LED SMD Amarillo Verdoso 120 Grados de Ángulo de Visión - Dimensiones del Paquete - Tensión Directa 2.0V Típ. - Disipación de Potencia 72mW - Hoja Técnica 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 una lente difusa y un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una luz amarillo verdosa. El dispositivo está diseñado para procesos de montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), lo que lo hace adecuado para fabricación en gran volumen. Su factor de forma compacto y compatibilidad con equipos estándar de colocación SMD se adapta a aplicaciones con limitaciones de espacio en diversos sectores electrónicos.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Conformidad:El producto cumple con las normativas medioambientales relevantes (por ejemplo, RoHS).
• Empaquetado:Suministrado en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando las operaciones automatizadas de pick-and-place.
• Compatibilidad de Proceso:Totalmente compatible con equipos de colocación automatizada y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) comúnmente utilizados en líneas de montaje de tecnología de montaje superficial (SMT).
• Interfaz Eléctrica:Compatible con C.I. (Circuitos Integrados), permitiendo la alimentación directa desde salidas de nivel lógico estándar con la limitación de corriente apropiada.
• Fiabilidad:Sometido a pruebas de preacondicionamiento aceleradas según los estándares JEDEC Nivel 3 para garantizar robustez frente al estrés inducido por la humedad durante la soldadura.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED está diseñado para una amplia gama de equipos electrónicos donde se requiere una indicación de estado o iluminación fiable y compacta. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems y teléfonos.
• Automatización de Oficinas:Indicadores en paneles de impresoras, copiadoras y escáneres.
• Electrónica de Consumo y Electrodomésticos:Indicadores de encendido, modo o función.
• Equipos Industriales:Señalización de estado de máquina, fallo o modo operativo.
• Indicación General:Retroiluminación de paneles frontales para símbolos, iconos o luminarias de estado general.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

La siguiente sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos que definen el rango de rendimiento del dispositivo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para un rendimiento fiable.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la potencia máxima que el paquete del LED puede disipar en forma de calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Superar este límite conlleva el riesgo de sobrecalentar la unión semiconductor, lo que lleva a una degradación acelerada o fallo.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. La corriente directa continua máxima que se puede aplicar al LED.
• Corriente Directa de Pico:80 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esta especificación es relevante para pulsos breves de alta corriente, pero no debe usarse para operación continua.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que se especifica que el dispositivo funciona correctamente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El rango de temperatura para un almacenamiento seguro cuando el dispositivo no está alimentado.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20mA) y representan el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 56.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd, con un valor típico implícito dentro de este rango de clasificación. La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para igualar la curva de respuesta fotópica (ojo humano) estándar CIE.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje. Un ángulo de 120 grados indica un patrón de emisión de luz amplio y difuso, adecuado para iluminación de área amplia o visualización desde ángulos amplios.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):Aproximadamente 575 nm. Esta es la longitud de onda en el punto más alto del espectro de emisión óptica.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Aproximadamente 571 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color del LED, derivada de las coordenadas de cromaticidad CIE. Es el parámetro clave para la especificación del color.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor de 15nm es característico de los LED amarillo verdosos basados en AlInGaP.
• Tensión Directa (VF):2.0V (típico), con un máximo de 2.4V a 20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando opera a la corriente especificada. Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a una Tensión Inversa (VR) de 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en rangos de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios mínimos específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación por Tensión Directa (Vf)

Los LED se categorizan según su caída de tensión directa a 20mA. Esto ayuda en el diseño de fuentes de alimentación y garantiza un brillo uniforme cuando se conectan múltiples LED en paralelo.

• Rango D2:Vf = 1.8V a 2.0V
• Rango D3:Vf = 2.0V a 2.2V
• Rango D4:Vf = 2.2V a 2.4V

La tolerancia dentro de cada rango es de ±0.1V.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Esta es la clasificación principal para el brillo. Las piezas se clasifican en grupos con valores definidos de intensidad luminosa mínima y máxima.

• Rango P2:56.0 – 71.0 mcd
• Rango Q1:71.0 – 90.0 mcd
• Rango Q2:90.0 – 112.0 mcd
• Rango R1:112.0 – 140.0 mcd
• Rango R2:140.0 – 180.0 mcd

La tolerancia en cada rango de intensidad es de ±11%.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Wd)

Esta clasificación garantiza la consistencia del color. Los LED se agrupan por su longitud de onda dominante, que se correlaciona directamente con el tono percibido.

• Rango B:λd = 564.5 – 567.5 nm
• Rango C:λd = 567.5 – 570.5 nm
• Rango D:λd = 570.5 – 573.5 nm
• Rango E:λd = 573.5 – 576.5 nm

La tolerancia para cada rango de longitud de onda es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hacen referencias a gráficos específicos, sus implicaciones son críticas para el diseño.

4.1 Característica Corriente vs. Tensión (I-V)

La curva I-V de un LED es exponencial. La tensión directa típica (2.0V) se especifica a 20mA. Los diseñadores deben usar una resistencia limitadora o un driver de corriente constante para garantizar que el punto de operación permanezca estable, ya que un pequeño cambio en la tensión puede causar un gran cambio en la corriente, potencialmente excediendo los valores máximos.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación. Operar por encima de la corriente continua recomendada (20mA) puede aumentar el brillo, pero también aumentará la temperatura de la unión, reduciendo potencialmente la vida útil y causando un cambio de color.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. Típicamente, la tensión directa disminuye al aumentar la temperatura, mientras que la intensidad luminosa también disminuye. Operar en el límite superior del rango de temperatura (85°C) resultará en una salida de luz más baja en comparación con la operación a 25°C.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Dispositivo y Polaridad

El paquete del LED tiene dimensiones físicas específicas críticas para el diseño de la huella en el PCB. La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado. La polaridad se indica mediante una marca de cátodo (típicamente una muesca, un punto verde u otra marca en el paquete). La orientación correcta es esencial para el funcionamiento del circuito.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un patrón de pistas (huella) para el PCB. Adherirse a este diseño de pad recomendado es crucial para lograr uniones de soldadura fiables durante la soldadura por reflujo, asegurando una fijación mecánica y disipación térmica adecuadas.

5.3 Especificaciones de Empaquetado en Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora embutida con una cinta protectora de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las especificaciones clave incluyen:

• Paso de Bolsillo:Definido en las dimensiones de la cinta.
• Componentes por Carrete:2000 piezas.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos bolsillos vacíos consecutivos según la especificación.
• El empaquetado cumple con los estándares ANSI/EIA-481 para empaquetado de componentes.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR (Sin Plomo)

Se proporciona un perfil de temperatura sugerido conforme a J-STD-020B para procesos de soldadura sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:Un aumento gradual para activar el fundente y minimizar el choque térmico.
• Zona de Remojo:Una meseta para permitir que todo el conjunto alcance una temperatura uniforme.
• Reflujo (Líquidus):La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 217°C (temperatura líquidus para soldadura típica sin plomo) debe controlarse (por ejemplo, máximo 10 segundos).
• Enfriamiento:Una tasa de enfriamiento controlada.

Nota:El perfil exacto debe caracterizarse para el conjunto específico de PCB, considerando el grosor de la placa, la densidad de componentes y la pasta de soldadura utilizada.

6.2 Soldadura Manual

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

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad.
• Límite:La soldadura debe realizarse solo una vez para evitar daños térmicos al paquete plástico y a los enlaces internos de alambre.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse disolventes especificados para evitar dañar la lente plástica y el paquete del LED. Los agentes recomendados incluyen alcohol etílico o alcohol isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

7. Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

7.1 Sensibilidad a la Humedad

El paquete del LED es sensible a la humedad. La exposición prolongada a la humedad ambiente puede provocar agrietamiento tipo "popcorn" durante la soldadura por reflujo.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. Usar dentro de un año a partir de la fecha de empaquetado.
• Paquete Abierto:Para componentes extraídos de la bolsa con barrera de humedad, el ambiente de almacenamiento recomendado es ≤30°C y ≤60% HR.
• Vida Útil en Planta:Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la apertura del embalaje original.
• Almacenamiento Prolongado/Horneado:Los componentes expuestos por más de 168 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida.

7.2 Método de Conducción

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED, deben ser alimentados con una fuente de corriente constante. No se recomienda conectar LED directamente en paralelo con una sola fuente de tensión y una resistencia debido a las variaciones en la tensión directa (Vf) entre dispositivos individuales, lo que puede llevar a diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo. Se prefiere una conexión en serie con una resistencia limitadora de corriente apropiada o el uso de resistencias individuales para cada LED en paralelo.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Siempre use una resistencia en serie o un driver de corriente constante para establecer la corriente directa al valor deseado (por ejemplo, 20mA). El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - Vf_LED) / I_deseada. Use el Vf máximo de la hoja de datos (2.4V) para un diseño conservador, asegurando que la corriente no exceda los límites incluso con un LED de bajo Vf.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (72mW), una gestión térmica efectiva en el PCB puede ayudar a mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se alimenta a corrientes más altas. Asegurar una buena conexión térmica desde los pads del LED al cobre del PCB puede ayudar a disipar el calor.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados y la lente difusa proporcionan una emisión de luz amplia y suave. Esto hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación uniforme sobre un área o donde el indicador necesita ser visible desde una amplia gama de ángulos, sin necesidad de ópticas secundarias como guías de luz en muchos casos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

La Longitud de Onda Pico (λP) es la longitud de onda física en el punto de mayor intensidad en el espectro de emisión del LED. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (coordenadas CIE) que representa la longitud de onda única del color percibido. Para fines de diseño, especialmente en cuanto a coincidencia de color, la Longitud de Onda Dominante y su clasificación son más relevantes.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

Aunque el Valor Máximo Absoluto para la Corriente Directa Continua es de 30mA, las Características Electro-Ópticas se especifican a 20mA. Operar continuamente a 30mA generará más calor, reduciendo potencialmente la eficiencia luminosa y la vida útil. Para una operación a largo plazo fiable, es recomendable diseñar para una corriente igual o inferior a la condición de prueba típica de 20mA.

9.3 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación al realizar un pedido?

Debe especificar los códigos de rango deseados para Vf, Iv y Wd según los requisitos de su aplicación para consistencia de tensión, nivel de brillo y punto de color. Por ejemplo, un pedido podría especificar los rangos D3 (Vf), R1 (Iv) y D (Wd) para obtener piezas con tensión media, alto brillo y un tono amarillo verdoso específico.

10. Principios de Funcionamiento y Contexto Tecnológico

10.1 Tecnología de Semiconductores AlInGaP

Este LED utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Este sistema de material es altamente eficiente para producir luz en las regiones ámbar, amarilla y verde del espectro visible. En comparación con tecnologías más antiguas, los LED de AlInGaP ofrecen mayor brillo, mejor eficiencia y estabilidad térmica mejorada.

10.2 Función de la Lente Difusa

La lente difusa (no transparente) contiene partículas de dispersión que mezclan la luz emitida por el pequeño chip semiconductor. Este proceso amplía el ángulo de visión (a 120 grados) y crea una apariencia más uniforme y suave al eliminar el "punto caliente" brillante típicamente visto en LED con lentes transparentes. Esto es ideal para aplicaciones donde el LED se visualiza directamente.