Hoja de Datos del LED SMD Naranja LTST-C170KFKT - Dimensiones del Paquete - Voltaje Directo 2.4V - Intensidad Luminosa 90mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED Naranja de montaje superficial de alto rendimiento. El dispositivo utiliza un chip Ultra Brillante de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), conocido por su alta eficiencia luminosa y excelente pureza de color en el espectro naranja-rojo. Está diseñado como un producto ecológico compatible con RoHS, garantizando la seguridad ambiental. El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con los equipos automáticos de colocación utilizados en la fabricación electrónica de alto volumen. Su diseño es compatible con los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, estándares en las líneas de ensamblaje de PCB modernas.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes. La corriente directa continua máxima es de 30 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. La disipación de potencia máxima es de 75 mW. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica de -55°C a +85°C, lo que indica su idoneidad para una amplia gama de condiciones ambientales. También se definen condiciones críticas de soldadura: soldadura por ola e infrarroja a 260°C durante 5 segundos, y soldadura por fase de vapor a 215°C durante 3 minutos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 90.0 milicandelas (mcd) con un mínimo de 45.0 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es de 130 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio. La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 611 nm, y la longitud de onda dominante (λd) es de 605 nm, situando firmemente la salida en la región del color naranja. El ancho medio espectral (Δλ) es de 17 nm, lo que indica un ancho de banda espectral relativamente estrecho. El voltaje directo (VF) varía de 2.0 V a 2.4 V a 20 mA. La corriente inversa (IR) es un máximo de 100 µA a VR=5V, y la capacitancia de unión (C) es típicamente de 40 pF medida a 0V y 1 MHz.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto emplea un sistema de binning para categorizar las unidades según su intensidad luminosa. Esto garantiza consistencia en el brillo para aplicaciones que requieren una iluminación uniforme. Los códigos de bin y sus rangos de intensidad correspondientes a IF=20mA son: Bin P (45.0 - 71.0 mcd), Bin Q (71.0 - 112.0 mcd), Bin R (112.0 - 180.0 mcd) y Bin S (180.0 - 280.0 mcd). Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada bin de intensidad. Los diseñadores deben especificar el código de bin requerido al realizar el pedido para garantizar el nivel de brillo deseado para su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Estas curvas suelen incluir la relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF), mostrando la característica exponencial de encendido del diodo. La relación entre la intensidad luminosa y la corriente directa es crucial para la selección de la corriente de excitación. Las curvas que representan la variación de la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante con la temperatura ambiente son críticas para el análisis de gestión térmica y estabilidad del color en diseños expuestos a fluctuaciones de temperatura. El patrón de distribución angular de la intensidad está implícito en la especificación del ángulo de visión, mostrando cómo se emite la luz a través del cono de 130 grados.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED cumple con el contorno estándar de paquete de montaje superficial EIA. Todas las dimensiones críticas para el diseño de la huella en el PCB se proporcionan en milímetros, con una tolerancia general de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario. La lente se describe como "Transparente", lo que es típico para LEDs de alta intensidad no difusos. Los dibujos mecánicos detallados mostrarían la longitud, anchura, altura del cuerpo, el espaciado de los terminales y la geometría de la lente.

5.2 Diseño de las Almohadillas de Soldadura y Polaridad

Se proporciona un diseño sugerido de las dimensiones de las almohadillas de soldadura para garantizar la formación confiable de la unión soldada y la alineación correcta durante el reflujo. El diseño de las almohadillas tiene en cuenta el alivio térmico y la formación del filete de soldadura. La polaridad del LED (ánodo y cátodo) se indica claramente en el dibujo del paquete, típicamente mediante una marca en el cuerpo o un diseño asimétrico de las almohadillas, lo cual es vital para el ensamblaje correcto del PCB.

5.3 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

El dispositivo se empaqueta en cinta portadora con relieve de 8 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 3000 piezas. El empaquetado sigue las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. Las dimensiones clave de la cinta incluyen el paso de los bolsillos, el tamaño de los bolsillos y las especificaciones de la cinta de cubierta. Las notas especifican que los bolsillos vacíos se sellan, la cantidad mínima de empaquetado para restos es de 500 piezas y el número máximo de componentes faltantes consecutivos es de dos.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfiles de Reflujo Recomendados

Se proporcionan dos perfiles sugeridos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR): uno para el proceso estándar de soldadura con estaño-plomo (SnPb) y otro para el proceso sin plomo (Pb-free), que típicamente utiliza aleación SAC (Sn-Ag-Cu). El perfil sin plomo requiere una temperatura pico más alta, alrededor de 260°C, como indican los valores máximos absolutos. Los perfiles definen parámetros críticos: temperatura y tiempo de precalentamiento, tasa de aumento de temperatura, tiempo por encima del líquido (TAL), temperatura pico y tasa de enfriamiento. El cumplimiento de estos perfiles es necesario para prevenir daños térmicos en el paquete plástico del LED y en las uniones internas de alambre.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LEDs deben almacenarse en un ambiente que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Una vez retirados de su embalaje original de barrera de humedad, se recomienda completar el proceso de soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, los LEDs deben mantenerse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador purgado con nitrógeno. Los componentes almacenados más allá de las 672 horas deben secarse a aproximadamente 60°C durante al menos 24 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Los productos químicos no especificados pueden dañar la lente epoxi o el paquete del LED. El método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente normal durante menos de un minuto. No se recomienda la limpieza agresiva o por ultrasonidos.

7. Recomendaciones de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED SMD naranja de alta luminosidad es adecuado para una amplia gama de aplicaciones que requieren luces indicadoras claras y visibles. Los usos comunes incluyen indicadores de estado en electrónica de consumo (routers, impresoras, cargadores), retroiluminación para pantallas pequeñas o iconos, iluminación interior automotriz, señalización e indicadores de panel de propósito general. Su compatibilidad con la colocación automática lo hace ideal para una producción rentable y de alto volumen.

7.2 Diseño del Circuito de Excitación

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al excitar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Modelo de Circuito A). Se desaconseja excitar múltiples LEDs en paralelo directamente desde una única fuente de corriente (Modelo de Circuito B) porque pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (Vf) de cada LED pueden causar diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo percibido. La resistencia en serie estabiliza la corriente a través de cada LED.

7.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es sensible a las descargas electrostáticas. El daño por ESD puede manifestarse como una alta corriente de fuga inversa, un bajo voltaje directo o la incapacidad de iluminarse a corrientes bajas. Deben implementarse medidas preventivas durante el manejo y el ensamblaje: el personal debe usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra o guantes antiestáticos; todo el equipo, los bancos de trabajo y los estantes de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra; y se debe usar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente plástica debido a la fricción del manejo. Verificar el "encendido" y el Vf a corriente baja puede ayudar a identificar unidades dañadas por ESD.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave de este LED es su uso de un material semiconductor AlInGaP, que ofrece una eficiencia superior y estabilidad de color en comparación con tecnologías más antiguas como el GaP estándar para colores naranja/rojo. El amplio ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad, a diferencia de los LEDs de haz estrecho. Su cumplimiento con perfiles de soldadura por reflujo estrictos (tanto IR como por fase de vapor) indica una construcción de paquete robusta capaz de soportar el estrés térmico estándar del ensamblaje SMT. El detallado sistema de binning proporciona a los diseñadores un control preciso sobre la uniformidad del brillo en sus productos.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

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

R: La longitud de onda pico (λP) es la única longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la única longitud de onda que mejor coincide con el color percibido de la luz. Para una fuente monocromática como este LED, están cerca, pero λd es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Puedo excitar este LED a su corriente continua máxima de 30mA de forma continua?

R: Aunque es posible, no se recomienda para una vida útil y fiabilidad óptimas. Operar en o cerca de los valores máximos absolutos aumenta la temperatura de unión y acelera la degradación. Los diseñadores deben utilizar la condición de operación típica de 20mA o inferior para un mejor equilibrio entre brillo y longevidad.

P: ¿Por qué se requiere un proceso de secado antes de la soldadura si las piezas se han almacenado durante demasiado tiempo?

R: Los paquetes SMD plásticos pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando una presión interna que puede agrietar el paquete o deslaminar las interfaces internas ("efecto palomita"). El secado elimina esta humedad absorbida.

P: ¿Cómo selecciono el valor correcto de la resistencia limitadora de corriente?

R: Use la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - Vf_LED) / I_LED. Para una alimentación de 5V, un Vf típico de 2.4V y una corriente deseada de 20mA: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohmios. Siempre utilice el Vf máximo de la hoja de datos (2.4V) para este cálculo para garantizar que la corriente no exceda el valor deseado bajo todas las condiciones.

10. Caso de Estudio de Diseño

Considere diseñar un panel de indicadores de estado para un conmutador de red con diez indicadores LED naranja idénticos. Para garantizar un brillo uniforme, el diseñador especifica el Bin Q (71-112 mcd) al proveedor. Se diseña un circuito de excitación utilizando una línea de 5V. Calculando la resistencia en serie usando el Vf máximo de 2.4V y una corriente objetivo de 18mA (ligeramente por debajo de la típica para margen) se obtiene R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 150 Ohmios con tolerancia del 1%. Se distribuyen diez circuitos idénticos en el PCB, cada uno con su propia resistencia. La huella del PCB sigue las dimensiones recomendadas de las almohadillas. La casa de ensamblaje utiliza el perfil de reflujo sin plomo proporcionado. Después del ensamblaje, los diez LEDs exhiben un brillo consistente dentro del rango esperado del Bin Q, validando el enfoque de diseño de usar resistencias limitadoras de corriente individuales y una selección cuidadosa del bin.

11. Principio de Funcionamiento

Este LED funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (aproximadamente 2.0V), 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 (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, naranja alrededor de 605-611 nm. La lente "transparente" permite que la luz salga del paquete con una dispersión mínima, lo que resulta en una alta intensidad axial.

12. Tendencias Tecnológicas

El uso de materiales AlInGaP representa una tecnología establecida y de alta eficiencia para LEDs ámbar, naranja y rojos. Las tendencias actuales en la industria incluyen el impulso continuo hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), lo que mejora la eficiencia energética. También hay un enfoque en mejorar la estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida operativa. Las tendencias en el empaquetado apuntan a factores de forma más pequeños manteniendo o mejorando el rendimiento térmico para manejar corrientes de excitación más altas. Además, la integración con controladores inteligentes y el desarrollo de LEDs compatibles con procesos de soldadura sin plomo a temperaturas aún más altas siguen siendo áreas activas de desarrollo para satisfacer las regulaciones ambientales y las demandas de fabricación en evolución.