Hoja Técnica en Español - LED de Montaje Superficial 45-21 Serie Amarillo Brillante - 3.0x2.0x1.1mm - 2.25V Típico - 40mW

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED de montaje superficial (SMD) de visión superior. El dispositivo se caracteriza por su emisión de color amarillo brillante, lograda mediante un chip de material AlGaInP encapsulado en una resina transparente. Sus principales ventajas de diseño incluyen un amplio ángulo de visión y un acoplamiento de luz optimizado gracias a un reflector interno, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones con guías de luz. Su bajo requerimiento de corriente también lo posiciona como una opción ideal para aplicaciones sensibles al consumo de energía, como equipos portátiles.

El producto está diseñado pensando en la fiabilidad y el cumplimiento normativo. Cuenta con un encapsulado SMT blanco con un marco de pines individual de 2 terminales. Es compatible con las normas RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Además, está calificado según el estándar AEC-Q101, lo que lo hace apto para entornos exigentes como la iluminación interior automotriz (por ejemplo, retroiluminación del salpicadero).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites para evitar daños permanentes.

• Tensión Inversa (V_R):5 V
• Corriente Directa (I_F):50 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA (Ciclo de trabajo 1/10 @1kHz)
• Disipación de Potencia (P_d):120 mW
• Descarga Electroestática (ESD) HBM:2000 V
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Reflujo: 260°C durante 10 seg; Manual: 350°C durante 3 seg.

2.2 Características Electro-Ópticas (T_a=25°C)

Parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones estándar.

• Intensidad Luminosa (I_v):450 a 900 mcd (a I_F=20mA)
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (Típico)
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):591 nm (Típico)
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):585.5 a 594.5 nm
• Ancho de Banda del Espectro de Radiación (Δλ):15 nm (Típico)
• Tensión Directa (V_F):1.95 a 2.55 V (a I_F=20mA)
• Corriente Inversa (I_R):10 μA Máx. (a V_R=5V)

Nota: Las tolerancias son ±11% para la intensidad luminosa, ±1nm para la longitud de onda dominante y ±0.1V para la tensión directa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El dispositivo se clasifica en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia en el diseño de aplicaciones.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Grupo A)

• D3:585.5 - 588.5 nm
• D4:588.5 - 591.5 nm
• D5:591.5 - 594.5 nm

3.3 Clasificación por Tensión Directa (Grupo C)

• 1:1.95 - 2.15 V
• 2:2.15 - 2.35 V
• 3:2.35 - 2.55 V

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas típicas de características electro-ópticas (referenciadas en la hoja de datos) ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa, la tensión directa, y el impacto de la temperatura ambiente en el rendimiento. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores predigan el comportamiento en condiciones no estándar, como temperaturas de operación más altas o corrientes de excitación variables. Analizar estos gráficos ayuda a seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas y a comprender las posibles variaciones de brillo en el rango de operación del dispositivo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Contorno del Encapsulado

El dispositivo tiene una huella SMT compacta. Las dimensiones clave (en mm, tolerancia ±0.1mm salvo especificación) son aproximadamente 3.0mm de longitud, 2.0mm de ancho y 1.1mm de altura. Se proporciona un diseño recomendado de almohadillas de soldadura para garantizar una conexión mecánica y térmica adecuada durante el ensamblaje.

5.2 Identificación de Polaridad

El ánodo (+) está claramente marcado en la parte superior del encapsulado. La orientación correcta de la polaridad es crucial durante la colocación para garantizar el funcionamiento adecuado del circuito.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Métodos de Soldadura

El método de ensamblaje principal recomendado es la soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Se sugiere un perfil de temperatura de reflujo específico sin plomo, con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. La soldadura manual es permitida, pero debe realizarse con cuidado a una temperatura de punta inferior a 350°C durante no más de 3 segundos por terminal, utilizando un soldador con una capacidad de 25W o menos.

6.2 Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

• Sensibilidad a ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas. Deben seguirse los procedimientos adecuados de manipulación ESD.
• Sensibilidad a la Humedad:Los LED se envasan en una bolsa resistente a la humedad con desecante.
  • No abra la bolsa hasta que esté listo para su uso.
  • Antes de abrir: Almacenar a ≤30°C / ≤70% HR hasta por un año.
  • Después de abrir: Usar dentro de los 3 días en condiciones de ≤30°C / ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben resellarse en un paquete seco.
  • Si el indicador de desecante cambia de color o se excede el tiempo de almacenamiento, se requiere un horneado único a 60±5°C durante 24 horas antes de su uso.

6.3 Notas Críticas de Uso

• Protección de Corriente:Es obligatorio un resistor limitador de corriente externo. La característica exponencial V-I del LED significa que un pequeño aumento de voltaje puede causar una gran oleada de corriente destructiva.
• Evitar Esfuerzos Mecánicos:Evite aplicar esfuerzos mecánicos al cuerpo del LED durante el calentamiento (soldadura) y no deforme la PCB después del ensamblaje.
• Reparación:No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente y evitar daños.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Empaquetado

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve, que luego se enrolla en carretes. El carrete estándar contiene 2000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas de los bolsillos de la cinta portadora y del carrete para facilitar la configuración de máquinas pick-and-place automatizadas.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene varios códigos para trazabilidad y especificación:

• P/N:Número de Producto (ej., 45-21/YSC-AU1V1C/2T-AFM)
• LOT No:Número de Lote de Fabricación
• QTY:Cantidad de Empaque
• CAT:Código de Lote de Intensidad Luminosa (ej., V1)
• HUE:Código de Lote de Longitud de Onda Dominante (ej., D4)
• REF:Código de Lote de Tensión Directa (ej., 2)

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado y retroiluminación para teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación plana para LCDs, interruptores y símbolos.
• Iluminación General:Aplicaciones con guías de luz para distribución uniforme, ideales para indicadores de panel.
• Interiores Automotrices:Retroiluminación del salpicadero y otras funciones de iluminación interior (calificado para AEC-Q101).

8.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Excitación:Siempre implemente una resistencia en serie para establecer la corriente directa. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (V_CC), la tensión directa del LED (V_Fdel lote apropiado) y la corriente deseada (I_F, sin exceder los 50mA continuos).
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre en la PCB adecuada o alivio térmico si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados y la lente transparente hacen que este LED sea excelente para aplicaciones que requieren visibilidad de gran angular o acoplamiento en guías de luz. Considere la distribución de intensidad angular al diseñar guías de luz o difusores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED estándar, este dispositivo ofrece varias ventajas clave para aplicaciones específicas. El amplio ángulo de visión de 120 grados es superior al de muchos LED de ángulo estrecho, proporcionando una iluminación más uniforme en aplicaciones de panel sin ópticas secundarias. La calificación AEC-Q101 es un diferenciador crítico para los mercados automotrices y otros de alta fiabilidad, indicando pruebas rigurosas de choque térmico, resistencia a la humedad y estabilidad a largo plazo. La combinación del material AlGaInP para colores amarillo/naranja/rojo generalmente ofrece una mayor eficiencia luminosa y una mejor estabilidad térmica que tecnologías más antiguas como GaAsP. El cumplimiento libre de halógenos y plomo garantiza la adhesión a las regulaciones ambientales modernas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de alimentación de 5V?

Usando la tensión directa típica de 2.25V y una corriente objetivo de 20mA, el cálculo es: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.25V) / 0.02A = 137.5 Ω. Una resistencia estándar de 150 Ω daría como resultado una corriente ligeramente menor, alrededor de 18.3mA, lo cual es seguro y está dentro de las especificaciones. Siempre use la V_Fmáxima de la hoja de datos (2.55V) para un diseño del peor caso, asegurando que la corriente nunca exceda el límite deseado.

10.2 ¿Puedo excitar este LED con una señal PWM para atenuar?

Sí, la modulación por ancho de pulso (PWM) es un método efectivo para atenuar LED. Asegúrese de que la corriente de pico en cada pulso no exceda el límite absoluto máximo de 50mA (continua) o 100mA (pulsada). La frecuencia debe ser lo suficientemente alta (típicamente >100Hz) para evitar parpadeo visible.

10.3 ¿Por qué es tan importante el procedimiento de almacenamiento y horneado?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando deslaminación interna o \"efecto palomita de maíz\", lo que agrieta el encapsulado y destruye el dispositivo. El proceso de horneado elimina suavemente esta humedad absorbida antes de que el componente sufra el reflujo.

11. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un grupo de indicadores de estado para un panel de control industrial. Los indicadores deben ser visibles desde un ángulo amplio, fiables y excitados directamente desde los pines GPIO de 3.3V de un microcontrolador.
Solución:Este LED es una excelente opción. El ángulo de visión de 120 grados garantiza la visibilidad desde varias posiciones del operador. La fiabilidad de nivel AEC-Q101 es beneficiosa para entornos industriales. Para el circuito, usando una fuente de 3.3V y asumiendo una V_Fde 2.25V a 20mA, se requiere una resistencia en serie de (3.3V - 2.25V)/0.02A = 52.5 Ω (usar 56 Ω). El GPIO del microcontrolador puede suministrar/absorber los 20mA. El bajo consumo de energía (40mW por LED) minimiza la generación de calor en el panel.

12. Introducción al Principio de Operación

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su tensión directa característica (V_F) a través del ánodo y el cátodo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del chip semiconductor de AlGaInP. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo brillante (~591 nm). La resina epoxi transparente encapsula el chip y actúa como una lente, dando forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión especificado de 120 grados.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en los LED indicadores es hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio), tamaños de encapsulado más pequeños para placas de mayor densidad y una mayor integración de funciones como regulación de corriente incorporada o diodos de protección. También hay un fuerte impulso hacia un cumplimiento ambiental más amplio (más allá de RoHS para incluir sustancias como PFAS) y estándares de fiabilidad mejorados para aplicaciones automotrices e industriales, como se ve con la calificación AEC-Q101 de este componente. El uso de materiales semiconductores avanzados como AlGaInP continúa proporcionando un rendimiento superior para colores rojo, naranja y amarillo en comparación con los LED blancos filtrados o convertidos por fósforo.