Hoja de Datos Técnicos del LED SMD de Montaje Inverso LTW-C230DS2 - Blanco InGaN - 2.6-3.1V - 72mW

1. Descripción General del Producto

El LTW-C230DS2 es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones de montaje inverso. Utiliza un chip Ultra Brillante de InGaN (Nitruro de Indio y Galio) para producir luz blanca. Este componente se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con equipos de ensamblaje automático pick-and-place y líneas de producción de alto volumen. Como producto ecológico, cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).

La principal ventaja de diseño de este LED es su configuración de montaje inverso, que permite diseños de iluminación innovadores donde el LED se monta en el lado opuesto del PCB respecto a los componentes principales. Su compatibilidad con los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) garantiza que pueda integrarse utilizando flujos de trabajo estándar de tecnología de montaje superficial (SMT) sin requerir técnicas especiales de manejo o soldadura.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor sin degradarse.
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua en CC (IF):20 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-55°C a +105°C.
• Condición de Reflujo Infrarrojo:Resiste una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos, alineándose con los perfiles comunes de soldadura sin plomo.

Nota Crítica:El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa. Está prohibido aplicar un voltaje inverso de forma continua.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 2 mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 18.0 mcd (mínimo) hasta 45.0 mcd (típico). Esta es el brillo percibido de la fuente de luz medido por un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados. Este amplio ángulo de visión indica un patrón de emisión de luz difusa, adecuado para iluminación de área en lugar de haces enfocados.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):El punto de color se define dentro de una región específica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Los valores típicos son x=0.294, y=0.286. Se debe considerar la tolerancia según el sistema de clasificación (binning).
• Voltaje Directo (VF):Varía desde 2.6V (mínimo) hasta 3.1V (máximo) a IF=2mA. Este parámetro es crucial para el diseño del circuito de excitación.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Esta prueba es solo para caracterización; el dispositivo no debe operarse en 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 lotes (bins) según parámetros medidos. El LTW-C230DS2 utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Los LED se categorizan en lotes (A10, B10, B11, 12, 13) según su caída de voltaje directo a 2 mA. Cada lote tiene un rango de 0.1V (ej., B10: 2.70V a 2.80V). Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada lote. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con un emparejamiento de VF más ajustado para aplicaciones de reparto de corriente.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (IV)

Los LED se clasifican en lotes de brillo (M, N). El lote M cubre 18-28 mcd, y el lote N cubre 28-45 mcd a IF=2mA. Se aplica una tolerancia de ±15% a cada lote. Este código de lote está marcado en la bolsa de empaque para su identificación.

3.3 Clasificación por Tono (Color)

El punto de color blanco se define por las coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE 1931. Los LED se clasifican en cuatro cuadrantes: S1, S2, S3 y S4. Cada lote define un área específica de paralelogramo en la carta de colores. Se aplica una tolerancia de ±0.01 a cada coordenada dentro de un lote. Este sistema garantiza que la luz blanca emitida caiga dentro de una región de color predecible y consistente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar de LED típicamente incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de forma no lineal, saturándose eventualmente.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Demuestra la característica I-V del diodo, mostrando la relación exponencial y el voltaje de encendido.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, un factor crítico para la gestión térmica.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que muestra la distribución angular de la intensidad de la luz.

Estas curvas son esenciales para predecir el rendimiento en condiciones reales de operación más allá del punto de prueba estándar.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED cumple con las dimensiones de encapsulado estándar EIA. Todas las dimensiones mecánicas críticas se proporcionan en los planos de la hoja de datos (no se detallan completamente en el texto proporcionado, pero típicamente incluyen largo, ancho, alto y espaciado de pads). Las tolerancias son generalmente de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario. El color de la lente es amarillo.

5.2 Diseño de Pads de Soldadura

Se proporcionan las dimensiones recomendadas para los pads de soldadura para garantizar una fijación mecánica adecuada y una disipación térmica durante el proceso de reflujo. Seguir estas pautas evita el efecto "tombstoning" y asegura uniones de soldadura confiables.

5.3 Especificaciones de Cinta y Carrete

El componente se suministra en cinta portadora con relieve y una cinta protectora de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 3000 piezas. El empaque sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. Las notas clave incluyen: los bolsillos vacíos se sellan, una cantidad mínima de empaque de 500 piezas para remanentes, y un máximo de dos componentes faltantes consecutivos permitidos por carrete.

6. Pautas de Ensamblaje y Manejo

6.1 Proceso de Soldadura

El dispositivo es totalmente compatible con la soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Se sugiere un perfil recomendado:

• Precalentamiento:150-200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo en el Pico:Máximo 10 segundos (no se debe realizar el reflujo más de dos veces).

Para re-trabajo manual con un cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos para una sola operación. El perfil real debe caracterizarse para el diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los solventes especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED. Los métodos aceptables incluyen sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.3 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED son dispositivos sensibles a la humedad (MSL 2a).

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año.
• Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes deben someterse a reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) posteriores a la exposición. Para almacenamiento de más de una semana fuera de la bolsa original, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados abiertos por más de una semana requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" (popcorning) durante el reflujo.

6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son susceptibles a daños por electricidad estática y sobretensiones eléctricas. Se recomienda usar una pulsera antiestática o guantes antiestáticos al manipularlos. Todo el equipo, incluidas las estaciones de trabajo y la maquinaria, debe estar correctamente conectado a tierra.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Aplicaciones Típicas

Este LED está destinado a iluminación de propósito general e indicación en electrónica de consumo, equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos. Su capacidad de montaje inverso permite soluciones únicas de retroiluminación para teclados, paneles y pantallas donde la fuente de luz necesita estar oculta o montada en el lado secundario del PCB.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante. No conecte directamente a una fuente de voltaje. La corriente continua máxima en CC es de 20 mA.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja (72 mW), asegurar un área de cobre adecuada en el PCB para los pads de soldadura ayuda a disipar el calor, manteniendo la salida de luz y la longevidad.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una iluminación amplia y difusa. Para una luz más enfocada, se requerirían ópticas secundarias (lentes o guías de luz).
• Selección de Clasificación (Binning):Para aplicaciones que requieren color y brillo uniformes, especifique un solo lote o una combinación ajustada de lotes al fabricante.

7.3 Limitaciones de Aplicación

Consulte al fabricante para aplicaciones que requieran alta confiabilidad, especialmente donde una falla podría poner en riesgo la vida o la salud (ej., aviación, médicos, sistemas de seguridad en transporte). Este producto está diseñado para entornos comerciales e industriales estándar.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre un LED de montaje inverso y un LED SMD estándar de vista superior?
R: Un LED de montaje inverso está diseñado para instalarse en el lado opuesto del PCB, con su superficie emisora de luz mirando hacia abajo hacia la placa. Luego brilla a través de un orificio o apertura en el PCB. Un LED estándar de vista superior emite luz perpendicularmente alejándose de la superficie de la placa en la que está montado.

P: ¿Puedo excitar este LED a 20mA continuamente?
R: Sí, 20 mA es la corriente directa continua máxima nominal. Para una vida útil y confiabilidad óptimas, a menudo se recomienda excitarlo a una corriente más baja (ej., 10-15 mA), ya que reduce la generación de calor.

P: ¿Por qué la intensidad luminosa se especifica a una corriente tan baja (2 mA)?
R: 2 mA es una condición de prueba estándar común para caracterizar el brillo del LED a un nivel de potencia bajo, permitiendo una comparación más fácil entre diferentes modelos de LED y una clasificación consistente. El brillo será proporcionalmente mayor a la corriente máxima de operación de 20 mA.

P: ¿Cómo interpreto las coordenadas de cromaticidad (x=0.294, y=0.286)?
R: Estas coordenadas trazan un punto en la carta del espacio de color CIE 1931. Este punto específico cae dentro de la región "blanca". El blanco percibido exacto (ej., blanco frío, blanco neutro) depende de la ubicación precisa. El sistema de clasificación (S1-S4) agrupa LED con coordenadas muy similares para garantizar la consistencia del color.

P: ¿Se requiere un disipador de calor para este LED?
R: Debido a su baja disipación de potencia (72 mW), típicamente no se requiere un disipador de calor dedicado. Sin embargo, las buenas prácticas de diseño de PCB, como usar suficiente cobre para los pads térmicos, son esenciales para conducir el calor lejos de la unión del LED, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se excita a corriente máxima.