Hoja de Datos de LED SMD Amarillo AlInGaP - Paquete SMD - Voltaje Directo 1.8-2.4V - Flujo Luminoso hasta 2.13lm - Documento Técnico en Español

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir luz amarilla. El dispositivo está alojado en un paquete con lente transparente, diseñado para procesos de montaje automatizado y aplicaciones con espacio limitado. Su función principal es servir como indicador de estado, señal luminosa o componente de retroiluminación de panel frontal en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Características y Ventajas Principales

Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

• Empaquetado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, apto para equipos de colocación automática de alta velocidad.
• Presenta un contorno de paquete estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Niveles lógicos compatibles con CI para fácil integración con circuitos de control.
• Totalmente compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), admitiendo perfiles de soldadura sin plomo.
• Preacondicionado para alcanzar el Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC, indicando una vida útil de 168 horas a <30°C/60% HR después de abrir la bolsa.
• 1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED está diseñado para fiabilidad y rendimiento en diversos sectores. Las áreas de aplicación clave incluyen:

Telecomunicaciones:

• Indicadores de estado en teléfonos inalámbricos, teléfonos celulares y equipos de red.Automatización de Oficinas:
• Indicadores de panel en impresoras, escáneres y computadoras portátiles.Electrodomésticos:
• Indicadores de encendido, modo o función en diversos dispositivos domésticos.Equipos Industriales:
• Indicadores de estado operativo y fallos en paneles de control y maquinaria.Indicación General:
• Aplicaciones de señalización y símbolos luminosos, así como retroiluminación de panel frontal donde se requiere iluminación uniforme.2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de los límites operativos y características de rendimiento del dispositivo bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C).

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos valores representan los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites durante períodos prolongados.

Disipación de Potencia (Pd):

• 72 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar como calor.Corriente Directa Pico (I
• F(PEAK)_):80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima, típicamente especificada bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento.Corriente Directa Continua en CC (I
• ):_F30 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua.Voltaje Inverso (V
• ):_R5 V. Aplicar un voltaje inverso que exceda este valor puede causar ruptura de la unión.Rango de Temperatura de Operación:
• -40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que el dispositivo está diseñado para funcionar.Rango de Temperatura de Almacenamiento:
• -40°C a +100°C. El rango de temperatura para almacenamiento no operativo.2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED cuando se alimenta bajo condiciones de prueba especificadas (I

= 20mA)._FFlujo Luminoso (Φ

• ):_v0.67 lm (Mín) a 2.13 lm (Máx). Este es el poder total percibido de la luz emitida por la fuente, medido en lúmenes (lm). El amplio rango se gestiona mediante bineo.Intensidad Luminosa (I
• ):_v224 mcd (Mín) a 710 mcd (Máx). Este es el flujo luminoso por ángulo sólido en una dirección dada, medido en milicandelas (mcd). Es un valor de referencia derivado de la medición del flujo luminoso.Ángulo de Visión (2θ
• 1/2_):120° (Típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor en el eje óptico (0°), indicando un patrón de visión muy amplio.Longitud de Onda de Emisión Pico (λ
• ):_p591 nm (Típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia de la luz emitida es máxima.Longitud de Onda Dominante (λ
• ):_d584.5 nm a 594.5 nm. La longitud de onda única que define el color percibido de la luz, con una tolerancia de ±1 nm por bin.Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):
• 15 nm (Típico). El ancho espectral de la emisión a la mitad de su intensidad máxima, indicando pureza de color.Voltaje Directo (V
• ):_F1.8 V (Mín) a 2.4 V (Máx) a 20mA. La caída de voltaje a través del LED cuando fluye corriente, con una tolerancia de ±0.1V por bin.Corriente Inversa (I
• ):_R10 µA (Máx) a V=5V. La pequeña corriente de fuga que fluye cuando el dispositivo está polarizado inversamente._R3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LED se clasifican en bins de rendimiento según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de aplicación para brillo, color y voltaje.

3.1 Bineo de Flujo Luminoso / Intensidad

El LED se categoriza en bins según su salida total de luz. La tolerancia dentro de cada bin de intensidad es ±11%.

Bin D2:

• 0.67 lm a 0.84 lm (224 mcd a 280 mcd)Bin E1:
• 0.84 lm a 1.07 lm (280 mcd a 355 mcd)Bin E2:
• 1.07 lm a 1.35 lm (355 mcd a 450 mcd)Bin F1:
• 1.35 lm a 1.68 lm (450 mcd a 560 mcd)Bin F2:
• 1.68 lm a 2.13 lm (560 mcd a 710 mcd)3.2 Bineo de Voltaje Directo

Los LED también se clasifican por su caída de voltaje directo a 20mA, con una tolerancia de ±0.1V por bin. Esto es crucial para el cálculo de la resistencia limitadora y el diseño de la fuente de alimentación.

Bin D2:

• 1.8 V a 2.0 VBin D3:
• 2.0 V a 2.2 VBin D4:
• 2.2 V a 2.4 V3.3 Bineo de Tono / Longitud de Onda Dominante

Este bineo garantiza la consistencia del color. La longitud de onda dominante, que define el tono amarillo percibido, se clasifica en rangos específicos con una tolerancia de ±1 nm por bin.

Bin H:

• 584.5 nm a 587.0 nmBin J:
• 587.0 nm a 589.5 nmBin K:
• 589.5 nm a 592.0 nmBin L:
• 592.0 nm a 594.5 nm4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se referencian en la hoja de datos, se pueden analizar las tendencias típicas de rendimiento para los LED de AlInGaP:

4.1 Característica Corriente vs. Voltaje (I-V)

El voltaje directo (V

) exhibe una relación logarítmica con la corriente directa (I_F). Aumenta de forma no lineal, con un aumento más pronunciado a corrientes bajas (cerca del voltaje de encendido) y un aumento más lineal a corrientes altas debido a la resistencia en serie dentro del semiconductor y el paquete._F4.2 Flujo Luminoso vs. Corriente Directa

La salida de luz (flujo luminoso) es generalmente proporcional a la corriente directa en un rango operativo significativo. Sin embargo, la eficiencia (lúmenes por vatio) típicamente alcanza un pico en una corriente específica y puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de generación de calor y la caída de eficiencia.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Los parámetros clave se ven afectados por la temperatura de unión (T

):_jVoltaje Directo (V

• ):_FDisminuye al aumentar la temperatura (coeficiente de temperatura negativo).Flujo Luminoso/Intensidad:
• Generalmente disminuye al aumentar la temperatura. La tasa de disminución es un factor crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.Longitud de Onda Dominante (λ
• ):_dPuede desplazarse ligeramente con la temperatura, afectando el color percibido.5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete SMD estándar EIA. Todas las dimensiones críticas, incluida la longitud, anchura, altura del cuerpo y espaciado de terminales, se proporcionan en la hoja de datos con una tolerancia estándar de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario. El material de la lente transparente es típicamente epoxi o de base de silicona.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo está típicamente marcado en el cuerpo del dispositivo, a menudo con una muesca, un punto verde u otro indicador visual. La hoja de datos incluye un patrón de pistas recomendado para la placa de circuito impreso (PCB) para soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor. Este patrón está diseñado para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura, el autoalineamiento durante el reflujo y una fijación mecánica fiable.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Reflujo IR Recomendado

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura sin plomo. La hoja de datos hace referencia a un perfil conforme con J-STD-020B. Los parámetros clave típicamente incluyen:

Precalentamiento:

• 150°C a 200°C, con un tiempo máximo de 120 segundos para calentar gradualmente el conjunto y activar el fundente.Temperatura Pico:
• Máximo de 260°C. El tiempo por encima de la temperatura de liquidus del soldador (ej., 217°C para SAC305) debe controlarse.Tiempo Total de Soldadura:
• Máximo de 10 segundos a temperatura pico, con un máximo de dos ciclos de reflujo permitidos.Nota:

El perfil óptimo depende del diseño específico del PCB, componentes, pasta de soldar y horno. El perfil proporcionado es una guía que debe caracterizarse para la configuración de producción real.6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

Temperatura del Soldador:

• Máximo 300°C.Tiempo de Soldadura:
• Máximo 3 segundos por junta.Límite:
• Solo se permite un ciclo de soldadura para soldadura manual para minimizar el estrés térmico en el paquete del LED.6.3 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el paquete. Si se requiere limpieza después de la soldadura, se recomienda la inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

El almacenamiento adecuado es crítico debido al nivel de sensibilidad a la humedad del dispositivo (MSL 3):

Paquete Sellado:

• Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año a partir de la fecha de sellado de la bolsa.Paquete Abierto:
• Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes deben someterse a reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición al aire ambiente.Exposición Extendida:
• Para almacenamiento más allá de 168 horas, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en ambiente de nitrógeno. Los componentes expuestos por más de 168 horas requieren secado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora estampada estándar de la industria:

Ancho de Cinta:

• 8 mm.Diámetro del Carrete:
• 7 pulgadas.Cantidad por Carrete:
• 2000 piezas (carrete completo estándar).Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):
• 500 piezas para cantidades restantes.La cinta se sella con una cinta de cubierta superior. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481, con tolerancias para un máximo de dos componentes faltantes consecutivos.
• 8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria para una operación fiable. El valor de la resistencia (R

) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_sfuente_{- V}) / I_F. Use el V_Fmáximo del bin o la hoja de datos para garantizar que la corriente no exceda la I_Fdeseada en las peores condiciones. La potencia nominal de la resistencia debe ser suficiente: P_F= (I_R)² * R_F8.2 Gestión Térmica_s.

Aunque este es un dispositivo de baja potencia, un diseño térmico adecuado extiende la vida útil y mantiene la estabilidad de la salida de luz. Asegure un área de cobre adecuada en el PCB conectada al pad térmico del LED (si corresponde) o a los terminales para disipar calor. Evite operar a la corriente y disipación de potencia absolutas máximas en altas temperaturas ambiente.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120° proporciona un haz muy amplio. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, se deben usar ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La lente transparente es adecuada para aplicaciones donde la imagen del chip no es crítica; para una apariencia más difusa, se requeriría una lente difusa lechosa o coloreada.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Flujo Luminoso e Intensidad Luminosa?

Flujo Luminoso (lm)

mide la cantidad total de luz visible emitida por la fuente en todas las direcciones.Intensidad Luminosa (mcd)mide cuán brillante aparece la fuente en una dirección específica. Un LED de alta intensidad puede tener un haz estrecho, mientras que un LED de alto flujo emite más luz total, potencialmente sobre un área más amplia. En esta hoja de datos, la intensidad es un valor de referencia derivado de la medición del flujo.9.2 ¿Por qué es importante el bineo?

Las variaciones de fabricación causan diferencias en V

, salida de luz y color entre LED individuales. El bineo los clasifica en grupos con parámetros estrictamente controlados. Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme (ej., pantallas multi-LED, retroiluminación) o un control de corriente preciso, es esencial especificar un solo bin o una mezcla de bins del mismo grupo._F9.3 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

Un LED es un diodo con una característica I-V no lineal. Un pequeño aumento en el voltaje por encima de su V

No.puede causar un aumento grande y potencialmente destructivo en la corriente. Siempre se requiere una resistencia en serie (o un controlador de corriente constante) para establecer el punto de operación de manera segura._F9.4 ¿Qué sucede si excedo el tiempo de almacenamiento o reflujo después de abrir la bolsa?

La humedad absorbida en el paquete plástico puede vaporizarse rápidamente durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, causando delaminación interna, grietas o daños en los cables de unión ("efecto palomita"). Seguir las pautas MSL 3 (168 horas de vida útil) y realizar el secado requerido si se excede es crítico para el rendimiento del montaje y la fiabilidad a largo plazo.

10. Principio de Operación y Tecnología

10.1 Tecnología de Semiconductores AlInGaP

Este LED utiliza un compuesto semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para su región activa. Al controlar con precisión las proporciones de estos elementos durante el crecimiento del cristal, se diseña el bandgap del material para emitir luz en la región amarilla del espectro visible (alrededor de 590 nm) cuando los electrones y huecos se recombinan a través del bandgap (electroluminiscencia). La tecnología AlInGaP es conocida por su alta eficiencia en las longitudes de onda roja, naranja y amarilla.

10.2 Construcción del Paquete SMD

El chip semiconductor se monta en un marco de terminales, que proporciona las conexiones eléctricas (ánodo y cátodo) y a menudo actúa como disipador de calor. Los cables de unión conectan la parte superior del chip al otro terminal del marco. Este conjunto se encapsula luego en un compuesto de moldeo transparente de epoxi o silicona que forma la lente. La forma de la lente determina el ángulo de visión y proporciona protección mecánica y ambiental.

The semiconductor die is mounted onto a leadframe, which provides the electrical connections (anode and cathode) and often acts as a heat sink. Bond wires connect the top of the die to the other leadframe terminal. This assembly is then encapsulated in a transparent epoxy or silicone molding compound that forms the lens. The lens shape determines the viewing angle and provides mechanical and environmental protection.