Hoja de Datos del LED SMD LTST-C230KRKT - Montaje Inverso - Color Rojo - Corriente Directa 20mA - Voltaje Directo 2.4V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED SMD de chip de alto brillo y montaje inverso. El dispositivo utiliza un material semiconductor avanzado de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), conocido por producir una alta eficiencia luminosa y una excelente pureza de color, especialmente en el espectro rojo. Su característica principal de diseño es su configuración de montaje inverso, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde el LED se monta en el lado opuesto de la PCB respecto a la dirección de emisión de luz. Este paquete cumple con los estándares EIA, está diseñado para ser compatible con equipos automáticos de pick-and-place y está calificado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo. Se suministra en cinta estándar de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas para una eficiente fabricación en volumen.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La disipación máxima de potencia continua es de 75 mW. La corriente directa continua no debe exceder los 30 mA en condiciones normales de operación. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo un ciclo de trabajo estricto de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C, mientras que el rango de almacenamiento es ligeramente más amplio, de -40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para soportar la soldadura por reflujo infrarrojo a una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, lo que se alinea con los perfiles comunes de montaje sin plomo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C con una corriente directa (IF) de 20 mA, que es la condición de prueba estándar. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 54.0 milicandelas (mcd) con un valor mínimo especificado de 18.0 mcd. Esta intensidad se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica (CIE) del ojo humano. El dispositivo presenta un ángulo de visión (2θ1/2) muy amplio de 130 grados, definido como el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje). La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 639 nanómetros (nm), mientras que la longitud de onda dominante (λd), que define perceptualmente el color, es típicamente de 631 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 20 nm, lo que indica un ancho de banda espectral relativamente estrecho característico de la tecnología AlInGaP. El voltaje directo (VF) mide típicamente 2.4 V con un máximo de 2.4 V a 20 mA. La corriente inversa (IR) está limitada a un máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en el brillo entre lotes de producción, los LED se clasifican en grupos de intensidad. La clasificación se basa en la intensidad luminosa medida a 20 mA. La lista de códigos de clasificación proporcionada incluye varias categorías: Grupo M (18.0-28.0 mcd), Grupo N (28.0-45.0 mcd), Grupo P (45.0-71.0 mcd), Grupo Q (71.0-112.0 mcd) y Grupo R (112.0-180.0 mcd). Se aplica una tolerancia de +/-15% a la intensidad dentro de cada grupo. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación, asegurando uniformidad visual en productos que utilizan múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Fig.1 para distribución espectral, Fig.5 para patrón de ángulo de visión), sus puntos de datos no se proporcionan en el texto. Típicamente, dichas curvas ilustrarían la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (mostrando un aumento casi lineal hasta la saturación), el efecto de la temperatura ambiente sobre la intensidad luminosa (mostrando una disminución con el aumento de temperatura) y la distribución espectral de potencia detallada con un pico alrededor de 639 nm. Estas curvas son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones de operación no estándar y para el diseño preciso de sistemas ópticos.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete EIA estándar. En los planos de la hoja de datos se proporcionan las dimensiones detalladas del paquete, incluyendo largo, ancho, alto y tamaños de las almohadillas de electrodo, todo especificado en milímetros con una tolerancia típica de ±0.10 mm. La designación "montaje inverso" es crítica para el diseño de la PCB; el componente debe orientarse correctamente para que la luz emita a través de la placa. La hoja de datos incluye dimensiones sugeridas para las almohadillas de soldadura para garantizar una unión de soldadura confiable y una alineación adecuada durante el proceso de reflujo. La polaridad se indica mediante el marcado del paquete o el diseño de las almohadillas.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen una temperatura en la zona de precalentamiento entre 150°C y 200°C, un tiempo de precalentamiento máximo de hasta 120 segundos, una temperatura pico del cuerpo no superior a 260°C y un tiempo por encima de 260°C limitado a un máximo de 10 segundos. Se recomienda que el perfil cumpla con los estándares JEDEC y se caracterice para el diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados en la producción.

6.2 Manipulación y Almacenamiento

El LED es sensible a las Descargas Electroestáticas (ESD). Durante la manipulación son obligatorias las precauciones adecuadas contra ESD, como el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra y estaciones de trabajo antiestáticas. Para el almacenamiento, si la bolsa hermética original con desecante no se ha abierto, el dispositivo debe almacenarse a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes expuestos a condiciones ambientales durante más de 672 horas (28 días, MSL 2a) deben secarse en horno a aproximadamente 60°C durante al menos 20 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 disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol etílico o alcohol isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de limpiadores químicos no especificados o agresivos puede dañar el material del paquete del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

El producto se suministra en formato de cinta y carrete compatible con equipos de montaje automático. El ancho de la cinta es de 8 mm. Los carretes tienen un diámetro de 7 pulgadas y típicamente contienen 3000 piezas por carrete completo. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para lotes restantes. El embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. La cinta se sella con una cinta de cubierta sobre los bolsillos vacíos, y el número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED de montaje inverso es ideal para aplicaciones de retroiluminación donde se requiere un perfil delgado, como en interruptores de membrana, indicadores de panel frontal y retroiluminación de LCD donde el LED se monta en la parte posterior de la PCB. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para iluminación de área o indicadores de estado que deben ser visibles desde un amplio rango de ángulos. El alto brillo y el color rojo estable también lo hacen aplicable en iluminación interior automotriz, luces indicadoras de electrónica de consumo e indicadores de equipos industriales.

8.2 Consideraciones de Diseño

Método de Conducción:Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo y color consistentes, y para prevenir la fuga térmica, deben ser conducidos por una fuente de corriente constante o a través de una resistencia limitadora de corriente. Los parámetros de la hoja de datos se basan en 20mA; conducir a corrientes diferentes afectará la intensidad, el voltaje y la vida útil.
Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, mantener la temperatura de unión dentro de los límites es crucial para la fiabilidad a largo plazo. Asegúrese de un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.
Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona un patrón de luz difusa. Para una luz más enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. El diseño de montaje inverso requiere una apertura de tamaño adecuado en la PCB o en el panel frontal para la emisión de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED tradicionales de orificio pasante o los LED SMD estándar de emisión superior, el diferenciador clave de este dispositivo es su capacidad de montaje inverso, permitiendo una integración mecánica única. El uso de la tecnología AlInGaP ofrece ventajas sobre los LED más antiguos de GaAsP o GaP, incluyendo una eficiencia luminosa significativamente mayor (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), mejor estabilidad de color y salida con la temperatura y una fiabilidad a largo plazo superior. La combinación de alto brillo, amplio ángulo de visión y compatibilidad con procesos de reflujo automáticos y de alta temperatura lo convierte en una solución moderna y rentable para ensamblajes electrónicos producidos en masa.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué significa "montaje inverso"?
R: Significa que el LED está diseñado para soldarse en la PCB con su superficie emisora de luz mirando hacia abajo, hacia la placa. La luz sale a través de una apertura en la PCB o se refleja, permitiendo una instalación de perfil muy bajo.

P: ¿Puedo conducir este LED directamente desde una salida lógica de 3.3V o 5V?
R: No directamente sin una resistencia en serie. El voltaje directo típico es de 2.4V a 20mA. Se debe calcular una resistencia limitadora de corriente basándose en el voltaje de alimentación (Vsupply), el voltaje directo del LED (Vf) y la corriente deseada (If): R = (Vsupply - Vf) / If. Por ejemplo, con una alimentación de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios (usar el valor estándar más cercano).

P: ¿Cómo interpreto el código de clasificación?
R: El código de clasificación (por ejemplo, N, P, Q) en la etiqueta del carrete indica el rango garantizado de intensidad luminosa mínima y máxima para los LED en ese carrete. Seleccionar un código de clasificación más alto (como Q o R) asegura LED más brillantes pero puede tener un costo mayor.

P: ¿Siempre es necesario el secado en horno antes de soldar?
R: El secado en horno es necesario si los componentes han estado expuestos a condiciones ambientales (fuera de su bolsa seca) durante más tiempo que la vida útil especificada, que es de 672 horas (28 días) para MSL 2a. Esto evita el agrietamiento del paquete inducido por la humedad durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel Indicador de Estado de Perfil Bajo
Un diseñador está creando un panel de control con múltiples indicadores de estado. El espacio detrás del panel frontal es extremadamente limitado. Al usar el LED de montaje inverso, pueden colocar los LED en la parte posterior de la PCB principal de control. La PCB tiene orificios perforados con precisión en cada ubicación del indicador. Al ensamblarse, la luz del LED brilla hacia arriba a través de estos orificios, iluminando iconos translúcidos en el panel frontal. Esto elimina la necesidad de soportes de LED separados o tubos de luz, reduciendo el número de piezas, el tiempo de montaje y el grosor total del producto. El diseñador utiliza un circuito integrado controlador de corriente constante para alimentar todos los LED, asegurando un brillo uniforme independientemente de las ligeras variaciones del voltaje directo. Especifican LED de los Grupos P o Q para garantizar un brillo suficiente incluso cuando se difunde a través del icono del panel.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LED se basa en material semiconductor de AlInGaP crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión P-N, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de los átomos de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo alrededor de 631-639 nm. El chip se encapsula luego en un paquete de plástico que sirve para proteger el dado semiconductor, proporcionar estabilidad mecánica y, a menudo, incluye una lente para dar forma al patrón de salida de luz, resultando en el amplio ángulo de visión de 130 grados.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mayor densidad de potencia, una mejor reproducción cromática y una mayor fiabilidad. Para LED indicadores como este, la miniaturización continúa mientras se mantiene o aumenta la salida de luz. También hay un fuerte enfoque en ampliar la gama de colores disponibles y mejorar la consistencia del color (clasificación más estricta). Los avances en la tecnología de empaquetado apuntan a un mejor rendimiento térmico para soportar corrientes de conducción más altas y a una mayor compatibilidad con condiciones ambientales adversas y procesos de montaje exigentes como la soldadura por reflujo de doble cara.