Hoja de Datos del LED SMD Naranja LTSA-G6SVUAETU - Grado Automotriz - 140mA - 3.2V Típico - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED de montaje superficial y alta luminosidad, diseñado para procesos de ensamblaje automatizado y aplicaciones con limitaciones de espacio. El mercado principal para este componente es la industria automotriz, específicamente para aplicaciones de accesorios donde la fiabilidad y el rendimiento bajo diversas condiciones ambientales son primordiales.

El dispositivo está construido utilizando tecnología InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir una fuente de luz amarilla, que luego se filtra a través de una lente naranja para lograr el color de salida final. Esta combinación permite una generación de luz eficiente y un control preciso del color. El encapsulado está diseñado para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, haciéndolo adecuado para la fabricación en volúmenes altos en placas de circuito impreso (PCB).

1.1 Características y Ventajas Principales

• Calificación Automotriz:El dispositivo está calificado con referencia al estándar AEC-Q101D, que define las pruebas de estrés para semiconductores discretos en aplicaciones automotrices. Esto garantiza la fiabilidad bajo las duras condiciones típicas de los vehículos.
• Cumplimiento RoHS:Los materiales y el proceso de fabricación cumplen con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas, haciéndolo adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.
• Preparación para Fabricación:El componente se suministra en un formato de paquete EIA estándar en cinta de 12mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Este embalaje es compatible con equipos automáticos de pick-and-place, optimizando la línea de ensamblaje.
• Gestión Térmica:El marco de conexión del cátodo está diseñado para funcionar también como disipador de calor, ayudando a disipar la energía térmica de la unión del semiconductor, lo cual es crítico para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Compatibilidad con CI:Las características eléctricas están diseñadas para ser compatibles con los voltajes y corrientes de accionamiento de circuitos integrados estándar.

2. Parámetros y Características Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):900 mW
• Corriente Directa Continua (IF):250 mA
• Corriente Directa de Pico:500 mA (en condiciones de pulso: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Voltaje Inverso (VR):El dispositivo no está diseñado para operación inversa. Aplicar un voltaje inverso puede causar una falla inmediata.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +110°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +110°C

2.2 Características Térmicas

La resistencia térmica es un parámetro clave que indica la eficacia con la que se transfiere el calor desde la unión del semiconductor al ambiente. Valores más bajos son mejores para la gestión térmica.

• Resistencia Térmica Unión-Ambiente (RθJA):45 °C/W (típico). Medido en un sustrato FR4 (1.6mm de espesor) con una almohadilla de cobre de 16mm².
• Resistencia Térmica Unión-Punto de Soldadura (RθJS):25 °C/W (típico). Este valor más bajo indica una ruta térmica más directa desde el chip al PCB a través de las patillas.
• Temperatura Máxima de Unión (Tj):150 °C. La temperatura interna del semiconductor no debe exceder este límite.

2.3 Características Electro-Ópticas a 25°C

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=140mA) y definen el rendimiento principal del LED.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 4.5 cd (mínimo) hasta 11.2 cd (máximo), con un valor típico dentro de este rango. La intensidad se mide usando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ½):120 grados (típico). Este amplio ángulo de visión indica un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia en lugar de un haz enfocado.
• Coordenadas de Cromaticidad (Cx, Cy):Los valores típicos son x=0.56, y=0.42. Estas coordenadas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 definen el punto de color naranja.
• Voltaje Directo (VF):Varía de 2.8V a 3.6V a 140mA, con un valor típico de aproximadamente 3.2V. La tolerancia dentro de su bin específico es de ±0.1V.
• Corriente Inversa (IR):10 µA (máximo) cuando se aplica un voltaje inverso de 5V. Esta prueba es solo para caracterización, ya que el dispositivo no está destinado a operación con polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins según parámetros clave. El formato del código de lote es Vf/Iv/Matiz (ej., 24/EA/A20).

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (Vf)

Los LED se agrupan por su caída de voltaje directo a la corriente de prueba de 140mA.

• Bin 24:2.8V ≤ Vf< 3.0V
• Bin 64:3.0V ≤ Vf< 3.2V
• Bin A4:3.2V ≤ Vf< 3.4V
• Bin E4:3.4V ≤ Vf ≤ 3.6V

La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Los LED se clasifican según su salida de luz medida.

• Bin DA:4.5 cd ≤ Iv<5.6 cd (13.1 lm a 16.0 lm)
• Bin DB:5.6 cd ≤ Iv<7.1 cd (16.0 lm a 20.6 lm)
• Bin EA:7.1 cd ≤ Iv<9.0 cd (20.6 lm a 26.1 lm)
• Bin EB:9.0 cd ≤ Iv ≤ 11.2 cd (26.1 lm a 32.5 lm)

La tolerancia en cada bin de intensidad es de ±11%.

3.3 Clasificación por Color (Matiz)

Los LED se clasifican en cuadriláteros específicos en el diagrama de cromaticidad CIE para garantizar una precisión de color consistente. Los bins (A10, A20, B10, B20) definen regiones pequeñas y adyacentes alrededor del punto de color naranja objetivo (típico x=0.56, y=0.42). La tolerancia para las coordenadas (x, y) dentro de cada bin de matiz es de ±0.01, asegurando una coincidencia de color muy ajustada para aplicaciones donde la apariencia uniforme es crítica.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El dispositivo utiliza un paquete estándar de montaje superficial. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.2mm a menos que se especifique lo contrario. Una nota de diseño clave es que el marco de conexión del cátodo está internamente conectado al disipador de calor principal del dado del LED. Por lo tanto, la identificación correcta del cátodo (típicamente marcado en el paquete o indicado en la huella) es crucial no solo para la conexión eléctrica correcta, sino también para una gestión térmica óptima. Se recomienda montar el dispositivo con una almohadilla térmica adecuada conectada al cátodo para maximizar la disipación de calor.

4.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Montaje en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura sugerido para soldadura por reflujo infrarrojo para garantizar la formación confiable de las juntas de soldadura, el correcto autoalineamiento durante el reflujo y una transferencia de calor efectiva desde la almohadilla térmica del cátodo al cobre del PCB.

5. Guías de Ensamblaje y Manipulación

5.1 Proceso de Soldadura: Perfil de Reflujo IR

El componente está calificado para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). El perfil de reflujo recomendado se ajusta al estándar J-STD-020. Los parámetros clave típicamente incluyen:

• Precalentamiento/Rampa de Subida:Un aumento controlado para activar el fundente y minimizar el choque térmico.
• Zona de Remojo:Un período a una temperatura elevada para asegurar un calentamiento uniforme del componente y la placa.
• Zona de Reflujo:La temperatura máxima debe ser lo suficientemente alta para formar juntas de soldadura confiables, pero no debe exceder la tolerancia máxima de temperatura del paquete del LED (como se define en los límites absolutos máximos y el nivel de sensibilidad a la humedad).
• Tasa de Enfriamiento:Un enfriamiento controlado para solidificar las juntas de soldadura y minimizar el estrés.

Cumplir con este perfil es esencial para prevenir daños por estrés térmico o temperatura excesiva.

5.2 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior al ensamblaje, solo deben usarse los solventes especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de limpiadores químicos no especificados o agresivos puede dañar la lente de epoxi o el material del paquete, lo que lleva a una reducción en la salida de luz o a una falla prematura.

5.3 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Este producto está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 2 según el estándar JEDEC J-STD-020.

• Paquete Sellado:Cuando se almacena en su bolsa original a prueba de humedad con desecante, la vida útil es de un año a ≤30°C y ≤70% HR.
• Después de Abrir:Una vez abierta la bolsa protectora, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda completar el proceso de reflujo IR dentro del año siguiente a la apertura.
• Almacenamiento Extendido/Horneado:Para componentes almacenados fuera de su embalaje original por más de un año, se recomienda un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita de maíz\" (agrietamiento del paquete) durante el reflujo.

6. Embalaje y Pedido

La configuración de embalaje estándar es de 1000 piezas por carrete de 7 pulgadas. Los componentes se suministran en cinta portadora de 12mm de ancho con relieve sellada con una cinta de cubierta. Las dimensiones de la cinta y el carrete cumplen con las especificaciones ANSI/EIA-481. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para el stock restante. El embalaje garantiza la compatibilidad con los alimentadores de equipos de ensamblaje automatizado.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Aplicaciones Objetivo

Este LED está especificado para aplicaciones de accesorios automotrices. Esto puede incluir iluminación ambiental interior, luces indicadoras del tablero, retroiluminación de interruptores o iluminación de acento exterior donde la robusta calificación (AEC-Q101) es un requisito. No está destinado a aplicaciones críticas para la seguridad, como faros, luces de freno o intermitentes, sin consulta previa y calificación adicional.

7.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

• Accionamiento por Corriente:Un LED es un dispositivo accionado por corriente. Se debe usar una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje para establecer la corriente directa (IF). La condición de operación típica es 140mA, pero puede ser accionado hasta el límite máximo de corriente continua de 250mA con un diseño térmico apropiado.
• Diseño Térmico:La potencia disipada en el LED (Pd ≈ VF * IF) genera calor. Usando los valores de resistencia térmica (RθJA, RθJS), el diseñador puede calcular el aumento esperado de la temperatura de unión por encima del ambiente (ΔTj = Pd * Rθ). La temperatura de unión (Tj = Ta + ΔTj) debe mantenerse por debajo de 150°C. Maximizar el área de cobre conectada a la almohadilla del cátodo en el PCB es la forma más efectiva de reducir RθJS y gestionar la temperatura.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente en el extracto de la hoja de datos proporcionado, los LED InGaN pueden ser sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Se deben observar las precauciones estándar de manipulación ESD durante el ensamblaje.

7.3 Fiabilidad y Vida Útil

La calificación AEC-Q101D implica una serie de pruebas de estrés acelerado que simulan ciclos de vida automotrices, incluyendo vida útil en alta temperatura (HTOL), ciclado de temperatura y resistencia a la humedad. Esto proporciona confianza en la fiabilidad del dispositivo para su uso en el entorno desafiante del automóvil, donde los extremos de temperatura, la vibración y la humedad son comunes. La intensidad luminosa y las características del voltaje directo cambiarán gradualmente a lo largo de decenas de miles de horas de operación; la tasa de este cambio depende en gran medida de mantener la temperatura de unión lo más baja posible durante la operación.