Hoja de Datos del LED SMD LTST-C230KGKT - AlInGaP Verde - 20mA - 2.4V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD). El producto es un LED chip de tipo montaje inverso que utiliza tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir luz verde. Está diseñado para procesos de ensamblaje automatizado y es compatible con soldadura por reflujo infrarrojo, lo que lo hace adecuado para fabricación en grandes volúmenes. El dispositivo se suministra en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para operaciones eficientes de pick-and-place.

1.1 Ventajas Principales

• Alto Brillo:El chip AlInGaP proporciona una alta intensidad luminosa.
• Compatibilidad de Diseño:Presenta una huella de encapsulado estándar EIA.
• Apto para Fabricación:Compatible con equipos de colocación automática y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA (a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA
• Voltaje Inverso (VR):5 V
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-30°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +85°C
• Condición de Soldadura Infrarroja:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación, típicamente medidos a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):18.0 mcd (Mínimo), 35.0 mcd (Típico). Medido con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa es la mitad del valor medido en el eje central.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):574 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):571 nm. Esta es la longitud de onda única derivada del diagrama de cromaticidad CIE que mejor representa el color percibido.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. Esto indica la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):2.0 V (Mínimo), 2.4 V (Típico) a IF=20mA.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máximo) a VR=5V.

3. Explicación del Sistema de Binning

Los dispositivos se clasifican en bins según parámetros clave para garantizar consistencia en la aplicación. Los códigos de bin para este producto se definen de la siguiente manera:

3.1 Binning de Voltaje Directo

Clasificado a IF=20mA. La tolerancia de cada bin es de ±0.1V.
Código Bin 4: 1.90V - 2.00V
Código Bin 5: 2.00V - 2.10V
Código Bin 6: 2.10V - 2.20V
Código Bin 7: 2.20V - 2.30V
Código Bin 8: 2.30V - 2.40V

3.2 Binning de Intensidad Luminosa

Clasificado a IF=20mA. La tolerancia de cada bin es de ±15%.
Código Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
Código Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
Código Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Binning de Longitud de Onda Dominante

Clasificado a IF=20mA. La tolerancia para cada bin es de ±1nm.
Código Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
Código Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
Código Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que son esenciales para el diseño. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, típicamente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, importante para el diseño del circuito de excitación.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:La curva característica IV, crucial para calcular la disipación de potencia y seleccionar resistencias limitadoras de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz, lo cual es crítico para aplicaciones en condiciones ambientales variables.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en 574nm y el ancho medio de 15nm.

5. Información Mecánica y de Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.10mm a menos que se especifique lo contrario. La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado que muestra la longitud, anchura, altura y posiciones de los terminales para la configuración de montaje inverso.

5.2 Identificación de Polaridad

Como componente de montaje inverso, la identificación de polaridad en el PCB es crítica. El diseño sugerido de las almohadillas de soldadura en la hoja de datos indica claramente las geometrías de las almohadillas del cátodo y del ánodo para garantizar la orientación correcta durante el ensamblaje.

5.3 Especificaciones de Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora de 8mm según los estándares EIA-481, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Las especificaciones clave de la cinta incluyen dimensiones del bolsillo, cinta de cubierta y requisitos de cinta guía/final para garantizar compatibilidad con equipos automatizados.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave incluyen:
- Precalentamiento:150-200°C.
- Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
- Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
- Tiempo por Encima del Líquidus:Según la curva de perfil específica (referenciada en la página 3 del documento original).
- Límite Crítico:El dispositivo no debe exponerse a 260°C durante más de 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:
- Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
- Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por unión.
- Importante:La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado (con desecante):Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Se recomienda su uso dentro de un año después de abrir la bolsa barrera de humedad.
• Paquete Abierto / Después de la Exposición:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes deben someterse a reflujo infrarrojo dentro de las 672 horas (28 días) posteriores a la exposición al aire ambiente (MSL 2a). Para un almacenamiento más prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante o un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados más allá de 672 horas requieren secado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura.

6.4 Limpieza

No utilice productos químicos no especificados. Si se requiere limpieza después de la soldadura, sumerja el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

7. Información de Embalaje y Pedido

La unidad de pedido estándar es un carrete de 7 pulgadas que contiene 3000 piezas. Se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para cantidades restantes. El embalaje en cinta y carrete garantiza la compatibilidad con líneas de ensamblaje automatizadas de alta velocidad. El número de parte LTST-C230KGKT codifica las características específicas de este dispositivo.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones que requieren un indicador verde compacto y brillante, incluyendo pero no limitado a:
- Indicadores de estado en electrónica de consumo (por ejemplo, routers, cargadores, electrodomésticos).
- Retroiluminación para interruptores de membrana o paneles pequeños.
- Iluminación decorativa en espacios compactos.
- Indicadores en paneles de control industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar la corriente directa a un máximo de 30mA DC. El punto de operación típico es 20mA.
• Gestión Térmica:Asegúrese de que el diseño del PCB permita la disipación de calor, especialmente si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales, ya que la intensidad luminosa disminuye con el aumento de la temperatura.
• Protección contra ESD:Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Implemente controles ESD adecuados durante el manejo y ensamblaje, como el uso de pulseras y estaciones de trabajo conectadas a tierra.
• Protección contra Voltaje Inverso:El voltaje inverso máximo es de solo 5V. Incorpore protección (por ejemplo, un diodo en paralelo) si el circuito expone el LED a un posible sesgo inverso.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los factores diferenciadores clave de este LED son sudiseño de montaje inversoy sutecnología AlInGaP. El montaje inverso permite un ensamblaje de perfil más bajo, ya que el LED se monta en el lado opuesto del PCB respecto a la dirección de visión. La tecnología AlInGaP ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad de rendimiento en comparación con tecnologías más antiguas como el GaP estándar para LED verdes, lo que resulta en un mayor brillo y un color más consistente.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda de pico (λP) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad (574nm). La longitud de onda dominante (λd) es un valor calculado (571nm) a partir del gráfico de color CIE que mejor representa el color percibido por el ojo humano.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?
R: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, con un VF de 2.4V a 20mA, el valor de la resistencia sería R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 Ohmios. Utilice el valor estándar más cercano y verifique la potencia nominal.

P: ¿Qué significa "MSL 2a" para el almacenamiento?
R: El Nivel de Sensibilidad a la Humedad 2a indica que el componente puede estar expuesto a condiciones de piso de fábrica (≤60% HR, ≤30°C) hasta por 4 semanas (672 horas) antes de requerir secado previo a la soldadura por reflujo para evitar daños por "efecto palomita".

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado para un dispositivo portátil alimentado por una fuente USB de 5V. El indicador debe ser verde brillante y montarse en la parte inferior del PCB, visible a través de una pequeña ventana.

Solución:El LTST-C230KGKT es ideal debido a su capacidad de montaje inverso. Se diseña un circuito simple con resistencia en serie: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Se selecciona una resistencia de 130Ω, 1/8W. El diseño del PCB utiliza las dimensiones de almohadilla sugeridas en la hoja de datos. El LED se coloca en la capa inferior y la ventana de visión en la carcasa se alinea con su posición. El ángulo de visión de 130 grados garantiza una buena visibilidad.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La proporción específica de aluminio, indio y galio en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde (~571nm). La lente "transparente" está hecha de epoxi o silicona que no contiene difusor, permitiendo ver el color brillante y saturado intrínseco del chip.

13. Tendencias de la Industria

La tendencia en los LED indicadores SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA), una mejor consistencia de color mediante un binning más estricto y una mayor confiabilidad bajo procesos de soldadura a mayor temperatura como el reflujo sin plomo. También existe un impulso hacia la miniaturización manteniendo o aumentando el rendimiento óptico. Los encapsulados de montaje inverso y visión lateral son cada vez más populares para lograr diseños elegantes y de perfil bajo en la electrónica de consumo moderna. Además, la integración con electrónica de excitación (por ejemplo, CI incorporados para corriente constante o control de color) es un área en crecimiento, aunque este dispositivo en particular sigue siendo un componente discreto estándar.