Hoja de Datos del LED SMD de Visión Superior Serie 67-21 - Paquete P-LCC-2 - 2.7-4.3V - 25mA - Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 67-21 es una familia de LEDs SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de visión superior diseñados para aplicaciones de indicación e iluminación de fondo. Esta variante específica, identificada como 67-21/GHC-BV1/2T, emite un color verde brillante. El dispositivo está encapsulado en un paquete P-LCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), que presenta un encapsulado de resina transparente incolora. Una característica clave del diseño es el inter-reflector integrado dentro del paquete, que optimiza el acoplamiento de luz y resulta en un amplio ángulo de visión de 120 grados. Esta característica hace que el LED sea particularmente adecuado para su uso con guías de luz, donde la transmisión eficiente de la luz es crítica. El dispositivo está diseñado para operación a baja corriente, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones sensibles al consumo de energía, como equipos electrónicos portátiles.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Paquete:Paquete estándar de montaje superficial P-LCC-2.
• Óptica:Diseñado como indicador óptico con resina transparente incolora para una salida de color pura.
• Ángulo de Visión:Excepcionalmente amplio, de 120 grados.
• Rendimiento:Alta potencia luminosa.
• Montaje:Compatible con procesos de soldadura por reflujo IR.
• Fiabilidad:El preacondicionamiento se basa en los estándares JEDEC J-STD-020D Nivel 3 para sensibilidad a la humedad.
• Conformidad:El producto está libre de plomo (Pb-free), cumple con la directiva RoHS de la UE, los reglamentos REACH de la UE y está libre de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Aplicaciones Objetivo

Los LEDs de la serie 67-21 son componentes versátiles adecuados para una amplia gama de aplicaciones:

• Automoción:Iluminación de fondo para instrumentos del salpicadero e interruptores.
• Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación de fondo en teléfonos y máquinas de fax.
• Tecnología de Pantallas:Iluminación de fondo plana para paneles LCD, interruptores y símbolos.
• Guía de Luz:Ideal para aplicaciones con guías de luz debido al amplio ángulo de visión y al acoplamiento de luz optimizado.
• Uso General:Cualquier aplicación que requiera un LED indicador brillante y fiable.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave definidos en la hoja de datos. Comprender estos límites y características es esencial para un diseño de circuito fiable.

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 durante períodos prolongados.

• Tensión Inversa (V_R):5 V. Exceder esta tensión en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. La corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, 1 kHz). Adecuada para operación en pulsos cortos, pero no para CC.
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW. La potencia máxima que el paquete puede disipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente para operación normal.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +90 °C.
• ESD (HBM):150 V. Esta es una clasificación ESD relativamente baja, lo que indica que el dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas. Los procedimientos de manipulación ESD adecuados son obligatorios.
• Temperatura de Soldadura:Reflujo: 260°C de pico durante un máximo de 10 segundos. Soldadura manual: 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una corriente directa (I_F) de 20 mA y una temperatura ambiente (T_a) de 25°C. Definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_v):715 mcd (Mín.), 1120 mcd (Máx.). Esta es la medida del brillo percibido por el ojo humano. El amplio rango indica que el dispositivo está clasificado (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (Típico). El ángulo en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima. Confirma la afirmación del amplio ángulo de visión.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):518 nm (Típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):523.5 nm (Mín.), 533.5 nm (Máx.). Esta longitud de onda corresponde al color percibido (verde) y también está clasificada.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):35 nm (Típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la potencia máxima (FWHM).
• Tensión Directa (V_F):2.7 V (Mín.), 4.3 V (Máx.) a 20mA. La caída de tensión a través del LED cuando conduce. Este rango requiere un circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):50 µA (Máx.) a V_R=5V. La pequeña corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente.

Tolerancias de los Parámetros:La hoja de datos especifica tolerancias adicionales: Intensidad Luminosa (±11%), Longitud de Onda Dominante (±1nm) y Tensión Directa (±0.1V). Estas deben tenerse en cuenta en los escenarios de diseño del peor caso.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un color y brillo consistentes en la producción, los LEDs se clasifican en "bins" según parámetros clave. La serie 67-21 utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

3.1 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Color)

Los LEDs se agrupan por su longitud de onda dominante, lo que afecta directamente al tono percibido de la luz verde. Los bins se etiquetan de B13 a B17.

• B13:523.5 nm a 525.5 nm
• B14:525.5 nm a 527.5 nm
• B15:527.5 nm a 529.5 nm
• B16:529.5 nm a 531.5 nm
• B17:531.5 nm a 533.5 nm

Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un tono de verde muy específico para aplicaciones donde la consistencia del color es crítica.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Brillo)

Los LEDs también se clasifican según su salida de luz a 20mA. Los bins se etiquetan como V1 y V2.

• V1:715 mcd a 900 mcd
• V2:900 mcd a 1120 mcd

Seleccionar un bin superior (V2) garantiza indicadores más brillantes. Para aplicaciones que requieren un brillo uniforme del panel, se deben utilizar LEDs del mismo bin de intensidad.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete

El LED está encapsulado en un paquete P-LCC-2 estándar. El dibujo dimensional detallado proporciona las medidas críticas para el diseño de la huella en la PCB (Placa de Circuito Impreso), incluyendo el tamaño del cuerpo, el espaciado de las pistas y la altura total. Es necesario adherirse a estas dimensiones para una correcta colocación y soldadura. La tolerancia típica para dimensiones no especificadas es de ±0.1 mm.

4.2 Identificación de Polaridad

Como dispositivo de dos terminales, la polaridad correcta es esencial. El diagrama de vista superior de la hoja de datos muestra el identificador del cátodo (típicamente una muesca, un punto verde u otra marca en el paquete). Conectar el LED en polarización inversa impedirá que se encienda y, si la tensión inversa supera los 5V, puede dañar el dispositivo.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

La manipulación y soldadura adecuadas son cruciales para la fiabilidad, especialmente dada la sensibilidad a la humedad del dispositivo (MSL 3).

5.1 Almacenamiento y Manipulación

• Los componentes se envían en bolsas resistentes a la humedad con desecante.
• La bolsa solo debe abrirse inmediatamente antes de su uso.
• El entorno recomendado después de abrir es <30°C y <60% de Humedad Relativa.
• Si la tarjeta indicadora de humedad muestra humedad excesiva, los componentes deben secarse en horno a 60°C ±5°C durante 24 horas antes de su uso.
• El dispositivo es sensible a ESD (150V HBM). Utilice estaciones de trabajo y procedimientos de manipulación seguros contra ESD.

5.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos proporciona un perfil de temperatura de soldadura por reflujo sin plomo detallado:

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos (tasa de rampa ≤3°C/seg).
• Tiempo por Encima del Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantenida durante un máximo de 10 segundos.
• Enfriamiento:La tasa de enfriamiento no debe exceder 6°C/seg por encima de 255°C.

Notas Críticas:

• La soldadura por reflujo no debe realizarse más dedos veces.
• Evite el estrés mecánico sobre el LED durante el calentamiento y enfriamiento.
• No deforme la PCB después de soldar.

5.3 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Utilice un soldador con una temperatura de punta <350°C.
• Limite el tiempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Utilice un soldador con una potencia nominal ≤25W.
• Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar sobrecalentamiento.
• La soldadura manual conlleva un mayor riesgo de daño térmico.

5.4 Retrabajo y Reparación

Se desaconseja encarecidamente la reparación después de soldar el LED. Si es inevitable:

• Se debe utilizar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando estrés en las uniones de soldadura.
• Se debe evaluar de antemano el potencial de dañar las características del LED durante el retrabajo.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes para el montaje automatizado pick-and-place.

• Cantidad por Embalaje:2000 piezas por carrete.
• Se proporcionan dimensiones detalladas para los alvéolos de la cinta portadora, el núcleo del carrete y el carrete en general para garantizar la compatibilidad con el equipo de montaje.

6.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información clave para la trazabilidad y verificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 67-21/GHC-BV1/2T)
• QTY:Cantidad por Embalaje
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., V1, V2)
• HUE:Rango de Longitud de Onda Dominante (ej., B15)
• REF:Rango de Tensión Directa
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Diseño del Circuito

La Limitación de Corriente es Obligatoria:La tensión directa (V_F) tiene un amplio rango (2.7V-4.3V). Un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede causar un cambio grande, potencialmente destructivo, en la corriente si solo se utiliza una simple resistencia en serie. Para una operación estable y una larga vida útil, un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente cuidadosamente calculada es esencial. El valor de la resistencia (R) se puede aproximar usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Utilice siempre la V_Fmáxima de la hoja de datos para un diseño del peor caso, para asegurar que la corriente no exceda los 25mA.

7.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (110mW máx.), mantener la temperatura de unión dentro de los límites es importante para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegure un área de cobre en la PCB o vías térmicas adecuadas, especialmente si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima.

7.3 Diseño Óptico para Guías de Luz

El ángulo de visión de 120 grados y el inter-reflector integrado hacen de este LED una excelente fuente para guías de luz. Para una eficiencia óptima:

• Posicione el LED lo más cerca posible de la superficie de entrada de la guía de luz.
• Alinee el LED centralmente debajo de la guía de luz.
• Considere usar una superficie reflectante o una cavidad alrededor del LED para capturar y redirigir la luz emitida lateralmente hacia la guía.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 67-21 se diferencia en el mercado de los LEDs indicadores SMD a través de varios atributos clave:

• Ángulo de Visión Amplio vs. LEDs Estándar:Muchos LEDs SMD estándar tienen ángulos de visión de alrededor de 60-80 grados. El ángulo de 120 grados de la serie 67-21 proporciona una visibilidad mucho más amplia, lo que es una ventaja distintiva para indicadores de panel y aplicaciones con guías de luz.
• Optimizado para Guías de Luz:La mención específica de un "inter-reflector" para un acoplamiento de luz optimizado es una característica de diseño dirigida a un desafío común de aplicación, diferenciándolo de los LEDs genéricos.
• Conformidad Integral:Cumplir con los estándares RoHS, REACH y Libre de Halógenos hace que este dispositivo sea adecuado para una amplia gama de mercados globales y diseños con conciencia ambiental.
• Clasificación Detallada:La clasificación de dos parámetros (longitud de onda e intensidad) proporciona a los diseñadores un alto nivel de control sobre la consistencia del color y la uniformidad del brillo en sus productos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Por qué es absolutamente necesaria una resistencia limitadora de corriente?

R1: Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Su curva V-I es exponencial. Sin una resistencia, un pequeño aumento en la tensión de alimentación por encima de la V_Fdel LED provoca un aumento muy grande y descontrolado de la corriente, superando rápidamente la clasificación máxima absoluta de 25mA y llevando a una fuga térmica y fallo.

P2: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

R2: Sí, pero se necesita un diseño cuidadoso. Usando la V_Ftípica de ~3.5V (entre mín. y máx.), una fuente de 3.3V puede no ser suficiente para polarizar directamente el LED correctamente, especialmente para unidades con una V_Fen el extremo superior del rango (4.3V). Se recomienda usar una tensión de alimentación al menos 0.5-1.0V superior a la V_Fmáxima esperada para asegurar una regulación de corriente estable por la resistencia en serie.

P3: ¿Qué significa "MSL Nivel 3" para mi proceso de producción?

R3: Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 significa que el dispositivo encapsulado puede estar expuesto a las condiciones del suelo de fábrica (<30°C/60% HR) hasta 168 horas (7 días) después de abrir la bolsa sellada antes de que requiera secado en horno. Si no se suelda dentro de este plazo, la humedad absorbida puede vaporizarse durante la soldadura por reflujo, causando delaminación interna o "efecto palomita", lo que destruye el componente.

P4: ¿Cómo selecciono el bin correcto (CAT y HUE) para mi aplicación?

R4: Para aplicaciones donde varios LEDs son visibles juntos (ej., una barra de luz de estado), seleccione el mismo bin HUE (longitud de onda) para garantizar un color idéntico. Para aplicaciones que requieren niveles de brillo específicos, seleccione el bin CAT (intensidad) apropiado. Para aplicaciones críticas, consulte con el proveedor para especificar los bins exactos requeridos.

10. Principios de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Operación

Este LED es un diodo semiconductor basado en material de chip de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Cuando se aplica una tensión directa que excede su umbral, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de InGaN determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda de pico de la luz emitida—en este caso, en el espectro verde (~518-533 nm). El encapsulado de resina transparente incolora protege el chip y actúa como una lente, dando forma a la salida de luz para lograr el amplio ángulo de visión de 120 grados.

10.2 Tendencias de la Industria

El desarrollo de LEDs indicadores SMD como la serie 67-21 sigue varias tendencias clave de la industria:

• Miniaturización y Estandarización:El uso de paquetes estándar como P-LCC-2 permite el montaje automatizado y reduce el espacio en la placa.
• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en la epitaxia de semiconductores y el diseño de chips conducen a una mayor intensidad luminosa (mcd) para la misma corriente de entrada, permitiendo indicadores más brillantes o un menor consumo de energía.
• Fiabilidad y Conformidad Mejoradas:Existe un fuerte impulso hacia la soldadura sin plomo, materiales libres de halógenos y el cumplimiento de las regulaciones ambientales globales (RoHS, REACH), como se evidencia en esta hoja de datos.
• Optimización para Aplicaciones Específicas:En lugar de ser componentes genéricos, los LEDs están cada vez más diseñados con aplicaciones específicas en mente, como el inter-reflector en este dispositivo para la eficiencia de las guías de luz.

Descargo de Responsabilidad y Restricciones de Aplicación:Este producto está destinado a aplicaciones generales de indicación e iluminación de fondo. No está diseñado ni calificado para aplicaciones de alta fiabilidad donde un fallo podría provocar lesiones personales o daños materiales significativos, como sistemas militares/aeroespaciales, sistemas de seguridad automotriz (ej., luces de freno, indicadores de airbag) o equipos médicos críticos para la vida. Para tales aplicaciones, se deben seleccionar componentes con las calificaciones y datos de fiabilidad apropiados. Las especificaciones y curvas típicas proporcionadas son solo de referencia; el rendimiento solo está garantizado dentro de los valores máximos absolutos y condiciones de operación establecidos.