Hoja de Datos Técnicos de LED Top View Serie 67-21 - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Tensión Directa 1.75-2.35V - Color Rojo Brillante - Documentación en Español

1. Descripción General del Producto

La serie 67-21 representa una familia de LEDs Top View de montaje superficial diseñados para aplicaciones de indicación y retroiluminación. Este modelo específico presenta una emisión de color rojo brillante lograda mediante tecnología de chip AlGaInP. El dispositivo está encapsulado en un paquete compacto P-LCC-2 con cuerpo blanco y ventana transparente incolora, lo que contribuye a sus características de amplio ángulo de visión. Una característica clave del diseño es el inter-reflector integrado dentro del paquete, que optimiza la eficiencia de acoplamiento de luz. Esto hace que el LED sea especialmente adecuado para su uso con guías de luz, donde es crítica una transmisión eficiente desde la fuente hasta el punto de visualización. El bajo requerimiento de corriente mejora aún más su idoneidad para aplicaciones sensibles a la potencia, como dispositivos electrónicos portátiles y cuadros de mando automotrices.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen su amplio ángulo de visión de 120 grados, compatibilidad con procesos estándar de colocación y soldadura automatizada (incluyendo soldadura por fase de vapor, reflujo infrarrojo y soldadura por ola), y su construcción libre de plomo y conforme con RoHS. El dispositivo se suministra en cinta de 8mm y carrete para montaje de alto volumen. Sus mercados objetivos principales son la electrónica automotriz (para retroiluminación de cuadros de mando e interruptores), equipos de telecomunicaciones (para indicadores en teléfonos y máquinas de fax), iluminación general de interruptores y símbolos, y como fuente de retroiluminación plana para LCDs. La combinación de fiabilidad, facilidad de montaje y rendimiento óptico lo posiciona como un componente versátil para uso general en indicadores.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

El rendimiento del LED se define bajo condiciones estándar de prueba a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Una comprensión exhaustiva de estos parámetros es esencial para un diseño de circuito adecuado y la predicción del rendimiento.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o cerca de estos límites. Los valores máximos absolutos clave son: una tensión inversa (V_R) de 5V, una corriente directa continua (I_F) de 25mA, y una corriente directa de pico (I_FP) de 100mA para operación pulsada con un ciclo de trabajo de 1/10 y frecuencia de 1kHz. La disipación de potencia máxima (P_d) es de 100mW. El dispositivo puede operar dentro de un rango de temperatura de -40°C a +85°C y puede almacenarse entre -40°C y +90°C. El perfil de temperatura de soldadura es crítico: para soldadura por reflujo, se especifica una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos, mientras que para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 350°C durante 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

El punto de operación típico para las especificaciones fotométricas y eléctricas es a una corriente directa de 20mA. La intensidad luminosa (I_v) tiene un rango típico de 140mcd a 360mcd, que se subdivide en clasificaciones específicas (R2, S1, S2, T1). La longitud de onda dominante (λ_d) para la variante rojo brillante está entre 621nm y 631nm, con una longitud de onda de pico típica (λ_p) alrededor de 632nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 20nm. Eléctricamente, la tensión directa (V_F) a 20mA varía de 1.75V a 2.35V, y se garantiza que la corriente inversa (I_R) sea inferior a 10μA a la tensión inversa máxima de 5V. Las tolerancias se especifican como ±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

Para garantizar la consistencia en brillo y color en aplicaciones de producción, los LEDs se clasifican en lotes según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar el grado apropiado para las necesidades de su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en cuatro lotes: R2 (140-180 mcd), S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd) y T1 (285-360 mcd). Todas las mediciones se toman a I_F=20mA. Seleccionar un lote superior (por ejemplo, T1) garantiza un LED más brillante, lo que puede ser necesario para aplicaciones que requieren alta visibilidad o cuando se usan detrás de guías de luz con alta atenuación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (tono) se controla clasificando la longitud de onda dominante. Para esta serie rojo brillante, los lotes se agrupan bajo el código 'F', con sub-lotes FF1 (621-626 nm) y FF2 (626-631 nm). Una distribución de longitud de onda más ajustada dentro de una aplicación garantiza una apariencia de color uniforme en múltiples indicadores.

3.3 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en tres grupos bajo el código 'B': B0 (1.75-1.95V), B1 (1.95-2.15V) y B2 (2.15-2.35V). Conocer el lote de V_Fes crucial para diseñar el circuito limitador de corriente, especialmente cuando se manejan múltiples LEDs en serie, para garantizar una distribución uniforme de corriente y brillo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características proporcionadas ofrecen información valiosa sobre el comportamiento del LED en condiciones no estándar.

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La curva muestra que la intensidad luminosa está inversamente relacionada con la temperatura de unión. A medida que la temperatura ambiente aumenta de -40°C a +110°C, la salida relativa disminuye. A la temperatura máxima de operación de +85°C, la salida es significativamente menor que a 25°C. Esta reducción térmica debe tenerse en cuenta en diseños donde se esperan altas temperaturas ambientales, lo que puede requerir la selección de un lote de mayor intensidad o un enfriamiento activo.

4.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La curva I-V es no lineal, típica de un diodo. En el punto de operación recomendado de 20mA, la tensión cae dentro del rango clasificado. La curva permite a los diseñadores estimar la caída de tensión a diferentes corrientes de accionamiento, lo que es esencial para el diseño de la fuente de alimentación.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación típico. Sin embargo, está prohibido accionar el LED por encima del valor máximo absoluto de 25mA, ya que reducirá la vida útil y la fiabilidad debido a una generación excesiva de calor.

4.4 Patrón de Radiación y Distribución Espectral

El diagrama de radiación confirma el amplio ángulo de visión de 120 grados, mostrando un patrón de emisión similar al de Lambert. El gráfico de distribución espectral muestra un solo pico centrado alrededor de 632nm, característico de los LEDs rojos AlGaInP, con un ancho de banda definido que garantiza la pureza del color.

5. Información Mecánica y del Paquete

El paquete P-LCC-2 tiene dimensiones de aproximadamente 3.2mm de longitud, 2.8mm de ancho y 1.9mm de altura (tolerancia ±0.1mm a menos que se indique lo contrario). El dibujo técnico proporciona medidas detalladas para el cuerpo del LED, la lente y la huella crítica de la almohadilla de soldadura. Un diseño correcto de la almohadilla es esencial para una soldadura fiable y una alineación adecuada durante el reflujo. La polaridad se indica mediante la marca del cátodo en el paquete. El patrón de almohadillas recomendado en el PCB garantiza la formación suficiente de filete de soldadura y estabilidad mecánica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El dispositivo es totalmente compatible con los procesos estándar de montaje SMT. Para soldadura por reflujo, es obligatorio un perfil con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante 10 segundos para evitar daños al paquete plástico y a la unión interna del chip. Se debe seguir una velocidad de calentamiento y enfriamiento estándar. Para soldadura manual, se debe tener extremo cuidado: usar un soldador con toma de tierra con una temperatura de punta inferior a 350°C, y limitar el tiempo de contacto a 3 segundos por almohadilla. Evitar el estrés mecánico en la lente durante y después del montaje. La sensibilidad a la humedad se aborda enviando los componentes en bolsas de aluminio selladas a prueba de humedad con desecante.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LEDs se suministran en cinta portadora de 8mm, con una cantidad estándar cargada de 2000 piezas por carrete. Las dimensiones del carrete se especifican para compatibilidad con alimentadores automatizados. El etiquetado en el carrete incluye información crítica: Número de Parte (PN), Número de Parte del Cliente (CPN), cantidad (QTY), número de lote (LOT NO) y los códigos de lote específicos para intensidad luminosa (CAT), longitud de onda dominante (HUE) y tensión directa (REF). Esta trazabilidad es vital para el control de calidad y una fabricación consistente.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para indicadores de estado en electrónica de consumo, retroiluminación para interruptores de membrana y leyendas de paneles, e iluminación para guías de luz en cuadros de mando automotrices o paneles de control industrial. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde el indicador necesita ser visible desde varios ángulos.

8.2 Consideraciones de Diseño

Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Use la V_Fmáxima del lote o de la hoja de datos para garantizar que la corriente no exceda los 20mA en las peores condiciones. Para un brillo uniforme en matrices de múltiples LEDs, considere usar controladores de corriente constante o clasificar los LEDs para una V_Fconsistente. Cuando se use con guías de luz, asegúrese de que el material de la guía tenga alta transmitancia para la luz roja y diseñe la interfaz para minimizar las pérdidas ópticas.

9. Fiabilidad y Garantía de Calidad

El producto se somete a una serie completa de pruebas de fiabilidad con un nivel de confianza del 90% y un Porcentaje de Defectos Tolerables por Lote (LTPD) del 10%. El portafolio de pruebas incluye resistencia a la soldadura por reflujo, ciclado de temperatura (-40°C a +100°C), choque térmico, almacenamiento a alta y baja temperatura, vida útil en operación DC a 20mA durante 1000 horas, y pruebas de alta temperatura/alta humedad (85°C/85% HR). Estas pruebas validan la robustez del LED para entornos automotrices e industriales exigentes, garantizando estabilidad de rendimiento a largo plazo.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs antiguos de orificio pasante, este paquete SMD ofrece un ahorro de espacio significativo, mejor idoneidad para la producción automatizada y una fiabilidad mejorada al eliminar la soldadura manual. Dentro del panorama de LEDs SMD, la serie 67-21 se diferencia por su geometría de paquete específica optimizada para el acoplamiento con guías de luz y su amplio ángulo de visión de 120 grados, que es más amplio que muchos LEDs SMD estándar. La disponibilidad de una clasificación precisa para intensidad, color y tensión proporciona una ventaja para aplicaciones que requieren alta consistencia.

11. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo accionar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

R: No. Un LED es un dispositivo accionado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de tensión hará que fluya una corriente excesiva, destruyéndolo instantáneamente. Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda de pico (λ_p) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para la especificación del color, la longitud de onda dominante es más relevante.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote en la etiqueta?

R: El código CAT corresponde al lote de intensidad luminosa (por ejemplo, S1), el código HUE al lote de longitud de onda dominante (por ejemplo, FF1) y el código REF al lote de tensión directa (por ejemplo, B1). Estos garantizan que reciba LEDs con las características de rendimiento específicas que solicitó.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para operación normal a 20mA o menos, normalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED. Sin embargo, la gestión térmica a través de un diseño de PCB adecuado (almohadillas de alivio térmico, áreas de cobre) es una buena práctica, especialmente para matrices de alta densidad o aplicaciones con alta temperatura ambiente.

12. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Conjunto de Indicadores de Cuadro de Mando:En un cuadro de mando automotriz, múltiples LEDs 67-21 (en rojo y otros colores de la serie) pueden montarse en un solo PCB. Cada LED se empareja con una guía de luz dedicada para dirigir su luz a un icono específico (por ejemplo, motor, presión de aceite). El amplio ángulo de visión garantiza que el icono se ilumine uniformemente tanto para el conductor como para el pasajero. Los LEDs se accionan a través del sistema de 12V del vehículo usando resistencias en serie apropiadas, calculadas usando la V_Fmáxima para garantizar la consistencia del brillo en todo el rango de temperatura dentro del coche.

Ejemplo 2: Panel de Control Industrial:Un panel de operador de máquina utiliza estos LEDs detrás de paneles de acrílico grabados para indicar estados de la máquina (Funcionando - Verde, Fallo - Rojo, En espera - Amarillo). El paquete blanco del LED minimiza la contaminación de color desde el PCB. El diseñador selecciona LEDs del mismo lote de intensidad y tensión para garantizar un brillo uniforme en todos los indicadores. El paquete SMD permite un diseño de panel muy plano y compacto.

13. Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. El material del chip es Fosfuro de Aluminio Galio Indio (AlGaInP). Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones de la región n y los huecos de la región p se inyectan en la región activa donde se recombinan. En AlGaInP, esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz) en la porción roja del espectro visible (aproximadamente 630nm). La composición específica de las capas de AlGaInP determina la longitud de onda precisa de la luz emitida. La lente de epoxi transparente incolora encapsula el chip, lo protege del entorno y moldea la luz emitida en el patrón de radiación deseado.

14. Tendencias y Contexto de la Industria

La tendencia en LEDs indicadores continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de entrada eléctrica), tamaños de paquete más pequeños y una fiabilidad mejorada. También hay una demanda creciente de una consistencia más estricta en color y brillo (clasificación) por razones estéticas y funcionales en electrónica de consumo y automotriz. Si bien esta serie 67-21 es un producto bien establecido, las tecnologías de LED más nuevas pueden ofrecer una mayor eficacia. Sin embargo, su combinación de un paquete probado, amplia disponibilidad, características ópticas específicas para guías de luz y datos de fiabilidad completos garantizan su relevancia continua en muchas aplicaciones de diseño donde se requiere un equilibrio entre rendimiento, costo y fiabilidad probada. La tendencia hacia la miniaturización y una mayor integración en la electrónica también respalda el uso de estos componentes SMD estandarizados y automatizables.