grandes (ej., 3528, 5050), ofrece un ahorro de espacio superior. En comparación con LEDs chip aún más pequeños, puede ofrecer un manejo y soldadura más fáciles debido a su encapsulado definido. Su cumplimiento con las normas RoHS, REACH y Libre de Halógenos lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?

El voltaje directo (V_F) de un LED no es un valor fijo como una batería; tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo (disminuye a medida que la unión se calienta). Conectar un LED directamente a una fuente de voltaje incluso ligeramente por encima de su V_Fhará que la corriente aumente incontrolablemente (fuga térmica), destruyendo instantáneamente el dispositivo. La resistencia proporciona una relación lineal y predecible entre el voltaje de alimentación y la corriente.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

Posiblemente, pero se requiere un diseño cuidadoso. Dado que el rango de V_Fes de 2.75V a 3.65V, un LED del Bin 7 (V_F3.35-3.65V) puede no encenderse en absoluto a 3.3V, o será muy tenue. Un LED del Bin 5 (V_F2.75-3.05V) funcionará, pero el margen de voltaje (3.3V - V_F) es muy pequeño, haciendo que la corriente sea muy sensible a las variaciones en V_Fy el voltaje de alimentación. Se recomienda encarecidamente un controlador de corriente constante para un rendimiento estable cuando el voltaje de alimentación está cerca de V_F.

10.3 ¿Qué significan los códigos de clasificación (ej., W1, 6) para mi aplicación?

Los códigos de clasificación aseguran la consistencia dentro de un lote de producción. Si su diseño requiere un brillo uniforme en múltiples LEDs, debe especificar LEDs del mismo bin de intensidad luminosa (ej., todos W1). Si su diseño de circuito tiene márgenes de voltaje ajustados, especificar un bin de voltaje directo (ej., todos Bin 6) asegura un comportamiento eléctrico similar. Para aplicaciones críticas en color, especificar el bin de cromaticidad es esencial.

11. Caso de Estudio de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un módulo sensor IoT compacto.

El módulo tiene espacio limitado en el PCB y se alimenta por una conexión USB de 5V. Requiere tres LEDs de estado: Alimentación (fijo), Transmisión de Datos (parpadeante) y Error (parpadeante).

1. Selección de Componentes:Se elige el LED 19-219 por su huella diminuta, permitiendo que los tres LEDs quepan en fila en el borde del pequeño PCB.
2. Diseño del Circuito:La alimentación es de 5V. Apuntando a una corriente de accionamiento estándar de 20mA y usando el V_Fmáximo de 3.65V para un diseño conservador: R_s= (5V - 3.65V) / 0.020A = 67.5Ω. El valor de resistencia estándar del 1% más cercano es 68Ω. Disipación de potencia: P = (0.020^2)*68 = 0.0272W, por lo que una resistencia estándar de 1/10W (0.1W) es más que suficiente.
3. Diseño del PCB:Se utiliza el diseño recomendado de pads de soldadura. Se mantiene un área pequeña de exclusión alrededor de cada LED para evitar fugas de luz. Los pads del cátodo están conectados al plano de tierra para una ligera mejora térmica.
4. Control por Software:Los LEDs son accionados por pines GPIO de un microcontrolador. Las funciones de parpadeo se implementan en el firmware con retardos apropiados.
5. Resultado:Se logra un sistema indicador confiable, brillante y eficiente en espacio. Al pedir todos los LEDs del mismo bin de luminosidad (ej., V2), se garantiza la consistencia visual.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LED 19-219 genera luz blanca utilizando un método común y eficiente para LEDs SMD. El núcleo del dispositivo es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), que emite luz en la región azul del espectro cuando la corriente eléctrica pasa a través de él (electroluminiscencia). Este chip LED azul está encapsulado dentro de un paquete lleno de una resina epoxi transparente que está dopada con un material de fósforo que emite amarillo. Parte de la luz azul del chip es absorbida por el fósforo, que luego la re-emite como luz amarilla. La luz azul no absorbida restante se mezcla con la luz amarilla emitida, y el ojo humano percibe esta combinación como luz blanca. Las proporciones específicas del fósforo y las propiedades del chip azul determinan la temperatura de color exacta (blanco frío, blanco puro, blanco cálido) y las coordenadas de cromaticidad de la luz emitida.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

El mercado de LEDs SMD como el 19-219 continúa evolucionando. Las tendencias clave incluyen:

• Mayor Eficiencia (Lúmenes por Vatio):Las mejoras continuas en la tecnología de chips InGaN y las formulaciones de fósforo están llevando a una mayor eficacia luminosa, lo que significa una salida de luz más brillante para la misma potencia de entrada eléctrica.
• Miniaturización:La búsqueda de productos finales más pequeños impulsa el desarrollo de LEDs con huellas aún más pequeñas y perfiles más bajos, manteniendo o mejorando el rendimiento óptico.
• Mejor Reproducción de Color y Consistencia:Los avances en la tecnología de fósforos y procesos de clasificación más estrictos permiten LEDs con valores de Índice de Reproducción Cromática (IRC) más altos y un color más consistente de lote a lote, lo cual es crítico para la retroiluminación de pantallas y la iluminación arquitectónica.
• Integración y Funciones Inteligentes:Si bien este es un componente discreto, la tendencia más amplia de la industria es hacia módulos LED integrados que pueden incluir controladores, controladores e interfaces de comunicación (como I2C) dentro de un solo paquete.
• Enfoque en la Sostenibilidad:El cumplimiento de las regulaciones ambientales (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es ahora un requisito estándar, y hay un enfoque creciente en la reciclabilidad de los materiales y la reducción del uso de elementos de tierras raras en los fósforos.