Hoja de Datos del LED SMD de Montaje Inverso LTST-C230TGKT - Verde 530nm - 3.2V - 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) de alta luminosidad y montaje inverso. El componente utiliza un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz verde. Está diseñado para procesos de montaje automatizado y es compatible con la soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo que lo hace adecuado para la fabricación de electrónica de gran volumen. El LED se embala en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas, cumpliendo con el estándar de embalaje EIA (Electronic Industries Alliance) para un manejo y colocación consistentes.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Cumple con RoHS y es un Producto Ecológico:Fabricado sin el uso de sustancias peligrosas como plomo, mercurio y cadmio, cumpliendo con las regulaciones ambientales.
• Diseño de Montaje Inverso:El encapsulado está diseñado para montarse con la superficie emisora de luz orientada hacia la placa de circuito impreso (PCB), permitiendo diseños ópticos específicos o distribuciones que ahorran espacio.
• Chip InGaN Ultra Brillante:El sistema de material InGaN permite una alta eficiencia luminosa y una salida de color verde bien definida.
• Compatibilidad con Automatización:El embalaje en cinta y carrete y la huella estandarizada garantizan la compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad.
• Soldable por Reflujo:Resiste los perfiles estándar de soldadura por reflujo infrarrojo utilizados en las líneas de montaje de tecnología de montaje superficial (SMT).

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):100 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms)
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C
• Condición de Soldadura Infrarroja:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 71.0 mcd hasta un máximo de 450.0 mcd a una corriente directa (I_F) de 20 mA. Medida utilizando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad de la luz cae a la mitad de su valor máximo (en el eje).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):530 nm. La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):525 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):35 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una fuente de luz más monocromática.
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 3.20V, con un rango de 2.80V a 3.60V a I_F= 20 mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA cuando se aplica una tensión inversa (V_R) de 5V.Importante:Este LED no está diseñado para operar bajo polarización inversa; este parámetro de prueba es solo para caracterizar la fuga.

2.3 Precaución sobre Descarga Electroestática (ESD)

El LED es sensible a las descargas electrostáticas y a las sobretensiones. Son obligatorias medidas de control ESD adecuadas durante la manipulación, incluyendo el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guanti antiestáticos y asegurando que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra para prevenir fallos latentes o catastróficos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de la aplicación.

3.1 Clasificación de Tensión Directa (Unidad: V @ 20mA)

La tolerancia en cada lote es de ±0.1V.

• D7:2.80 – 3.00V
• D8:3.00 – 3.20V
• D9:3.20 – 3.40V
• D10:3.40 – 3.60V

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (Unidad: mcd @ 20mA)

La tolerancia en cada lote es de ±15%.

• Q:71.0 – 112.0 mcd
• R:112.0 – 180.0 mcd
• S:180.0 – 280.0 mcd
• T:280.0 – 450.0 mcd

3.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (Unidad: nm @ 20mA)

La tolerancia para cada lote es de ±1nm.

• AP:520.0 – 525.0 nm
• AQ:525.0 – 530.0 nm
• AR:530.0 – 535.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas (por ejemplo, intensidad luminosa relativa vs. corriente directa, tensión directa vs. temperatura, distribución espectral). Estas curvas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

• Curvas I-V/L-I:Muestran la relación entre la corriente directa (I_F), la tensión directa (V_F) y la salida de luz (Intensidad Luminosa). La salida de luz es generalmente proporcional a la corriente, pero la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al calentamiento.
• Dependencia de la Temperatura:La tensión directa típicamente disminuye al aumentar la temperatura de la unión, mientras que la intensidad luminosa también disminuye. Los diseñadores deben tener en cuenta la gestión térmica para mantener un brillo consistente.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia de salida de luz a través de las longitudes de onda, centrado alrededor de la longitud de onda pico de 530 nm con un ancho medio típico de 35 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado SMD estándar. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario. El dibujo incluye medidas clave como la longitud total, el ancho, la altura y el tamaño/posición de los pads del cátodo/ánodo.

5.2 Diseño Sugerido de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella) recomendado para PCB para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura durante el reflujo. Adherirse a este patrón ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (componente de pie) y asegura una alineación adecuada.

5.3 Identificación de Polaridad

El componente presenta una marca o característica física (por ejemplo, una muesca, una esquina biselada o un punto) para identificar el cátodo. Se debe observar la polaridad correcta durante el diseño de la PCB y el montaje.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150–200°C durante un máximo de 120 segundos para calentar gradualmente la placa y activar el fundente.
• Temperatura Máxima:Máximo de 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:El componente debe estar expuesto a la temperatura máxima durante un máximo de 10 segundos. No se debe realizar el reflujo más de dos veces.

El perfil se basa en los estándares JEDEC para garantizar un montaje confiable sin dañar el encapsulado del LED.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

Si se requiere soldadura manual, utilice un soldador con control de temperatura:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad. Limitar a un solo ciclo de soldadura.

6.3 Limpieza

Si es necesaria una limpieza posterior a la soldadura, utilice solo los disolventes especificados para evitar dañar la lente de plástico y el encapsulado. Los agentes recomendados son alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente normal. El tiempo de inmersión debe ser inferior a un minuto. No utilice limpieza ultrasónica a menos que se verifique explícitamente como segura para este componente.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

• Ancho de la Cinta Portadora:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Sellado de los Bolsillos:Los bolsillos vacíos se sellan con cinta de cubierta.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos LEDs faltantes consecutivos según la especificación (ANSI/EIA 481).

8. Almacenamiento y Manipulación

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año cuando se almacena en la bolsa barrera de humedad original con desecante.
• Paquete Abierto:Para los componentes retirados de la bolsa sellada, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días, MSL 2a) posteriores a la exposición. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, utilice un contenedor sellado con desecante o un desecador de nitrógeno. Los componentes expuestos durante más de 672 horas deben ser "horneados" a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED verde de alta luminosidad es adecuado para una amplia gama de aplicaciones que requieren indicación de estado, retroiluminación o iluminación decorativa, incluyendo:

• Electrónica de consumo (por ejemplo, indicadores en electrodomésticos, equipos de audio).
• Paneles de control industrial e interfaces hombre-máquina (HMI).
• Iluminación interior automotriz (aplicaciones no críticas, sujetas a calificación adicional).
• Señalización y tiras de luz decorativas.

Nota Crítica:Este producto está destinado a equipos electrónicos ordinarios. Para aplicaciones donde un fallo podría poner en peligro la vida o la salud (aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), es esencial consultar con el fabricante sobre la idoneidad y los requisitos de fiabilidad adicionales antes de su integración en el diseño.

9.2 Diseño del Circuito

• Limitación de Corriente:Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito de accionamiento de corriente constante para evitar superar la corriente directa máxima en CC (20 mA). El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Selección de Tensión:Tenga en cuenta el lote de tensión directa (D7-D10) en su diseño para garantizar una regulación de corriente adecuada en todas las unidades, especialmente cuando conecte múltiples LEDs en serie.
• Protección contra Tensión Inversa:Dado que el dispositivo no está diseñado para operación inversa, asegúrese de que los diseños de circuito eviten la aplicación de cualquier polarización inversa a través del LED. En circuitos donde es posible una tensión inversa (por ejemplo, acoplamiento AC o cargas inductivas), considere agregar un diodo de protección en paralelo (polarizado inversamente en relación con el LED).

9.3 Gestión Térmica

Si bien la disipación de potencia es relativamente baja (76 mW), una gestión térmica efectiva en la PCB es crucial para mantener la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz consistente. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de los pads de soldadura para que actúe como disipador de calor, especialmente cuando opere a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED de montaje inverso ofrece ventajas específicas:

• vs. LEDs Estándar de Emisión Superior:El diseño de montaje inverso permite soluciones ópticas innovadoras donde la luz se dirige a través de la PCB o se refleja desde ella, permitiendo diseños de producto más delgados o guías de luz específicas.
• vs. Encapsulados No Amigables con la Automatización:El embalaje en cinta y carrete y la construcción robusta SMD proporcionan beneficios significativos de costo y fiabilidad en el montaje automatizado de gran volumen en comparación con LEDs de orificio pasante o componentes sueltos.
• vs. LEDs con Ángulo de Visión Más Amplio:El ángulo de visión de 130 grados proporciona un buen equilibrio entre una amplia visibilidad y la intensidad frontal. Para aplicaciones que requieren un haz muy estrecho, una versión con lente o un encapsulado diferente sería más adecuado.

11. Preguntas Frecuentes (FAQs)

11.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda específica a la que el LED emite la mayor potencia óptica. Es una medición física del espectro.
Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color de la luz. Se calcula a partir de las coordenadas de color CIE. Para un LED verde monocromático, estos valores suelen estar cerca, como es el caso aquí (530 nm vs. 525 nm).

11.2 ¿Puedo alimentar este LED directamente con una fuente de 5V?

No.Conectar una fuente de 5V directamente a través del LED intentaría forzar una corriente muy alta a través de él, casi con certeza excediendo el valor máximo absoluto y causando un fallo inmediato. Siempre debe utilizar un mecanismo limitador de corriente, como una resistencia. Por ejemplo, con una fuente de 5V y una V_Ftípica de 3.2V a 20 mA, se requeriría una resistencia en serie de (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios (una resistencia estándar de 91 Ohmios).

11.3 ¿Por qué son tan estrictas las condiciones de almacenamiento después de abrir la bolsa?

Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede deslaminar el encapsulado o agrietar el chip (un fenómeno conocido como "efecto palomita" o "estrés inducido por humedad"). Las condiciones de almacenamiento especificadas y los requisitos de horneado están diseñados para mitigar este riesgo.

12. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseño de un indicador de estado para un dispositivo médico portátil que requiere una señal verde clara y brillante. La PCB está densamente poblada y el indicador necesita montarse en el lado inferior, con la luz canalizada a través de un pequeño orificio en la carcasa.
Solución:El LED de montaje inverso es una elección ideal. Puede colocarse en la parte inferior de la PCB con su superficie emisora orientada hacia la placa. Una pequeña vía o apertura en la capa de cobre de la PCB directamente debajo del LED permite que la luz pase hacia la guía de luz de la carcasa. El ángulo de visión de 130 grados asegura un buen acoplamiento en la guía de luz. El diseñador selecciona los lotesAQ(525-530 nm) para un color verde consistente ySoTpara alta luminosidad. Se utiliza un accionador de corriente constante ajustado a 15-18 mA para garantizar una larga vida útil y una salida estable, teniendo en cuenta la dispersión del lote de tensión directa. Se siguen estrictos procedimientos de control de ESD y humedad durante el montaje.

13. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en la tecnología de semiconductores InGaN. En un LED, la corriente eléctrica fluye a través de una unión p-n formada por diferentes materiales semiconductores (InGaN para la región activa). Cuando los electrones se recombinan con los huecos en esta región activa, se libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica del Indio, Galio y Nitruro determina el bandgap del material, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Un mayor contenido de indio generalmente desplaza la emisión hacia longitudes de onda más largas (por ejemplo, verde, amarillo, rojo), aunque los LEDs verdes de InGaN representan un logro técnico significativo debido a los desafíos del material. El chip está encapsulado en un paquete de plástico que incluye una lente para dar forma a la salida de luz y proteger el dado semiconductor.

14. Tendencias de la Industria

El mercado de los LEDs SMD continúa evolucionando con varias tendencias clave:

• Mayor Eficiencia (lm/W):La investigación continua en materiales y encapsulados tiene como objetivo extraer más luz (lúmenes) de la misma potencia eléctrica de entrada (vatios), reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Miniaturización:Los encapsulados se están volviendo más pequeños (por ejemplo, tamaños métricos 0201, 01005) para permitir diseños de placas de mayor densidad y nuevas aplicaciones en dispositivos ultracompactos.
• Mejor Consistencia de Color y Clasificación:Los avances en el crecimiento epitaxial y el control de fabricación conducen a distribuciones de rendimiento más estrechas, reduciendo la necesidad de una clasificación extensiva y simplificando las cadenas de suministro para aplicaciones críticas en color.
• Integración:Existe una tendencia hacia la integración de múltiples chips LED (RGB, RGBW) en un solo encapsulado o la combinación de LEDs con controladores y CI de control para crear módulos de iluminación "inteligentes".
• Fiabilidad y Vida Útil:Enfoque en mejorar el rendimiento en condiciones de alta temperatura y alta corriente para satisfacer las demandas de aplicaciones de iluminación automotriz, industrial y exterior.

El componente descrito en esta hoja de datos representa una solución madura, confiable y ampliamente adoptada dentro de este panorama en evolución.