Hoja de Datos de LED SMD Amarillo AlInGaP en Carcasa 1206 - Dimensiones 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 1.8-2.6V - Potencia 120mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un Diodo Emisor de Luz (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 formato de carcasa compacto y estándar de la industria 1206, lo que lo hace adecuado para procesos de montaje automatizado y aplicaciones con espacio limitado. Su función principal es proporcionar una fuente de luz indicadora confiable y eficiente.

1.1 Características y Ventajas Principales

El LED ofrece varias ventajas clave para la fabricación electrónica moderna. Cumple con las regulaciones ambientales, está empaquetado para equipos automatizados de pick-and-place de alto volumen en cinta de 8 mm dentro de carretes de 7 pulgadas, y está diseñado para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo. Su pequeña huella y compatibilidad con el montaje automatizado reducen significativamente el tiempo y el costo de producción.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este componente está diseñado para una amplia gama de equipos electrónicos. Las aplicaciones típicas incluyen dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos inalámbricos y celulares, dispositivos informáticos portátiles como notebooks, equipos de sistemas de red, varios electrodomésticos y aplicaciones de señalización, incluyendo pantallas interiores, pantallas semi-exteriores y sistemas de información de autobuses.

2. Parámetros y Características Técnicas

Esta sección proporciona los límites absolutos y las condiciones de operación estándar para el dispositivo. El cumplimiento de estos parámetros es fundamental para garantizar la confiabilidad y el rendimiento a largo plazo.

2.1 Límites Absolutos de Operación

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites, ya que puede ocurrir daño permanente. Las clasificaciones clave incluyen una disipación de potencia máxima de 120 mW, una corriente directa continua de 50 mA y una corriente directa pico de 80 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms). El voltaje inverso máximo es de 5 V. El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica de -40°C a +100°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 450 mcd hasta un máximo de 1120 mcd, con valores típicos que dependen del bin específico.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Un amplio ángulo de visión de 120 grados, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad es la mitad del valor axial.
• Voltaje Directo (Vf):Entre 1.8 V y 2.6 V a 20 mA.
• Longitud de Onda Pico (λp):Típicamente 591 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 584.5 nm a 594.5 nm, definiendo el color percibido.
• Ancho Espectral a Media Altura (Δλ):Aproximadamente 15 nm, indicando la pureza espectral de la emisión amarilla.
• Corriente Inversa (Ir):Máximo de 10 μA a un voltaje inverso de 5 V.

3. Sistema de Clasificación por Bines

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

3.1 Clasificación de Voltaje Directo (Vf)

Los LED se categorizan en bines (D2 a D5) según su voltaje directo a 20 mA, con cada bin teniendo un rango de 0.2 V (ej., D2: 1.8-2.0 V, D3: 2.0-2.2 V). Se aplica una tolerancia de ±0.1 V a cada bin.

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (Iv)

El brillo se clasifica en los bines U1, U2, V1 y V2. El rango de intensidad va desde 450-560 mcd (U1) hasta 900-1120 mcd (V2). Se aplica una tolerancia de ±11% a cada bin de intensidad.

3.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (Wd)

El color, definido por la longitud de onda dominante, se clasifica de H a L. El rango abarca desde 584.5-587.0 nm (Bin H) hasta 592.0-594.5 nm (Bin L). Se mantiene una tolerancia de ±1 nm para cada bin de longitud de onda.

4. Información Mecánica y de Carcasa

4.1 Dimensiones de la Carcasa

El dispositivo cumple con el tamaño de carcasa estándar EIA 1206. Las dimensiones clave incluyen una longitud de 1.6 mm, un ancho de 0.8 mm y una altura de 0.6 mm. Todas las tolerancias dimensionales son de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario. La lente es transparente y el color de la fuente de luz es Amarillo AlInGaP.

4.2 Diseño Recomendado de Pads de Montaje en PCB

Se recomienda un diseño de patrón de soldadura para una soldadura confiable utilizando procesos de reflujo infrarrojo o de fase de vapor. Este patrón asegura la formación adecuada del filete de soldadura y la estabilidad mecánica del componente en la placa de circuito impreso (PCB).

5. Guías de Montaje, Manejo y Aplicación

5.1 Proceso de Soldadura

El LED es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo, incluidos los perfiles sin plomo. Se proporciona un perfil de reflujo sugerido, alineado con los estándares J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen una temperatura de precalentamiento de 150-200°C, una temperatura pico que no exceda los 260°C y un tiempo por encima del líquido adaptado a la pasta de soldadura específica y al diseño de la placa. Para soldadura manual, se recomienda una temperatura del soldador por debajo de 300°C durante un máximo de 3 segundos.

5.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los solventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos no especificados pueden dañar la carcasa.

5.3 Condiciones de Almacenamiento

Para bolsas herméticas sin abrir que contengan desecante, el almacenamiento debe ser a 30°C o menos y 70% de humedad relativa (HR) o menos, con un período de uso recomendado de un año. Una vez abierto el embalaje original, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y 60% HR. Los componentes expuestos más de 168 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para prevenir daños inducidos por la humedad durante el reflujo ("efecto palomita de maíz").

5.4 Método de Conducción y Consideraciones de Diseño

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme entre múltiples unidades, deben ser alimentados por una fuente de corriente constante o con resistencias limitadoras de corriente apropiadas en una configuración en serie. No se recomienda alimentarlos mediante una fuente de voltaje constante sin regulación de corriente, ya que puede provocar corriente excesiva, fuga térmica y reducir la vida útil. La variación del voltaje directo entre bines debe tenerse en cuenta en el diseño del circuito para mantener la corriente deseada.

5.5 Precauciones de Aplicación

Estos LED están destinados a equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. Para aplicaciones que requieren una confiabilidad excepcional donde una falla podría comprometer la seguridad (ej., aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad en transporte), es necesaria una consulta y calificación específica antes de su uso.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora embutida de 8 mm de ancho sellada con cinta de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 2000 piezas. Hay una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas disponible para pedidos de remanentes. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

7. Análisis de Rendimiento y Contexto de Diseño

7.1 Interpretación de las Curvas Electro-Ópticas

Las curvas de rendimiento típicas, como la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa o el voltaje directo, son esenciales para el diseño de circuitos. La curva IV muestra una relación no lineal, enfatizando la necesidad de control de corriente. La curva de intensidad vs. corriente es generalmente lineal dentro del rango de operación, pero se saturará a corrientes más altas debido a efectos térmicos.

7.2 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque el dispositivo tiene una temperatura de operación especificada de hasta 100°C, su rendimiento se degrada con el aumento de la temperatura de unión. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura. Se recomienda un diseño de PCB adecuado para la disipación de calor, posiblemente usando vías térmicas o áreas de cobre, para aplicaciones que operan a altas temperaturas ambientales o altas corrientes de conducción, para mantener el brillo y la longevidad.

7.3 Estabilidad del Punto de Color y la Longitud de Onda

La longitud de onda dominante puede desplazarse ligeramente con cambios en la corriente de conducción y la temperatura de unión. El sistema de bineo ayuda a gestionar esto proporcionando un rango controlado. Para aplicaciones críticas en color, es importante comprender la relación entre las condiciones de conducción y el desplazamiento de cromaticidad.

8. Comparación y Contexto Tecnológico

8.1 Tecnología AlInGaP

El Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) es un sistema de material semiconductor particularmente eficiente para producir luz en las regiones amarilla, naranja y roja del espectro. En comparación con tecnologías más antiguas, ofrece una mayor eficiencia luminosa, mejor estabilidad térmica y una vida operativa más larga, lo que lo convierte en el estándar para LED amarillos de alto rendimiento.

8.2 Ventajas de la Carcasa 1206

La carcasa 1206 (1.6 mm x 0.8 mm) ofrece un buen equilibrio entre tamaño y facilidad de manejo/fabricación. Es más grande que las carcasas ultra-miniatura como la 0402, lo que la hace más robusta para el montaje y a menudo más fácil de inspeccionar, mientras sigue siendo lo suficientemente compacta para la mayoría de los dispositivos portátiles modernos.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única del espectro que coincide con el color percibido del LED. Para una fuente monocromática, son similares; para LED con cierto ancho espectral, λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 3.3V o 5V?

No sin una resistencia limitadora de corriente. El voltaje directo varía de 1.8V a 2.6V. Conectarlo directamente a una fuente de 3.3V forzaría una corriente determinada por la resistencia dinámica del LED, que probablemente excedería la clasificación máxima y destruiría el dispositivo. Se debe calcular una resistencia en serie basada en el voltaje de la fuente, el voltaje directo del LED (usando el valor máximo del bin para un diseño seguro) y la corriente de operación deseada.

9.3 ¿Por qué es necesario el horneado si el embalaje se abre por más de 168 horas?

Las carcasas SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar la carcasa o delaminar las interfaces internas, un fenómeno conocido como "efecto palomita de maíz". El horneado elimina esta humedad absorbida, haciendo que los componentes sean seguros para el reflujo.

10. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseño de un panel de indicadores de estado para un router de red.

Se requieren múltiples LED amarillos para indicar diferentes estados de actividad de la red. Para garantizar un brillo uniforme, el diseñador selecciona LED del mismo bin de intensidad luminosa (ej., V1). Se implementa un circuito controlador de corriente constante para suministrar 20 mA a cada LED. El diseño de la PCB incluye la geometría de pad recomendada e incorpora pequeñas conexiones de alivio térmico al plano de tierra para una disipación de calor menor. Los componentes se almacenan en un ambiente controlado después de abrir el carrete y se montan utilizando un perfil de reflujo sin plomo verificado para mantenerse dentro de los límites de temperatura especificados. Este enfoque garantiza una funcionalidad indicadora confiable, consistente y duradera.