Hoja de Datos Técnica del LED Reflector SMD 67-22/R6BHC-B07/2T - Paquete P-LCC-4 - Rojo/Azul - 20mA

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas del 67-22/R6BHC-B07/2T, un LED de montaje superficial (SMD) que incorpora un reflector integrado dentro de un paquete P-LCC-4. Este componente está diseñado para ofrecer una salida de alta luminosidad con un amplio ángulo de visión, lo que lo convierte en una opción óptima para aplicaciones que requieren indicadores visuales claros o retroiluminación uniforme. El producto está disponible en dos variantes de chip distintas: R6 (Rojo Brillante) y BH (Azul), ambas encapsuladas en una ventana de resina incolora transparente. Su diseño incorpora un inter-reflector para mejorar la eficiencia y direccionalidad de la salida de luz.

Las ventajas principales de este LED incluyen su compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place, idoneidad para procesos de soldadura por reflujo en fase de vapor y disponibilidad en cinta y carrete para fabricación en volumen. Es un componente libre de plomo y cumple con las normativas medioambientales pertinentes. Los mercados objetivo principales son las telecomunicaciones, la electrónica de consumo y los paneles de control industrial, donde sirve como indicador fiable, retroiluminación para pantallas LCD e interruptores, o como fuente de luz para ensamblajes de guías de luz.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones ambientales específicas (Ta=25°C). Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Voltaje Inverso (VR):Máximo 5V. Este es un parámetro crítico para la protección del circuito; aplicar una polarización inversa superior a este valor puede dañar la unión del LED.
• Corriente Directa (IF):La corriente directa continua en DC difiere entre chips: 50 mA para el R6 (Rojo) y 25 mA para el BH (Azul). La condición operativa típica especificada en la hoja de datos es 20mA.
• Corriente Directa Pico (IFP):100 mA para ambos chips, aplicable para operación pulsada bajo ciclos de trabajo especificados.
• Disipación de Potencia (Pd):120 mW para R6 y 95 mW para BH. Este parámetro, junto con la resistencia térmica (implícita), dicta la potencia máxima permitida bajo condiciones térmicas dadas.
• Rangos de Temperatura:Temperatura de operación (Topr) de -40°C a +85°C; Temperatura de almacenamiento (Tstg) de -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:El componente puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura pico de 260°C hasta 10 segundos, o soldadura manual a 350°C hasta 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las métricas clave de rendimiento se miden a Ta=25°C e IF=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 90 mcd hasta un máximo de 225 mcd para ambos chips, R6 y BH. El valor típico se encuentra dentro de este rango de clasificación.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El ancho total a media intensidad es típicamente de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión muy amplio ideal para iluminación de área extensa.
• Longitud de Onda:
  • R6 (Rojo):La longitud de onda pico (λp) es típicamente 632 nm. La longitud de onda dominante (λd) varía de 621 nm a 631 nm.
  • BH (Azul):La longitud de onda pico (λp) es típicamente 468 nm. La longitud de onda dominante (λd) varía de 466.5 nm a 471.5 nm.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):Aproximadamente 20 nm para R6 y 25 nm para BH, definiendo la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):
  • R6 (Rojo):Varía de 1.75V a 2.35V a 20mA.
  • BH (Azul):Varía de 2.9V a 3.7V a 20mA. Este voltaje directo más alto es característico de los LED azules basados en InGaN.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

Nota sobre Tolerancias:La hoja de datos especifica tolerancias de fabricación: Intensidad Luminosa (±11%), Longitud de Onda Dominante (±1nm) y Voltaje Directo (±0.1V). Estas son importantes para la consistencia del diseño.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Ambos chips, R6 y BH, se agrupan en cuatro lotes de intensidad (Q2, R1, R2, S1) cuando se miden a IF=20mA. Los lotes definen valores mínimos y máximos, permitiendo a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación, desde estándar (Q2: 90-112 mcd) hasta alta luminosidad (S1: 180-225 mcd).

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Para el chip R6 (Rojo), la longitud de onda dominante se clasifica en dos códigos: FF1 (621-626 nm) y FF2 (626-631 nm). Esto permite seleccionar un tono específico de rojo. El chip BH (Azul) tiene un único rango especificado más estrecho (466.5-471.5 nm), lo que indica una mayor consistencia en la salida de longitud de onda azul.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo también se clasifica para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente y el diseño de la fuente de alimentación.

• R6 (Rojo):Lotes 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V) y 2 (2.15-2.35V).
• BH (Azul):Lotes 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V) y 14 (3.50-3.70V).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características para ambas variantes, R6 y BH, ofreciendo una visión más profunda del rendimiento bajo condiciones variables.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra una relación casi lineal entre la corriente directa y la salida de luz hasta la corriente nominal. Confirma que 20mA es un punto de operación estándar bien dentro de la región lineal para ambos colores. Alimentar el LED a corrientes más altas aumenta la salida, pero también incrementa la temperatura de la unión y acelera la depreciación del lumen.

4.2 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico es crucial para la gestión térmica. Ilustra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente (Ta). A medida que Ta aumenta, la corriente máxima permitida disminuye linealmente. Para una operación confiable a altas temperaturas ambientales (ej., +85°C), la corriente directa debe reducirse significativamente respecto a su valor nominal a 25°C.

4.3 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales muestran la potencia radiante normalizada frente a la longitud de onda. La curva R6 se centra alrededor de 632 nm con un ancho de banda típico, mientras que la curva BH se centra alrededor de 468 nm. Estos gráficos son útiles para aplicaciones sensibles a contenido espectral específico.

4.4 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

Esta curva característica IV demuestra la relación exponencial típica de los diodos. El voltaje aumenta logarítmicamente con la corriente. La curva ayuda a comprender la resistencia dinámica del LED y es esencial para diseñar circuitos de excitación eficientes.

4.5 Diagrama de Radiación

El gráfico polar representa visualmente el ángulo de visión típico de 120°. La intensidad se normaliza al valor pico (en el eje). El diagrama muestra una distribución similar a Lambertiana, común en LED con lente difusor o reflector, proporcionando una iluminación amplia y uniforme.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED está alojado en un paquete P-LCC-4 (Portador de Chip con Pistas Plásticas, 4 pines). El dibujo detallado con dimensiones especifica el tamaño total, el espaciado de las pistas y los detalles de la cavidad. Las dimensiones clave incluyen la huella, que es crítica para el diseño de las almohadillas del PCB. El paquete incorpora una copa reflectora integrada que rodea el chip del LED, lo que sirve para colimar la luz y aumentar la intensidad luminosa directa. El ánodo y el cátodo están claramente marcados en el diagrama del paquete.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil detallado de temperatura de soldadura por reflujo sin plomo. Las fases clave incluyen:

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos, con una tasa máxima de calentamiento de 3°C/seg.
• Reflujo (Por encima del Líquidus):El tiempo por encima de 217°C debe ser de 60-150 segundos. La temperatura pico no debe exceder 260°C, y el tiempo dentro de 5°C del pico debe ser máximo 10 segundos.
• Enfriamiento:Tasa máxima de enfriamiento de 6°C/seg.

Nota Crítica:La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces para evitar daños por estrés térmico al paquete y a las uniones de los hilos conductores.

6.2 Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

• Sensibilidad a la Humedad:El componente se envasa en una bolsa resistente a la humedad con desecante. La bolsa no debe abrirse hasta que las piezas estén listas para su uso. La vida útil después de abrir es de 168 horas en condiciones de ≤30°C y ≤60% HR.
• Secado (Baking):Si se excede el tiempo de almacenamiento o cambia el indicador del desecante, se requiere un tratamiento de secado a 60 ±5°C durante 24 horas antes del reflujo para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del paquete debido a la presión de vapor).
• Protección de Corriente:Es obligatorio utilizar una resistencia limitadora de corriente externa. Los LED son dispositivos controlados por corriente; un pequeño cambio en el voltaje directo puede causar un gran cambio en la corriente, lo que podría llevar a una falla instantánea.
• Estrés Mecánico:Evite aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED durante el proceso de soldadura.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra en cinta portadora de 8mm, enrollada en carretes estándar. Cada carrete contiene 2000 piezas. Se proporcionan dibujos detallados de las dimensiones de los alvéolos de la cinta portadora y del carrete para garantizar la compatibilidad con los alimentadores de equipos de montaje automático.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios códigos:

• P/N:El número de pieza del fabricante (67-22/R6BHC-B07/2T).
• QTY:La cantidad de piezas en el carrete.
• CAT, HUE, REF:Códigos correspondientes al lote de Intensidad Luminosa, lote de Longitud de Onda Dominante y lote de Voltaje Directo, respectivamente.
• LOT No:Número de lote para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems, teléfonos y máquinas de fax.
• Retroiluminación LCD:Retroiluminación por borde o directa para pantallas LCD monocromáticas o en color pequeñas en electrodomésticos, instrumentos y dispositivos portátiles.
• Iluminación de Interruptores y Símbolos:Retroiluminación para interruptores de membrana, teclados y leyendas de panel.
• Aplicaciones con Guías de Luz:Actuando como fuente de luz para guías de luz de acrílico o PC que transportan la luz desde el PCB hasta un panel frontal o pantalla.
• Indicadores de Estado Generales:Indicadores de encendido, actividad, alarma o modo en una amplia gama de productos electrónicos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie. Calcule el valor de la resistencia usando R = (Vsupply - Vf) / If, donde Vf debe elegirse del valor máximo del lote (ej., 2.35V para R6, 3.7V para BH) para un diseño conservador que garantice que la corriente nunca exceda 20mA incluso con tolerancias del voltaje de alimentación y variación de Vf.
• Gestión Térmica:Para operación continua a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima, considere el diseño del PCB. Utilice áreas de cobre adecuadas conectadas a la almohadilla térmica del LED (si aplica) o a las pistas del cátodo para actuar como disipador de calor.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 120° puede requerir guías de luz, difusores o lentes para dar forma al haz para aplicaciones específicas. El reflector integrado proporciona buena intensidad directa, pero puede no ser adecuado para requisitos de haz extremadamente estrecho.
• Protección contra ESD:Aunque no está explícitamente clasificado para ESD, se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje para prevenir daños latentes en la unión semiconductor.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED SMD estándar sin reflector integrado, este componente ofrece una intensidad luminosa directa significativamente mayor para la misma corriente de excitación, debido al efecto de recolección de luz de la copa reflectora. El paquete P-LCC-4 proporciona una estructura mecánica más robusta que los paquetes de escala de chip, ofreciendo a menudo un mejor rendimiento térmico a través de sus pistas. La disponibilidad de información detallada de clasificación para intensidad, longitud de onda y voltaje permite un diseño de sistema más preciso y una mejor consistencia del producto final en comparación con LED no clasificados o clasificados de manera amplia. La combinación de un amplio ángulo de visión y buena intensidad lo convierte en una opción versátil donde se necesita tanto visibilidad desde ángulos fuera del eje como un rendimiento brillante en el eje.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la 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) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide más estrechamente con el color percibido de la luz del LED. Para fines de diseño, especialmente en aplicaciones sensibles al color, la longitud de onda dominante y su clasificación son más relevantes.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED a 30mA en lugar de 20mA?

Aunque el Límite Absoluto Máximo para la corriente directa continua es 50mA (R6) o 25mA (BH), las Características Electro-Ópticas se especifican a 20mA. Alimentar a 30mA producirá más luz, pero también aumentará la disipación de potencia, la temperatura de la unión y potencialmente acelerará la depreciación del lumen. Es esencial consultar la curva de reducción y asegurar que la temperatura de la unión permanezca dentro de límites seguros. Para una operación confiable a largo plazo, se recomienda adherirse a la condición típica de 20mA.

10.3 ¿Por qué el voltaje directo del LED azul es mayor que el del rojo?

Esto se debe a los materiales semiconductores fundamentales. El LED rojo R6 utiliza AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), que tiene una energía de banda prohibida más baja. El LED azul BH utiliza InGaN (Nitruro de Galio e Indio), que tiene una banda prohibida más ancha. Una banda prohibida más ancha requiere más energía para que los electrones la crucen, lo que se traduce en un voltaje directo más alto para la misma corriente.

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

Al realizar un pedido, puede especificar los códigos de lote deseados para CAT (Intensidad), HUE (Longitud de Onda) y REF (Voltaje) para asegurar que reciba LED con parámetros de rendimiento dentro de su ventana de diseño específica. Por ejemplo, para una salida roja brillante consistente, podría especificar CAT=S1 y HUE=FF2. Si no se especifica, recibirá piezas de los lotes de producción estándar.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un panel de indicadores de múltiples estados para un conmutador de red.El panel requiere LED rojos para "Alarma Crítica", LED azules para "Sistema Activo" y necesita ser visible desde varios ángulos en una unidad montada en rack. Se selecciona el 67-22/R6BHC-B07/2T.

Implementación:Se utilizan las variantes R6 (Rojo) y BH (Azul). El diseñador selecciona el lote de intensidad S1 para máxima luminosidad y especifica lotes de longitud de onda estrechos (ej., FF2 para rojo) para consistencia de color en todas las unidades. Se diseña un circuito de excitación simple usando una fuente de 5V. Para el LED azul (Vf máx=3.7V @20mA), la resistencia limitadora se calcula: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 Ohmios. Se elige una resistencia estándar de 68 Ohmios. Para el LED rojo (Vf máx=2.35V), R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 Ohmios; se usa una resistencia de 130 Ohmios. El amplio ángulo de visión de 120° asegura que los indicadores sean claramente visibles incluso cuando el técnico no está directamente frente al panel. Los componentes se colocan utilizando equipo automático a partir de la cinta y carrete proporcionados.

12. Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado en la región activa. El sistema de material AlGaInP produce luz roja, naranja y amarilla, mientras que el sistema InGaN produce luz azul, verde y blanca (cuando se combina con un fósforo). El reflector integrado en este paquete es una cavidad conformada, típicamente hecha de un material altamente reflectante, que rodea el chip. Redirige la luz que de otro modo se emitiría lateralmente o hacia atrás hacia la parte frontal del paquete, aumentando así la intensidad luminosa directa útil y controlando el patrón del haz.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED SMD como este sigue las tendencias más amplias de la industria hacia la miniaturización, mayor eficiencia (lúmenes por vatio) y mayor fiabilidad. El uso de tecnología de reflector dentro de una huella de paquete estándar es un método rentable para mejorar el rendimiento sin pasar a tipos de paquete más costosos como chip-on-board (COB) o avanzados. Existe un impulso continuo para mejorar la eficiencia tanto de los materiales AlGaInP (rojo) como InGaN (azul/verde), lo que conduce a mayor brillo con la misma corriente o el mismo brillo con menor potencia. Las innovaciones en empaquetado se centran en una mejor gestión térmica para manejar mayores densidades de potencia y en mejorar la consistencia del color y la uniformidad del color angular (ACU) a través del patrón de emisión. El énfasis en el cumplimiento libre de plomo y RoHS, como se ve en esta hoja de datos, refleja el cambio generalizado de la industria hacia una fabricación ambientalmente sostenible.