Hoja de Datos del LED SMD 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T - Blanco Puro - 2.6-3.0V - 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Es de tipo monocromático, emite luz blanca pura, y está construido con materiales libres de plomo, garantizando el cumplimiento de normativas ambientales como RoHS. Su ventaja principal radica en su tamaño miniatura, lo que facilita diseños de placas de circuito impreso (PCB) más pequeños, una mayor densidad de componentes y, en última instancia, contribuye al desarrollo de equipos finales más compactos y ligeros.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Los beneficios clave de este componente LED derivan de su encapsulado SMD. En comparación con los LEDs tradicionales de pines, ofrece un ahorro de espacio significativo en el PCB, reduce los requisitos de almacenamiento y es totalmente compatible con equipos automáticos de montaje pick-and-place, optimizando los procesos de fabricación en volumen. También es compatible con las técnicas estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y por fase de vapor. Estas características lo convierten en una elección ideal para aplicaciones donde la miniaturización, la reducción de peso y la producción automatizada son críticas. Sus mercados objetivo incluyen electrónica de consumo, interiores automotrices, telecomunicaciones y usos generales de indicación/retroiluminación.

2. Especificaciones Técnicas: Análisis Objetivo en Profundidad

Esta sección proporciona un desglose detallado y objetivo de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos del LED según se definen en la hoja de datos. Comprender estos límites y las cifras de rendimiento típico es esencial para un diseño de circuito fiable.

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 funcionamiento normal.

• Tensión Inversa (V_R):5 V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, frecuencia 1 kHz).
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano (HBM):150 V. Esto indica una sensibilidad moderada a la electricidad estática, requiriendo precauciones estándar ESD durante el manejo.
• 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 parámetros se miden en una condición de prueba estándar de T_a= 25°C y representan el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 72 mcd hasta un máximo de 180 mcd, con un valor típico implícito dentro de este rango, cuando se alimenta a I_F= 5 mA. Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un típico ángulo de visión amplio de 130 grados, indicando un patrón de emisión difuso adecuado para iluminación de área y retroiluminación.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 2.6 V (mín.) a 3.0 V (máx.) a I_F= 5 mA. Se nota una tolerancia de ±0.05V. Este parámetro es crucial para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA cuando se aplica una tensión inversa de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo y tensión para su aplicación.

3.1 Clasificación de Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en cuatro códigos de clasificación (Q1, Q2, R1, R2), cada uno definiendo un rango específico de milicandelas medido a I_F= 5 mA. Por ejemplo, el bin Q1 cubre LEDs con intensidad de 72 a 90 mcd, mientras que el bin R2 cubre de 140 a 180 mcd.

3.2 Clasificación de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cuatro códigos (28, 29, 30, 31), cada uno representando un rango de 0.1 V desde 2.6-2.7V hasta 2.9-3.0V a I_F= 5 mA. Esto ayuda en el diseño de fuentes de alimentación y a predecir variaciones en el consumo de corriente.

3.3 Clasificación de Coordenadas de Cromaticidad

El color blanco puro se define dentro del sistema de coordenadas de cromaticidad CIE 1931. La hoja de datos especifica seis códigos de clasificación (1 a 6) dentro del Grupo "A", cada uno definido por un área cuadrilátera en el gráfico CIE x,y. Se proporcionan las coordenadas para cada esquina del bin, con una tolerancia de ±0.01. Esto garantiza que la luz blanca emitida caiga dentro de un espacio de color controlado y consistente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables, lo cual es vital para un diseño robusto.

4.1 Distribución Espectral

La curva de intensidad luminosa relativa frente a la longitud de onda muestra la salida espectral de este LED blanco, que típicamente se genera mediante un chip LED azul combinado con un fósforo amarillo. El pico y el ancho espectral influyen en la calidad de color percibida y el Índice de Reproducción Cromática (CRI).

4.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva ilustra la relación no lineal entre corriente y tensión. Muestra la tensión de encendido y cómo V_Faumenta con I_F. Estos datos son esenciales para la gestión térmica y el diseño del controlador, ya que las caídas de tensión excesivas en el LED se convierten en calor.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de accionamiento. Generalmente es no lineal, y operar por encima de la corriente recomendada puede producir rendimientos decrecientes en eficiencia y acelerar la depreciación de lúmenes.

4.4 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva demuestra el efecto de "extinción térmica": a medida que la temperatura de la unión aumenta, la salida luminosa típicamente disminuye. Comprender esta reducción es crítico para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura.

4.5 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que T_aaumenta, la I_Fmáxima permisible debe reducirse para evitar superar la temperatura máxima de unión del dispositivo y su clasificación de disipación de potencia.

4.6 Diagrama de Radiación

El patrón de radiación polar confirma visualmente el ángulo de visión de 130 grados, mostrando la distribución angular de la intensidad de la luz.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

La hoja de datos proporciona un dibujo dimensional detallado del encapsulado del LED. Las medidas clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, así como los tamaños y espaciados de las almohadillas de los electrodos. Todas las tolerancias son típicamente ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. Se proporciona un patrón de pistas sugerido para el PCB (layout de almohadillas) como referencia, pero se recomienda a los diseñadores modificarlo según su proceso de fabricación específico y requisitos de fiabilidad.

5.2 Identificación de Polaridad

El terminal del cátodo (negativo) se identifica típicamente en el encapsulado, a menudo mediante una marca como una muesca, un punto o un tinte verde. La orientación correcta de la polaridad durante el montaje es obligatoria para un funcionamiento adecuado.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo y soldadura adecuados son críticos para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Limitación de Corriente

Una resistencia limitadora de corriente externa esobligatoria. La característica exponencial I-V del LED significa que un pequeño aumento en la tensión puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente. El valor de la resistencia debe calcularse en función de la tensión de alimentación, la tensión directa del LED (considerando la clasificación) y la corriente de operación deseada (sin exceder los 25 mA continuos).

6.2 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se embalan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que los componentes estén listos para su uso. Si se abre la bolsa, los componentes tienen una "vida útil en planta" de 1 año en condiciones controladas (30°C/60% HR máx.). Superar esto o si el indicador de desecante cambia de color requiere un horneado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de la soldadura por reflujo para evitar daños por "efecto palomita" debido a la vaporización de la humedad.

6.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura Máxima:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Tasas de Calentamiento/Enfriamiento:Máximo 6°C/seg de calentamiento y 3°C/seg de enfriamiento por encima de 255°C.

La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Evite el estrés mecánico en el encapsulado durante el calentamiento y enfriamiento.

6.4 Soldadura Manual y Rework

Si es necesaria la soldadura manual, use un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C y aplique calor a cada terminal durante no más de 3 segundos. Use un soldador de baja potencia (25W máx.) y permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre terminales. Se desaconseja encarecidamente el rework. Si es inevitable, debe usarse un soldador de doble punta especializado para calentar ambos terminales simultáneamente para su extracción, y el efecto en las características del LED debe evaluarse de antemano.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora embutida de 8 mm de ancho enrollada en un carrete de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. En la hoja de datos se proporcionan dimensiones detalladas para los bolsillos de la cinta portadora y el carrete.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios identificadores clave:

• P/N:El número de producto completo.
• QTY:La cantidad de piezas en el carrete.
• CAT:El código de clasificación de Intensidad Luminosa (ej., Q1, R2).
• HUE:El código de clasificación de Coordenadas de Cromaticidad (ej., 1, 4).
• REF:El código de clasificación de Tensión Directa (ej., 28, 30).
• LOT No:Número de lote para trazabilidad.

Esta información permite una trazabilidad precisa y la selección de componentes clasificados para la producción.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Interiores Automotrices:Retroiluminación para instrumentos del tablero, interruptores y paneles de control.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación de teclados en teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación plana para pantallas LCD pequeñas, iluminación de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicación de Propósito General:Estado de alimentación, indicadores de modo e iluminación decorativa en varios dispositivos electrónicos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Aunque es pequeño, el LED genera calor. Asegure un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Adhiérase a la curva de reducción de corriente.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona buena visibilidad fuera del eje. Para luz enfocada, pueden requerirse lentes externos o guías de luz.
• Protección ESD:Implemente controles ESD estándar en el área de montaje. Considere añadir supresión de tensión transitoria en líneas sensibles si el entorno de la aplicación es propenso a estática.
• Restricciones de Aplicación:La hoja de datos señala que este componente comercial estándar puede no ser adecuado para aplicaciones de alta fiabilidad sin una calificación adicional. Estas incluyen aplicaciones militar/aeroespacial, sistemas de seguridad automotriz (ej., airbags, frenos) y equipos médicos críticos para la vida. Para tales usos, consulte al fabricante para obtener variantes de producto diseñadas y probadas para cumplir con los estándares rigurosos relevantes.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LEDs más grandes de orificio pasante, la diferenciación principal de este LED SMD 16-216 es su factor de forma y compatibilidad con el montaje automatizado. Permite una miniaturización significativa. Dentro de la categoría de LEDs SMD, sus parámetros clave—como sus grupos específicos de intensidad luminosa, amplio ángulo de visión y grupos de cromaticidad definidos para blanco puro—permiten a los diseñadores seleccionar un componente con un rendimiento predecible para una calidad de producto final consistente. El sistema de clasificación detallado es una ventaja particular para aplicaciones que requieren un emparejamiento estricto de brillo y color entre múltiples unidades.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar?

El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Use la V_Fmáxima de la hoja de datos (3.0V) para un diseño conservador que asegure que la corriente nunca exceda su I_Fobjetivo (ej., 20 mA para un margen de seguridad por debajo del máximo de 25 mA). Para una alimentación de 5V: R = (5V - 3.0V) / 0.020 A = 100 Ω. Siempre calcule también la disipación de potencia en la resistencia: P = I_F²* R.

10.2 ¿Por qué la salida de luz es menor cuando la placa se calienta?

Esto se debe a la "extinción térmica", una propiedad fundamental de los semiconductores LED. A medida que aumenta la temperatura de la unión, la eficiencia cuántica interna disminuye, resultando en una menor salida luminosa. Esto se muestra gráficamente en la curva "Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente". Un diseño térmico adecuado mitiga este efecto.

10.3 ¿Puedo alimentarlo con una fuente de 3.3V sin resistencia?

No.Incluso si la tensión de alimentación está cerca de la V_Ftípica del LED, la falta de una resistencia limitadora de corriente es peligrosa. Las tolerancias de fabricación y las variaciones de temperatura significan que la V_Freal podría ser inferior a 3.3V, causando una corriente excesiva. Una resistencia (o un controlador de corriente constante) siempre es necesaria para una operación fiable y segura.

10.4 ¿Qué significan los códigos de clasificación (CAT, HUE, REF) en la etiqueta?

Estos códigos especifican el subgrupo de rendimiento exacto de los LEDs en ese carrete.CATes el bin de brillo (Intensidad Luminosa).HUEes el bin de color (Cromaticidad).REFes el bin de tensión directa. Pedir por códigos de clasificación específicos garantiza consistencia en brillo, color y comportamiento eléctrico a lo largo de su producción.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de estado para un router de consumo.El panel tiene 5 LEDs que muestran alimentación, internet, Wi-Fi y la actividad de dos puertos Ethernet. Usar el LED 16-216 en blanco puro proporciona un aspecto limpio y moderno. El diseñador selecciona el bin R1 para intensidad (112-140 mcd) para asegurar buena visibilidad, y el bin 29 para tensión (2.7-2.8V) para un consumo de corriente predecible. Hay un riel de 5V disponible en el PCB. Usando la V_Fmáx. de 2.8V y una I_Fobjetivo de 15 mA para larga vida y bajo calor, el valor de la resistencia es (5V - 2.8V) / 0.015A = 147 Ω (se elige una resistencia estándar de 150 Ω). El layout del PCB usa las dimensiones de almohadilla sugeridas con una pequeña conexión de alivio térmico a un plano de tierra para disipación de calor. Los LEDs se colocan después de todos los procesos de reflujo a alta temperatura para otros componentes para minimizar la exposición térmica.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones se recombinan con huecos, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. Este LED "blanco puro" en particular es casi con certeza un LED blanco convertido por fósforo. Utiliza un chip semiconductor que emite luz azul (típicamente InGaN). Esta luz azul excita parcialmente un recubrimiento de fósforo que emite amarillo en el chip. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla emitida se mezcla para producir luz percibida como blanca por el ojo humano. Las proporciones específicas y la composición del fósforo determinan las coordenadas de cromaticidad exactas ("punto de color") en el diagrama CIE.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs SMD como el 16-216 sigue tendencias más amplias en electrónica: miniaturización, mayor eficiencia y mejor capacidad de fabricación. Las tendencias actuales en la industria LED incluyen:

• Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna y las técnicas de extracción de luz conducen a LEDs más brillantes con las mismas o menores corrientes de accionamiento.
• Mejor Calidad de Color:Los avances en la tecnología de fósforos permiten LEDs con un Índice de Reproducción Cromática (CRI) más alto y grupos de temperatura de color más consistentes, proporcionando mejor calidad de luz para pantallas e iluminación.
• Mayor Fiabilidad y Vida Útil:Las mejoras en materiales de encapsulado y estructuras de gestión térmica están aumentando la vida útil operativa y la estabilidad de los LEDs, especialmente bajo condiciones de alta temperatura y alta corriente.
• Mayor Miniaturización:La búsqueda de dispositivos más pequeños continúa, llevando a huellas de encapsulado aún más pequeñas y alturas de perfil más bajas mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico.
• Soluciones Integradas:Una tendencia hacia LEDs con resistencias limitadoras de corriente integradas, diodos de protección o incluso circuitos integrados controladores dentro del encapsulado, simplificando el diseño de circuitos para los usuarios finales.

Estas tendencias tienen como objetivo proporcionar a los diseñadores componentes más capaces, fiables y fáciles de usar para una gama cada vez más amplia de aplicaciones.