Hoja Técnica de LED de Vista Superior Serie 67-22 - Paquete P-LCC-4 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V Máx - 60mW - Rojo/Amarillo - Español

1. Descripción General del Producto

La serie 67-22 representa una familia de diodos emisores de luz (LED) de montaje superficial y vista superior, diseñados para aplicaciones de indicación y retroiluminación. Estos dispositivos utilizan un paquete compacto P-LCC-4 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), ofreciendo un equilibrio entre rendimiento, fiabilidad y facilidad de montaje en entornos de producción automatizada.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de diseño de esta serie incluyen un ángulo de visión amplio de 120 grados, un acoplamiento de luz optimizado facilitado por un reflector interno y una ventana transparente incolora. Estas características hacen que los LED sean especialmente adecuados para aplicaciones con guías de luz, donde la transmisión eficiente de luz y una iluminación uniforme son críticas. El bajo requisito de corriente directa (operación típica a 20mA) hace que estos dispositivos sean ideales para aplicaciones sensibles al consumo, como electrónica de consumo portátil, equipos de telecomunicaciones y paneles de control industrial. La serie cumple con los procesos de soldadura sin plomo (Pb-free) y las directivas RoHS, alineándose con los estándares ambientales y de fabricación modernos.

1.2 Selección de Dispositivo y Variantes

La serie se ofrece en múltiples colores emitidos, y esta hoja de datos detalla dos tipos específicos de chip: R6 y Y2. El chip R6, basado en material AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), produce una luz roja brillante. El chip Y2, que también utiliza tecnología AlGaInP, emite una luz amarilla brillante. Ambas variantes están encapsuladas en una resina transparente, que no altera el color inherente del chip, garantizando una alta pureza de color e intensidad luminosa.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis detallado de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave que definen los límites operativos y el rendimiento del LED.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos valores especifican los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para la operación normal.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25mA tanto para R6 como para Y2. Esta es la corriente máxima en CC para una operación confiable a largo plazo.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60mA (ciclo de trabajo 1/10, 1kHz). Este valor permite pulsos cortos de corriente más alta, útiles para multiplexación o para lograr un brillo instantáneo mayor.
• Disipación de Potencia (P_d):60mW. Esta es la potencia máxima que el paquete puede disipar sin exceder sus límites térmicos, calculada como Voltaje Directo (V_F) multiplicado por Corriente Directa (I_F).
• Descarga Electroestática (ESD):2000V (Modelo de Cuerpo Humano). Esto indica un nivel moderado de protección ESD; aún se recomiendan procedimientos de manejo adecuados.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C y -40°C a +95°C, respectivamente, garantizando funcionalidad en un amplio rango de entornos.

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

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas, generalmente a 20mA de corriente directa.

• Intensidad Luminosa (I_V):La variante R6 (roja) tiene un valor típico de 285 mcd (mililumenes), mientras que la Y2 (amarilla) también alcanza 285 mcd. Los valores mínimos parten de 72 mcd, y la intensidad real entregada está determinada por el código de clasificación (ver Sección 3). Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo, confirmando el perfil de emisión de ángulo amplio.
• Longitud de Onda Pico y Dominante:Para R6: Pico (λ_p) es 632nm, Dominante (λ_d) varía de 621-631nm. Para Y2: Pico es 591nm, Dominante varía de 586-594nm. La longitud de onda dominante es la percepción de color de una sola longitud de onda por el ojo humano.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 20nm para R6 y 15nm para Y2, lo que indica que la pureza espectral del chip amarillo es ligeramente mayor.
• Voltaje Directo (V_F):Para R6: 1.75V a 2.35V. Para Y2: 1.8V a 2.4V (inferido de las curvas). El V_Ftípico es más bajo para los LED rojos de AlGaInP en comparación con algunos otros colores. Una resistencia limitadora de corriente es obligatoria en serie para establecer el punto de operación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10µA a V_R=5V, lo que indica una buena calidad de la unión.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en grupos (bins). Este sistema permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de la aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Tanto los chips R6 como Y2 se agrupan en los mismos bins de intensidad, etiquetados Q1, Q2, R1, R2, S1, S2. La intensidad luminosa varía desde un mínimo de 72-90 mcd (Q1) hasta un máximo de 225-285 mcd (S2). El código del bin (ej., S2) estaría marcado en el empaquetado, permitiendo la selección de un grado específico de brillo.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Esta clasificación garantiza la consistencia del color.

• R6 (Rojo):Clasificado en FF1 (621-626nm) y FF2 (626-631nm).
• Y2 (Amarillo):Clasificado en DD1 (586-588nm), DD2 (588-590nm), DD3 (590-592nm) y DD4 (592-594nm).

Un bin de longitud de onda más estrecho (ej., DD1 vs DD4) proporciona una apariencia de color más consistente entre múltiples LED en una matriz.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Las curvas muestran la relación exponencial típica de un diodo. El voltaje directo para el chip R6 aumenta desde ~1.8V hasta ~2.2V a medida que la corriente sube de 1mA a 30mA. El chip Y2 muestra un rango de voltaje ligeramente mayor. Esta curva es esencial para diseñar el circuito de accionamiento y calcular la disipación de potencia.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa aumenta de forma sub-lineal con la corriente. Para ambos tipos, la intensidad aumenta rápidamente a corrientes bajas, pero la tasa de aumento disminuye por encima de ~20-30mA, lo que indica una eficiencia reducida a niveles de accionamiento más altos. Operar en o por debajo de los 20mA recomendados proporciona un buen equilibrio entre brillo y eficiencia.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La salida puede caer aproximadamente un 20-25% cuando la temperatura sube de 25°C a 85°C. Esta reducción térmica debe tenerse en cuenta en diseños donde se esperan altas temperaturas ambiente, pudiendo requerir una corriente de accionamiento más baja o gestión térmica.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este gráfico define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente máxima permisible disminuye para evitar el sobrecalentamiento. Por ejemplo, a 85°C, la corriente máxima es significativamente menor que la clasificación de 25mA a 25°C.

4.5 Distribución Espectral

Los gráficos muestran la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda. El espectro R6 está centrado alrededor de 632nm con un ancho de banda más amplio. El espectro Y2 está centrado alrededor de 591nm y es más estrecho, confirmando los datos de la tabla.

4.6 Diagrama de Radiación (Gráfico Polar)

Los gráficos polares confirman visualmente el ángulo de visión de 120 grados. El patrón de intensidad es aproximadamente Lambertiano (distribución coseno), lo cual es común para LED con un paquete plano sin domo y un reflector interno.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El paquete P-LCC-4 tiene una huella compacta. Las dimensiones clave (en mm) son: Longitud: 2.0, Ancho: 1.25, Altura: 1.1. La separación entre pistas es de 1.0mm. Se aplica una tolerancia de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. En la hoja de datos se proporcionan dibujos detallados con todas las dimensiones críticas para el diseño del patrón de soldadura en PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

The package features a cathode identifier. Typically, this is a notch, a green dot, or a chamfered corner on the component body. The PCB footprint silkscreen should clearly mark the cathode pad to prevent incorrect placement.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

Los LED son adecuados para soldadura por reflujo de fase de vapor o infrarroja. El perfil recomendado incluye: Precalentamiento a 150-200°C durante 60-120 segundos, un tiempo por encima del líquido (217°C) de 60-150 segundos, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. La tasa de enfriamiento debe controlarse.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos o menos por pista para evitar daños térmicos al paquete plástico y al dado semiconductor.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los componentes se empaquetan en una bolsa resistente a la humedad con desecante. Antes de abrir, deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR. Después de abrir la bolsa, la "vida útil en planta" (tiempo que los componentes pueden estar expuestos a las condiciones ambientales de la fábrica) es de 168 horas a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a embolsarse con desecante o almacenarse en un gabinete seco.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora gofrada de 8mm de ancho para compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place. Las dimensiones del carrete están estandarizadas. Cada carrete contiene 2000 piezas. Las dimensiones de la cinta portadora (tamaño del bolsillo, paso) se especifican para garantizar una alimentación adecuada en las máquinas de colocación.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene códigos para el Rango de Intensidad Luminosa (CAT), el Rango de Longitud de Onda Dominante (HUE) y el Rango de Voltaje Directo (REF). Estos códigos corresponden directamente a la información de clasificación de las Secciones 3.1 y 3.2, permitiendo trazabilidad y selección precisa.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado, retroiluminación de teclados y luces de mensajes en teléfonos, faxes y módems.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de encendido, batería y función en dispositivos portátiles, equipos de audio/vídeo y electrodomésticos.
• Industrial y Automotriz:Indicadores de panel, iluminación de interruptores y señalización de fallos donde el ángulo de visión amplio es beneficioso.
• Aplicaciones con Guías de Luz:El reflector interno y el ángulo amplio hacen de esta serie una excelente opción para acoplar luz en guías de luz de acrílico o policarbonato para indicar el estado o retroiluminar símbolos de forma remota.

8.2 Consideraciones Críticas de Diseño

• Limitación de Corriente:Una resistencia externa en serie esabsolutamente obligatoria. La característica I-V exponencial del LED significa que un pequeño aumento en el voltaje de alimentación puede causar un aumento grande y destructivo en la corriente. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Adherirse a las curvas de disipación de potencia y reducción de corriente. Asegurar un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas si se opera a altas temperaturas ambiente o cerca de los límites máximos.
• Precauciones ESD:Utilizar controles ESD estándar durante el manejo y montaje.
• Diseño Óptico:Para guías de luz, considerar el patrón de radiación del LED y la eficiencia de acoplamiento. El ángulo de visión amplio es ventajoso para capturar más luz en la guía.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie 67-22 se diferencia por su combinación específica de atributos de paquete y rendimiento. En comparación con LED de chip más pequeños (ej., 0402), ofrece una salida de luz más alta y un mejor ángulo de visión. En comparación con LED de lente con domo, el paquete P-LCC de tapa plana proporciona un haz más direccional adecuado para acoplar en guías de luz y un perfil más bajo. El uso de tecnología AlGaInP para rojo y amarillo proporciona una mayor eficiencia y mejor saturación de color en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. El reflector interno es una característica clave que no se encuentra en todos los LED SMD, mejorando específicamente el rendimiento en aplicaciones con guías de luz.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Por qué se requiere una resistencia en serie?

Los LED son dispositivos accionados por corriente, no por voltaje. Su voltaje directo tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo (disminuye a medida que aumenta la temperatura). Una fuente de voltaje fijo sin limitador de corriente conduciría a una fuga térmica y fallo. La resistencia proporciona un método simple y lineal para establecer la corriente de operación.

10.2 ¿Puedo alimentar el LED con una fuente de 3.3V?

Sí. Por ejemplo, con un LED rojo (R6) que tiene un V_Ftípico de 2.0V a 20mA, la resistencia en serie requerida sería R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohmios. Una resistencia estándar de 68 Ohmios sería adecuada, resultando en una corriente de aproximadamente 19.1mA.

10.3 ¿Qué significa la "clasificación" (binning) para mi diseño?

Si su aplicación requiere una apariencia uniforme (ej., múltiples LED en una fila), debe especificar un bin de longitud de onda estrecho (ej., solo DD2) y un bin de intensidad específico (ej., R2 o superior). Para aplicaciones menos críticas, una selección de bin más amplia puede ser aceptable y más rentable.

10.4 ¿Cómo interpreto el diagrama de radiación?

El diagrama muestra la intensidad de la luz en función del ángulo. Los puntos de 0.5 (50%) en la curva corresponden a los puntos de ±60° desde el eje central, definiendo el ángulo de visión de 120°. La forma le indica cómo se distribuye la luz; una curva más suave y amplia es mejor para la iluminación de área amplia.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado con Guías de Luz.Un panel de control requiere cuatro indicadores de estado (Encendido, Activo, Advertencia, Fallo) que sean visibles desde un ángulo amplio. El espacio detrás del panel es limitado. El diseñador selecciona la serie 67-22 por su amplio ángulo de visión y reflector interno. Se eligen LED rojos (R6, bin S2 para alto brillo) para Advertencia y Fallo. Se eligen LED amarillos (Y2, bin R1) para Activo. Se elige una variante verde (de la familia de la serie) para Encendido. Los LED se montan en un PCB directamente detrás del panel. Se colocan guías de luz de acrílico sobre cada LED para canalizar la luz hacia las aberturas del panel frontal. El reflector interno del LED acopla eficientemente la luz en la entrada de la guía. Un pin GPIO de un microcontrolador, a través de una resistencia en serie de 100Ω por LED (para una alimentación de 5V), acciona cada indicador. El amplio ángulo de visión garantiza que los indicadores sean visibles incluso cuando el operador no está directamente frente al panel.

12. Introducción al 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. Esta 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. La serie 67-22 utiliza AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para sus chips rojos y amarillos, un sistema de material conocido por su alta eficiencia en el rango espectral del rojo al amarillo. El paquete P-LCC protege el frágil dado semiconductor, proporciona conexiones eléctricas a través de cuatro pistas e incorpora una resina epoxi transparente que actúa como lente y sello ambiental. El reflector interno, típicamente una característica de plástico moldeado con un recubrimiento reflectante, ayuda a redirigir la luz emitida lateralmente hacia la dirección de visión superior, aumentando la intensidad luminosa efectiva y dando forma al patrón de radiación.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en los LED SMD de tipo indicador continúa hacia varias áreas clave:Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en materiales y crecimiento epitaxial producen una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), permitiendo un menor consumo de energía o un mayor brillo con la misma corriente.Miniaturización:Si bien el P-LCC-4 es un paquete estándar, existe demanda de huellas aún más pequeñas (ej., 0402, 0201) para dispositivos portátiles con espacio limitado, aunque a menudo a expensas de la salida de luz máxima.Fiabilidad y Robustez Mejoradas:Las mejoras en materiales de empaquetado (epoxi, plateado del marco de pistas) tienen como objetivo aumentar la resistencia a ciclos térmicos, humedad y entornos que contienen azufre.Integración:Algunas tendencias incluyen integrar resistencias limitadoras de corriente o diodos de protección dentro del paquete del LED para simplificar el diseño del circuito y ahorrar espacio en la placa.Consistencia de Color y Clasificación:Los procesos de fabricación se perfeccionan continuamente para producir distribuciones de longitud de onda e intensidad más estrechas, reduciendo la necesidad de una clasificación extensiva y mejorando la uniformidad visual en aplicaciones con múltiples LED. Las ventajas principales de la serie 67-22—su tamaño de paquete equilibrado, buena salida y características especializadas como el reflector interno—aseguran su relevancia en aplicaciones donde estos atributos específicos se valoran por encima de la miniaturización extrema o la potencia ultra alta.