Hoja de Datos del LED SMD Bicolor LTW-327ZDSKG-5A - Emisión Lateral - Blanco/Verde - 5mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-327ZDSKG-5A es un LED de Montaje Superficial (SMD) bicolor con emisión lateral (ángulo recto). Este componente está específicamente diseñado para aplicaciones que requieren iluminación desde el lateral del encapsulado, lo que lo convierte en una opción ideal para sistemas de retroiluminación de paneles LCD, paneles con iluminación de borde y otras soluciones de iluminación con espacio limitado donde la luz debe dirigirse lateralmente en lugar de perpendicularmente a la placa.

El dispositivo integra dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para la emisión de luz blanca y un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para la emisión de luz verde. Esta configuración de doble chip permite la mezcla de colores o el control independiente de dos fuentes de luz desde una huella compacta. El encapsulado cuenta con un marco de pines estañado para mejorar la soldabilidad y se suministra en cinta de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con equipos de ensamblaje automático pick-and-place de alta velocidad.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Fuente de Dos Colores:Combina LEDs blancos y verdes en un encapsulado estándar EIA, ahorrando espacio en la placa y simplificando el diseño.
• Emisión en Ángulo Recto:El diseño de emisión lateral está optimizado para dirigir la luz paralela a la superficie del PCB, crucial para aplicaciones de iluminación de borde.
• Alto Brillo:Utiliza tecnología avanzada de chips InGaN y AlInGaP para ofrecer una alta intensidad luminosa.
• Compatibilidad de Fabricación:El encapsulado está diseñado para ser compatible con sistemas de colocación automática estándar y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y deben evitarse en el diseño del circuito.

• Disipación de Potencia (Pd):Blanco: 35 mW, Verde: 48 mW. Esta es la pérdida de potencia máxima permitida en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):Blanco: 50 mA, Verde: 40 mA. Esta es la corriente pulsada máxima (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) que el LED puede soportar momentáneamente.
• Corriente Directa Continua (I_F):Blanco: 10 mA, Verde: 20 mA. Esta es la corriente DC máxima recomendada para operación continua a Ta=25°C.
• Rangos de Temperatura:Operación: -20°C a +80°C; Almacenamiento: -40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura:Resiste soldadura por reflujo infrarrojo a una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos.
• Descarga Electroestática (ESD):El umbral del Modelo de Cuerpo Humano (HBM) es de 2000V. Son obligatorias las precauciones adecuadas de manejo ESD.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 5mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Una medida clave del brillo.
  • Blanco: Mínimo 28.0 mcd, Valor típico no especificado, Máximo 112.0 mcd.
  • Verde: Mínimo 4.5 mcd, Valor típico no especificado, Máximo 18.0 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Aproximadamente 130 grados para ambos colores, definiendo la dispersión angular de la luz emitida.
• Tensión Directa (V_F):La caída de tensión a través del LED cuando conduce.
  • Blanco: Mín 2.70V, Típ 3.00V, Máx 3.15V.
  • Verde: Mín 1.70V, Típ 2.00V, Máx 2.40V.
  La diferencia en V_Fentre colores es importante para el diseño del circuito de excitación, especialmente si van a ser alimentados desde una fuente de corriente común.
• Propiedades Espectrales del Chip Verde (a I_F=5mA):
  • Longitud de Onda de Pico (λ_P): Típicamente 575 nm.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d): Típicamente 570 nm.
  • Ancho Espectral a Media Altura (Δλ): Típicamente 20 nm.
  • Coordenadas de Cromaticidad (x, y): Típicamente (0.3, 0.3) en el diagrama CIE 1931.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 µA a una Tensión Inversa (V_R) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento para garantizar la consistencia. El código de clasificación está marcado en la bolsa de empaque.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Los LEDs se agrupan según su salida luminosa medida a 5mA.

• Lotes de LED Blanco:
  • N: 28.0 - 45.0 mcd
  • P: 45.0 - 71.0 mcd
  • Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Lotes de LED Verde:
  • J: 4.5 - 7.1 mcd
  • K: 7.1 - 11.2 mcd
  • L: 11.2 - 18.0 mcd

La tolerancia para cada lote de intensidad luminosa es de +/- 15%.

3.2 Clasificación por Tono (Cromaticidad) para LED Verde

Los LEDs verdes también se clasifican según su punto de color en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, definido por las coordenadas (x, y). Se especifican seis lotes (S1 a S6) con límites de coordenadas precisos. La tolerancia para cada lote de tono es de +/- 0.01 en ambas coordenadas x e y. Esto garantiza una consistencia de color estricta para aplicaciones donde el color verde preciso es crítico.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en diferentes condiciones. Si bien los gráficos específicos no se reproducen en el texto, normalmente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo aumenta el brillo con la corriente, hasta los límites máximos.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz, lo cual es crucial para la gestión térmica en la aplicación.
• Distribución Espectral de Potencia:Para el LED verde, muestra la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de ~575 nm.

Los diseñadores deben usar estas curvas para seleccionar puntos de operación apropiados y comprender las compensaciones de rendimiento, especialmente en cuanto a eficiencia y efectos térmicos.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Asignación de Pines y Polaridad

El número de parte LTW-327ZDSKG-5A tiene una lente amarilla. La asignación de pines es la siguiente:

• Ánodo 1 (A1): Conectado al chip verde AlInGaP.
• Ánodo 2 (A2): Conectado al chip blanco InGaN.

El cátodo común está implícito pero no está explícitamente etiquetado en el texto proporcionado. El dibujo mecánico mostraría la almohadilla del cátodo. La polaridad correcta es esencial para prevenir daños.

5.2 Dimensiones del Encapsulado y Tolerancias

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA para LEDs de emisión lateral. Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.10 mm a menos que se indique lo contrario en el dibujo detallado del encapsulado. La hoja de datos incluye dimensiones sugeridas para las almohadillas de soldadura y orientación para garantizar una alineación mecánica adecuada y la fiabilidad de la unión soldada durante el reflujo.

6. Pautas de Ensamblaje, Soldadura y Manejo

6.1 Proceso de Soldadura

El LED es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Se sugiere un perfil recomendado, con una temperatura máxima de 260°C sostenida durante 10 segundos. Adherirse a este perfil es crítico para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED o a las conexiones internas por alambre.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los productos químicos especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado de plástico. El método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs son dispositivos sensibles a la humedad. Se exigen condiciones de almacenamiento específicas:

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año.
• Paquete Abierto:El ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C o el 60% de HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de una semana después de abrir.
• Almacenamiento Prolongado (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Re-horneado:Si se almacena fuera del embalaje original por más de una semana, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo tiene un umbral ESD de 2000V (HBM). Para prevenir daños por electricidad estática, es obligatorio usar controles ESD adecuados: pulseras antiestáticas, guanti antiestáticos y asegurarse de que todo el equipo y las estaciones de trabajo estén correctamente conectados a tierra.

7. Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora estampada estándar de la industria, de 8 mm de ancho, con una cinta de cubierta superior. La cinta se enrolla en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándares de Empaquetado:Conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Calidad:El número máximo de componentes faltantes consecutivos (bolsillos vacíos) en la cinta es de dos.

Se proporcionan dibujos mecánicos detallados de las dimensiones de los bolsillos de la cinta, el núcleo del carrete y la brida para la configuración del equipo de manejo automático.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Aplicaciones Objetivo

La aplicación principal para este LED bicolor de emisión lateral es la retroiluminación de LCD, particularmente para pantallas pequeñas y medianas en electrónica de consumo, paneles industriales e interiores automotrices. El diseño de ángulo recto permite colocarlo en el borde de una placa guía de luz, acoplando eficientemente la luz en el panel. Otros usos potenciales incluyen indicadores de estado en espacios reducidos, iluminación decorativa de bordes y retroiluminación para teclados o símbolos.

8.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar la corriente directa al valor DC recomendado (10mA para blanco, 20mA para verde) o por debajo. Exceder I_Freduce la vida útil y puede causar una falla inmediata.
• Control Independiente:Los dos ánodos permiten que los LEDs blanco y verde sean excitados de forma independiente. Esto permite la mezcla de colores (para crear tonos verde-azulados o aguamarina) o funciones de señalización separadas.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas para la almohadilla del cátodo puede ayudar a mantener una temperatura de unión más baja, preservando la salida de luz y la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.
• Fuente de Tensión:Tenga en cuenta las diferentes tensiones directas al diseñar el circuito de excitación. Una sola fuente de corriente con una resistencia para cada color puede ser suficiente, pero se debe verificar el margen de tensión para ambos.

8.3 Fiabilidad y Vida Útil

La vida útil del LED está fuertemente influenciada por las condiciones de operación. Los factores clave incluyen:

• Corriente de Excitación:Operar por debajo de la corriente máxima nominal extiende significativamente la vida operativa.
• Temperatura de Unión (T_j):Una T_jalta acelera la depreciación de lúmenes y puede desplazar la cromaticidad. Un disipador de calor efectivo a través del PCB es crucial.
• Sellado Ambiental:El encapsulado de plástico proporciona protección básica, pero debe evitarse la exposición a productos químicos agresivos, radiación UV o humedad extrema fuera de los rangos especificados.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTW-327ZDSKG-5A se diferencia por su combinación específica de características:

• vs. LEDs de Emisión Lateral de Un Solo Color:Ofrece flexibilidad de diseño al proporcionar dos colores en un solo encapsulado, reduciendo el número de componentes y el espacio en la placa en comparación con el uso de dos LEDs de un solo color separados.
• vs. LEDs de Emisión Superior:El perfil de emisión en ángulo recto es su característica definitoria, permitiendo diseños ópticos completamente diferentes centrados en la iluminación de borde en lugar de la iluminación directa.
• vs. Otros LEDs Bicolores:El uso de InGaN para blanco y AlInGaP para verde representa una combinación elegida por su eficiencia y calidad de color. La estructura de clasificación específica tanto para intensidad como para tono (para verde) indica un enfoque en la consistencia del color para aplicaciones de pantalla.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Puedo excitar los LEDs blanco y verde simultáneamente a su corriente DC máxima?
R1: Sí, pero debe considerar la disipación de potencia total. La operación simultánea a I_F(Blanco)=10mA (V_F~3.0V, P=30mW) e I_F(Verde)=20mA (V_F~2.0V, P=40mW) resulta en un total de ~70mW. Asegúrese de que el entorno térmico de la aplicación pueda manejar esta carga de calor combinada sin exceder la temperatura máxima de unión.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda de pico y longitud de onda dominante?
R2: La longitud de onda de pico (λ_P) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. 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 cuando se compara con una luz blanca de referencia. λ_des más relevante para la especificación del color.

P3: ¿Por qué la condición de almacenamiento para un paquete abierto es más estricta que para uno sellado?
R3: El paquete sellado contiene desecante para mantener una atmósfera interna seca. Una vez abierto, el encapsulado de plástico sensible a la humedad queda expuesto a la humedad ambiental, que puede absorber. El exceso de humedad absorbida puede vaporizarse rápidamente durante la soldadura (reflujo), causando delaminación interna o agrietamiento ("efecto palomita").

P4: ¿Cómo interpreto el código de lote en la bolsa de empaque?
R4: El código indica el lote de rendimiento para los LEDs en esa bolsa. Por ejemplo, un código podría especificar "Q-K-S4"