Hoja de Datos del Indicador LED Bicolor LTLR1DEKVJNNH155T - Soporte en Ángulo Recto - Rojo/Verde - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un Indicador para Placa de Circuito (CBI) bicolor. El dispositivo consta de una carcasa (soporte) negra de plástico en ángulo recto diseñada para alojar una lámpara LED de tamaño T-1. El LED integrado cuenta con dos fuentes de chip: una que emite en el espectro rojo y otra en el verde, combinadas con una lente difusora blanca para una apariencia uniforme.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Facilidad de Montaje:El diseño está optimizado para un montaje sencillo en placa de circuito y es apilable para crear matrices.
• Contraste Mejorado:La carcasa negra proporciona un alto índice de contraste, mejorando la visibilidad del indicador iluminado.
• Eficiencia Energética:El dispositivo presenta un bajo consumo de energía.
• Cumplimiento Ambiental:Este es un producto libre de plomo, conforme con las directivas RoHS.
• Solución Integrada:El paquete incluye un LED bicolor de AlInGaP (Rojo: 631nm, Verde: 569nm) con una lente difusora blanca preensamblada en el soporte.
• Manejo Automatizado:Suministrado en empaque de cinta y carrete, apto para equipos de colocación automatizada.

1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo

Este indicador es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos que requieren indicación de estado o señal. Los principales mercados de aplicación incluyen:

• Equipos de Comunicación
• Computadoras y Dispositivos Periféricos
• Electrónica de Consumo
• Sistemas de Control Industrial

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (P_d):75 mW para ambos chips, rojo y verde. Esta es la potencia máxima que el paquete LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C.
• Corriente Directa:
  • Continua CC (I_F):30 mA máximo para ambos colores.
  • Pico de Pulso (I_FP):60 mA (Verde) y 90 mA (Rojo), permitido solo bajo condiciones estrictas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10ms).
• Derivación Térmica:La corriente directa CC máxima permitida debe reducirse linealmente en 0.4 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supere los 50°C. Esto es crítico para la fiabilidad a temperaturas elevadas.
• Rangos de Temperatura:Operativo desde -40°C hasta +100°C; almacenamiento desde -55°C hasta +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Los terminales pueden soportar 260°C durante un máximo de 5 segundos, medidos a 1.6mm del cuerpo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a T_A=25°C e I_F=20mA, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (I_v):La salida de luz axial típica es de 110 mcd para ambos colores. Los valores mínimos son 65 mcd, y los máximos son 250 mcd (Rojo) y 450 mcd (Verde). Se aplica una tolerancia de prueba de ±30% a las garantías de intensidad.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):45 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial, definiendo el ancho del haz.
• Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda Pico (λ_P):Aproximadamente 639 nm (Rojo) y 575 nm (Verde). Este es el punto espectral de máxima potencia radiante.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d):631 nm (Rojo) y 569 nm (Verde). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el punto de color en el diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20 nm (Rojo) y 11 nm (Verde). Esto indica la pureza espectral; un ancho de banda más estrecho significa un color más saturado.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 2.0V (Rojo) y 2.1V (Verde) a 20mA, con un máximo de 2.4V para ambos. Esto es crucial para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V.Importante:El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los dispositivos se clasifican (binned) en función de parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Unidades: mcd @ I_F=20mA. La tolerancia en los límites del bin es de ±15%.

• LED Rojo:
  • Bin DE: 65 – 140 mcd
  • Bin FG: 140 – 250 mcd
• LED Verde:
  • Bin DE: 65 – 140 mcd
  • Bin FG: 140 – 250 mcd
  • Bin HJ: 250 – 450 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Solo Verde)

Unidades: nm @ I_F=20mA. La tolerancia en los límites del bin es de ±1 nm.

• Bin de Tono H06: 564.0 – 568.0 nm
• Bin de Tono H07: 568.0 – 571.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que representan gráficamente las relaciones entre parámetros clave. Si bien los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones se analizan a continuación.

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

La curva I-V para LEDs de AlInGaP típicamente muestra una relación exponencial. El V_Fespecificado a 20mA proporciona un punto de operación clave. Los diseñadores deben usar una resistencia en serie para fijar la corriente, ya que pequeños cambios en el voltaje pueden causar grandes cambios en la corriente debido a la característica exponencial del diodo.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva es generalmente lineal en un rango significativo. Operar a los 20mA recomendados asegura un brillo y eficiencia óptimos. Exceder la corriente CC máxima reduce la vida útil y la eficiencia debido al aumento de calor.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz de los LEDs disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. La especificación de derivación térmica para la corriente (0.4 mA/°C por encima de 50°C) está directamente relacionada con la gestión de este efecto. Para aplicaciones en altas temperaturas ambiente, es necesario reducir la corriente de excitación o mejorar la disipación de calor a nivel de placa para mantener el brillo.

4.4 Distribución Espectral

Las longitudes de onda pico y dominante especificadas, junto con el ancho de banda espectral, definen las características del color. El ancho de banda más estrecho del chip verde (11 nm) en comparación con el rojo (20 nm) indica una mayor pureza de color para la emisión verde.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones y Notas

• Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con pulgadas entre paréntesis.
• La tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• Material del soporte: Plástico negro.
• LED integrado: Bicolor (verde-amarillento/rojo) con lente difusora blanca.

5.2 Identificación de Polaridad y Formado de Terminales

El dispositivo tiene polaridad LED estándar (ánodo/cátodo). Durante el formado de terminales para el montaje en placa, las curvas deben realizarse en un punto al menos a 2mm de la base de la lente/soporte del LED. La base del marco de terminales no debe usarse como punto de apoyo. El formado debe realizarse a temperatura ambiente y antes del proceso de soldadura.

5.3 Especificación de Empaquetado

• Cinta Portadora:Aleación de poliestireno conductor negro, 0.50 ± 0.06 mm de espesor.
• Capacidad del Carrete:450 piezas por carrete estándar de 13 pulgadas.
• Empaque en Cartón:
  • 1 Carrete se empaca con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad en una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB).
  • 2 MBBs se empacan en un Cartón Interno (total 900 pcs).
  • 10 Cartones Internos se empacan en un Cartón Externo (total 9,000 pcs).

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 70% HR. Usar dentro de un año.
• Paquete Abierto:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (1 semana) posteriores a abrir la MBB.
• Almacenamiento Extendido/Horneado:Los componentes almacenados fuera del empaque original por >168 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes del montaje SMT para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, usar disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico. Evitar productos químicos agresivos.

6.3 Parámetros del Proceso de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 2mm entre el punto de soldadura y la base de la lente/soporte.

• Soldadura Manual (Cautín):
  • Temperatura: Máximo 350°C.
  • Tiempo: Máximo 3 segundos por unión.
  • Limitar a un ciclo de soldadura.
• Soldadura por Ola:
  • Precalentamiento: Máx. 120°C hasta 100 segundos.
  • Ola de Soldadura: Máx. 260°C.
  • Tiempo de Contacto: Máx. 5 segundos.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El dispositivo se excita mediante un circuito CC simple. Una resistencia limitadora de corriente (R_serie) es obligatoria y se calcula usando la Ley de Ohm: R_serie= (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Usar el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.4V) para un diseño conservador que asegure que la corriente no exceda el límite. Para una alimentación de 5V y una I_Fobjetivo de 20mA: R_serie= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios sería adecuada. La funcionalidad bicolor típicamente requiere una configuración de 3 pines de cátodo común o ánodo común, controlada por dos señales de excitación separadas.

7.2 Gestión Térmica

Si bien la disipación de potencia es baja (75mW), la operación continua a altas temperaturas ambiente (>50°C) requiere atención. Seguir la guía de derivación de corriente. Asegurar una ventilación adecuada y evitar colocar el indicador cerca de otros componentes generadores de calor en el PCB.

7.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 45 grados y la lente difusora blanca proporcionan una iluminación amplia y uniforme adecuada para indicadores de panel frontal. El soporte negro ofrece un excelente contraste cuando está apagado. Para la mejor visibilidad, considerar la altura de montaje en relación con la abertura del panel.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Este producto combina varias características que lo diferencian de los LEDs discretos básicos:

• Soporte Integrado vs. LED Discreto:El soporte negro de ángulo recto preensamblado elimina la necesidad de una pinza de montaje o guía de luz separada, simplificando el montaje y mejorando la estabilidad mecánica y el contraste.
• Bicolor en un Solo Paquete:Proporciona dos colores de indicación (Rojo/Verde) en un paquete compacto de 3 pines, ahorrando espacio en la placa en comparación con el uso de dos LEDs monocromáticos separados.
• Tecnología AlInGaP:Ofrece alto brillo y eficiencia con buena saturación de color, particularmente en los espectros rojo y verde, en comparación con tecnologías más antiguas.
• Empaquetado en Cinta y Carrete:Permite el montaje automatizado, reduciendo costos de mano de obra y mejorando la consistencia de colocación en fabricación de alto volumen.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

La Longitud de Onda Pico (λ_P) es el punto de máxima potencia óptica de salida en el espectro de emisión. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) se deriva de las coordenadas de color y representa la longitud de onda única de luz espectral pura que sería percibida como el mismo color por el ojo humano. λ_des más relevante para aplicaciones de indicación de color.

9.2 ¿Por qué hay una especificación de derivación de corriente por encima de 50°C?

La vida útil y la salida de luz del LED se degradan con el aumento de la temperatura de unión. La curva de derivación reduce la corriente de excitación máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esto limita la disipación de potencia interna (calor) para mantener la temperatura de unión dentro de límites operativos seguros, asegurando fiabilidad a largo plazo.

9.3 ¿Puedo excitar este LED con una fuente de voltaje sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Un LED es un dispositivo excitado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje que exceda su voltaje directo causará un flujo de corriente excesivo, pudiendo destruirlo instantáneamente. Siempre se requiere una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

9.4 ¿Qué significa \"La tolerancia de cada límite de bin es ±15%\"?

Significa que la línea divisoria real entre los bins de intensidad (ej., entre DE y FG) tiene una tolerancia de fabricación de ±15%. Un dispositivo medido exactamente en 140 mcd, el límite nominal, podría clasificarse en cualquiera de los dos bins dependiendo de la calibración de prueba y la variación del lote. Los diseñadores deben usar el valor mínimo de un bin para cálculos de brillo en el peor caso.

10. Estudio de Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario:Diseñando un panel de indicadores de estado para un router industrial. El panel requiere un indicador compacto, de dos colores (Rojo/Verde) para \"Alimentación/Actividad\" y \"Fallo del Sistema\".

Implementación:
1. Se selecciona el LTLR1DEKVJNNH155T por su soporte de ángulo recto integrado (simplifica el montaje detrás de un panel), capacidad bicolor (ahorra espacio) y carcasa negra (proporciona buen contraste).
2. El diseño del PCB incluye tres orificios pasantes metalizados que coinciden con el espaciado de terminales del dispositivo. La huella está diseñada para que el cuerpo del soporte quede al ras contra el borde del PCB cuando se dobla.
3. Un pin GPIO de un microcontrolador excita cada color a través de un circuito simple de interruptor con transistor. La resistencia limitadora se calcula en 150 Ohmios para un sistema de 3.3V ( (3.3V - 2.1V) / 0.008A ≈ 150 Ohmios, usando 8mA para reducir potencia y con brillo suficiente).
4. Durante el montaje, los terminales se forman usando una herramienta de curvado de precisión, asegurando que la curva comience a >2mm del soporte. La placa se suelda luego por ola, respetando el tiempo máximo de inmersión de 5 segundos.
5. El ensamblaje final muestra un indicador limpio y profesional con estados rojo y verde brillantes y distintos, visibles desde un ángulo amplio.

11. Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) 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 y huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz emitida está determinado por la energía de banda prohibida del material semiconductor. Este dispositivo utiliza Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para ambos chips, rojo y verde, un sistema de material conocido por su alta eficiencia en el espectro rojo a verde-amarillento. Los dos chips están alojados juntos bajo una sola lente epoxi difusora blanca que dispersa la luz, creando una apariencia uniforme y ampliando el ángulo de visión.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

Los indicadores LED de montaje pasante como este siguen siendo relevantes en aplicaciones que requieren alta fiabilidad, facilidad de montaje/servicio manual o montaje mecánico robusto. La tendencia en la tecnología LED en general continúa hacia una mayor eficiencia (lúmenes por vatio), mejor reproducción cromática y miniaturización. Para aplicaciones de indicación, la integración es una tendencia clave: combinar múltiples colores, circuitos integrados de control incorporados (como destelladores o controladores RGB) y empaquetado más inteligente. Ambientalmente, el movimiento hacia la fabricación libre de plomo y conforme a RoHS, como se ve en este producto, es ahora un estándar global. El uso de empaquetado en cinta y carrete para componentes pasantes sirve de puente entre los métodos de montaje tradicionales y los procesos automatizados modernos.