Hoja de Datos Técnicos LED Top View Serie 67-21 - Paquete 2.0x1.25x1.1mm - Voltaje Directo 1.75-2.35V - Color Naranja Brillante - 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 e iluminación de fondo. Esta variante específica presenta un color naranja brillante emitido por un chip de AlGaInP. El dispositivo está encapsulado en un paquete P-LCC-2 compacto con cuerpo blanco y ventana transparente incolora, lo que contribuye a sus características de ángulo de visión amplio. 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 particularmente adecuado para su uso con guías de luz, un requisito común en el diseño moderno de dispositivos electrónicos. El bajo requisito de corriente directa realza aún más su atractivo para equipos portátiles alimentados por batería o sensibles al consumo energético.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen su idoneidad para procesos de ensamblaje automatizado, compatibilidad con técnicas de soldadura comunes (reflujo por fase de vapor, infrarrojo y soldadura por ola), y su disponibilidad en cinta y carrete para producción en volumen. Es un producto libre de plomo conforme a las directivas RoHS. Los mercados objetivo son diversos, abarcando interiores automotrices (por ejemplo, iluminación de fondo de tableros e interruptores), equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, indicadores en teléfonos y faxes), iluminación general de interruptores y símbolos, iluminación de fondo plana para LCDs y aplicaciones de indicación de propósito general donde se requiere una salida de luz confiable y consistente.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

El rendimiento del LED está definido por un conjunto integral de parámetros eléctricos, ópticos y térmicos medidos en condiciones estándar (Ta=25°C).

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No están destinados para operación continua. Los límites clave incluyen un voltaje inverso (V_R) de 12V, una corriente directa continua (I_F) de 25mA y una corriente directa pico (I_FP) de 60mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1kHz). La disipación de potencia máxima (P_d) es de 60mW. El dispositivo está clasificado para operar desde -40°C hasta +85°C y puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V (Modelo de Cuerpo Humano). Los perfiles de temperatura de soldadura son críticos: soldadura por reflujo a 260°C durante un máximo de 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Bajo una corriente de prueba estándar de 20mA, el dispositivo exhibe un rendimiento típico. La intensidad luminosa (I_V) varía desde un mínimo de 90 mcd hasta un máximo de 225 mcd. El ángulo de visión (2θ_1/2), definido como el ángulo donde la intensidad cae a la mitad de su valor pico, es típicamente de 120 grados, confirmando su emisión de ángulo amplio. La longitud de onda dominante (λ_d), que define el color percibido, se especifica entre 600.5 nm y 612.5 nm para esta variante naranja brillante, con una longitud de onda pico típica (λ_p) alrededor de 611 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es aproximadamente 15 nm. El voltaje directo (V_F) a 20mA varía de 1.75V a 2.35V, mientras que la corriente inversa (I_R) a 12V es de 10 μA máximo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

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

3.1 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante se categoriza en cuatro grupos (Códigos de Bin D8, D9, D10, D11). Cada bin cubre un rango de 3nm, desde D8 (600.5-603.5nm) hasta D11 (609.5-612.5nm). Se aplica una tolerancia de ±1nm.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en cuatro bins: Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd) y S1 (180-225 mcd). Se observa una tolerancia de ±11% para la intensidad.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se divide en tres bins: 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V) y 2 (2.15-2.35V), con una tolerancia de 0.1V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La curva muestra que la intensidad luminosa depende en gran medida de la temperatura de unión. La intensidad se normaliza al 100% a 25°C. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la intensidad disminuye. Por el contrario, a temperaturas más bajas, la intensidad aumenta. Este efecto de extinción térmica es típico de las fuentes de luz semiconductoras y debe tenerse en cuenta en el diseño de gestión térmica, especialmente en entornos de alta temperatura.

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

Este gráfico representa la relación no lineal entre corriente y voltaje. El voltaje directo aumenta con la corriente. Los diseñadores utilizan esta curva para seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas para lograr el brillo deseado sin exceder los límites eléctricos del dispositivo.

4.3 Distribución Espectral

La curva de distribución de potencia espectral muestra un único pico centrado alrededor de 611 nm, característico de los LEDs naranja basados en AlGaInP. El ancho de banda estrecho (aprox. 15nm FWHM) indica una buena pureza de color.

4.4 Patrón de Radiación

El diagrama polar ilustra la distribución espacial de la luz. El patrón es aproximadamente Lambertiano, confirmando el amplio ángulo de visión de 120 grados. Este perfil de emisión uniforme es beneficioso para aplicaciones de guías de luz e iluminación de área amplia.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED tiene una huella compacta. Las dimensiones generales del paquete son 2.0mm de largo, 1.25mm de ancho y 1.1mm de alto. La lente (ventana) tiene un diámetro de 1.1mm. Las almohadillas del ánodo y cátodo están claramente definidas, y se proporciona un patrón de soldadura recomendado para el diseño de PCB. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.1mm.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo está marcado por una muesca o un chaflán en una esquina del paquete. La orientación correcta de la polaridad es crucial durante el ensamblaje para garantizar el funcionamiento adecuado.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

El dispositivo es compatible con procesos SMT estándar. Para soldadura por reflujo, no se debe exceder una temperatura pico de 260°C durante más de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del cautín debe limitarse a 350°C con un tiempo de contacto máximo de 3 segundos por terminal. Estos límites previenen daños térmicos al paquete plástico y a los enlaces internos del chip y los alambres.

7. Información de Empaquetado y Pedido

Los LEDs se suministran en cinta portadora de 8mm, con 2000 piezas por carrete. Las dimensiones del carrete están estandarizadas para máquinas pick-and-place automatizadas. El empaquetado incluye medidas resistentes a la humedad: los componentes se sellan en una bolsa de aluminio a prueba de humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad para proteger contra la absorción de humedad, que puede causar el efecto \"palomitas de maíz\" durante el reflujo.

7.1 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica: Número de Parte (PN), Número de Parte del Cliente (CPN), cantidad (QTY), número de lote (LOT NO) y los códigos de bin específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF). Esto permite una trazabilidad precisa y garantiza que se utilice el grado correcto del componente en la producción.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación Interior Automotriz:Ideal para iluminación de fondo de iconos del tablero, botones e interruptores debido a su fiabilidad en un amplio rango de temperatura (-40°C a +85°C).
• Electrónica de Consumo:Perfecto para indicadores de estado en routers, módems, cargadores y equipos de audio. El amplio ángulo de visión garantiza visibilidad desde varios ángulos.
• Aplicaciones con Guías de Luz:El acoplamiento de luz optimizado del inter-reflector lo convierte en una excelente opción para guiar la luz a través de guías de luz plásticas hacia paneles frontales o pantallas.
• Paneles de Control Industrial:Adecuado para indicadores de estado de máquinas donde se requiere señalización clara y brillante.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie para limitar la corriente directa. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (V_CC), el voltaje directo del LED (V_Fdel bin elegido) y la corriente de operación deseada (I_F, sin exceder 25mA continuos).
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, la operación continua a altas temperaturas ambientales o corrientes altas reducirá la salida de luz y potencialmente acortará la vida útil. Asegure un área de cobre en la PCB adecuada o ventilación si es necesario.
• Protección contra ESD:Aunque está clasificado para 2000V HBM, se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD durante el ensamblaje y manipulación.
• Diseño Óptico:Para aplicaciones con guías de luz, la distancia y alineación entre el LED y la entrada de la guía de luz son críticas para maximizar la eficiencia de acoplamiento.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con paquetes de LED más simples, la serie 67-21 ofrece ventajas distintivas. El paquete P-LCC-2 con inter-reflector proporciona una extracción de luz superior y un patrón de radiación más controlado que los LEDs de chip básicos. El amplio ángulo de visión de 120 grados es mayor que el de muchos LEDs de vista lateral o de vista superior de ángulo estrecho, ofreciendo una mayor flexibilidad de diseño. Su compatibilidad con todos los principales procesos de soldadura y el empaquetado en cinta y carrete lo convierten en una opción amigable para la producción en comparación con dispositivos que requieren manejo especial.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

Usando el voltaje directo máximo (V_{F_max}= 2.35V) para garantizar corriente suficiente en todas las condiciones, y apuntando a una corriente de operación segura de 20mA, el cálculo es: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. Una resistencia estándar de 130Ω o 150Ω sería apropiada. Siempre verifique el brillo con el bin V_Freal de sus componentes.

10.2 ¿Por qué disminuye la intensidad luminosa a alta temperatura?

Esto se debe a la física fundamental de la emisión de luz en semiconductores. A medida que aumenta la temperatura de unión, los procesos de recombinación no radiativa (que generan calor en lugar de luz) aumentan, y la eficiencia del proceso de recombinación radiativa disminuye. Este fenómeno, conocido como extinción térmica, es característico de todos los LEDs y está documentado en las curvas de rendimiento.

10.3 ¿Puedo controlar este LED con una señal PWM para atenuar?

Sí, la modulación por ancho de pulso (PWM) es un método efectivo para atenuar LEDs. Implica encender y apagar el LED a una frecuencia lo suficientemente alta como para ser imperceptible para el ojo humano (típicamente >100Hz). El brillo percibido es proporcional al ciclo de trabajo. Este método es preferible sobre la atenuación analógica por corriente, ya que mantiene una cromaticidad de color consistente en todos los niveles de brillo.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Estado para un Dispositivo Portátil

Un diseñador está creando una herramienta portátil alimentada por batería. Se necesita un indicador de estado brillante e inequívoco (por ejemplo, \"encendido\" o \"cargando\"). Se selecciona la serie 67-21 por su bajo requisito de corriente (extiende la vida de la batería), amplio ángulo de visión (visible desde cualquier ángulo de manejo) y pequeña huella. El diseñador elige una corriente de accionamiento de 15mA (por debajo de la condición de prueba de 20mA) para conservar aún más energía, consultando las curvas I-V y de intensidad para predecir el brillo resultante. Se diseña una guía de luz para canalizar la luz desde el LED montado en la PCB principal hacia una pequeña ventana en la carcasa robusta del dispositivo. Se elige el color naranja brillante por su alto contraste y visibilidad clara. La lista de materiales (BOM) especifica los códigos de bin requeridos (por ejemplo, HUE: D10, CAT: R1) para garantizar la consistencia de color y brillo en todas las unidades fabricadas.

12. Introducción al Principio de Operación

La emisión de luz en este LED se basa en el principio de electroluminiscencia en un material semiconductor. La región activa está compuesta de Fosfuro de Aluminio Galio Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro naranja (~611 nm). El paquete de resina epoxi transparente incolora actúa como una lente, dando forma a la salida de luz y proporcionando protección ambiental.

13. Tendencias y Avances de la Industria

La tendencia en LEDs indicadores continúa hacia una mayor eficiencia, paquetes más pequeños y una mayor integración. Si bien los LEDs discretos como la serie 67-21 siguen siendo vitales por su flexibilidad, hay un uso creciente de módulos LED integrados con controladores y controladores incorporados. Además, los avances en ciencia de materiales pueden conducir a emisores naranja y rojo más eficientes con mejor rendimiento a altas temperaturas. La demanda de indicadores confiables y de larga vida en aplicaciones automotrices e industriales asegura la relevancia de componentes robustos y bien caracterizados como esta serie. El énfasis en el ensamblaje automatizado y la trazabilidad de la cadena de suministro (evidente en la clasificación y etiquetado detallados) refleja tendencias de fabricación más amplias.