Hoja de Datos del LED SMD LTW-S225DSKF-F - LED Lateral Bicolor (Blanco/Naranja) - 20mA - 74mW/48mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-S225DSKF-F es una lámpara LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) compacta, de visión lateral y bicolor. Está diseñado para el montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), lo que lo hace ideal para aplicaciones con espacio limitado en dispositivos electrónicos modernos. El encapsulado presenta una lente amarilla y alberga dos chips LED distintos: uno que emite luz blanca (basado en InGaN) y otro que emite luz naranja (basado en AlInGaP). Esta configuración permite funciones versátiles de indicación e iluminación de fondo en una única huella miniaturizada.

1.1 Ventajas Principales

• Funcionalidad Bicolor:Integra fuentes de luz blanca y naranja en un solo encapsulado, ahorrando espacio en la placa y simplificando el diseño.
• Alto Brillo:Utiliza tecnología de semiconductores AlInGaP e InGaN de ultra brillo para una excelente intensidad luminosa.
• Compatibilidad de Fabricación:Diseñado para ser compatible con equipos de colocación automática y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), facilitando la producción en volumen.
• Embalaje Estandarizado:Suministrado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas, conforme a los estándares EIA para un manejo eficiente.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este componente es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos donde se requieren indicadores compactos y fiables. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Dispositivos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles y equipos de red.
• Computación Portátil:Iluminación de fondo de teclados o teclados en ordenadores portátiles y otros dispositivos móviles.
• Electrónica de Consumo e Industrial:Luces indicadoras en electrodomésticos, equipos de automatización de oficinas y paneles de control industrial.
• Tecnología de Pantallas:Adecuado para micro-pantallas y luminarias simbólicas que requieren una indicación coloreada y clara.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del LED bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C).

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

Parámetro	Chip Blanco	Chip Naranja	Unidad
Disipación de Potencia (Pd)	74	48	mW
Corriente Directa de Pico (Ciclo de Trabajo 1/10, Pulso 0.1ms)	100	40	mA
Corriente Directa Continua DC (IF)	20	20	mA
Voltaje Inverso (VR)	5	5	V
Rango de Temperatura de Operación	-20°C a +80°C		°C
Rango de Temperatura de Almacenamiento	-30°C a +85°C		°C

Interpretación:El chip blanco tiene una disipación de potencia permisible mayor (74mW vs. 48mW), lo que indica posibles características térmicas o eficiencia del chip diferentes. Ambos chips comparten la misma corriente directa máxima continua de 20mA, que es la corriente de accionamiento estándar para pruebas y operación típica. La clasificación de voltaje inverso de 5V es relativamente baja, enfatizando la necesidad de un diseño de circuito adecuado para evitar polarización inversa accidental, que solo está destinada a pruebas infrarrojas.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas en la condición de prueba estándar de IF = 20mA y Ta = 25°C.

Parámetro	Símbolo	Blanco (Mín/Típ/Máx)	Naranja (Mín/Típ/Máx)	Unidad	Condición/Nota
Intensidad Luminosa	Iv	112 / - / 450	45 / - / 180	mcd	Nota 1,2,5
Ángulo de Visión (2θ1/2)	-	130 (Típico)		grados	Fig.5
Longitud de Onda de Pico	λP	-	611 (Típico)	nm	-
Longitud de Onda Dominante	λd	-	605 (Típico)	nm	Nota 3,5
Voltaje Directo	VF	2.5 / - / 3.7	1.7 / - / 2.4	V	IF=20mA

Interpretación:

• Brillo y Clasificación (Binning):El amplio rango de Iv (ej., 112-450 mcd para blanco) requiere un sistema de clasificación (binning) para garantizar la consistencia en los lotes de producción. La longitud de onda dominante típica del chip naranja de 605nm y el pico en 611nm confirman su color en el espectro naranja/ámbar.
• Ángulo de Visión:Un ángulo de visión de 130 grados clasifica a este LED como de ángulo ancho, adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde posiciones fuera del eje es importante.
• Voltaje Directo:El chip naranja de AlInGaP exhibe un voltaje directo típico más bajo (VF ~1.7-2.4V) en comparación con el chip blanco de InGaN (VF ~2.5-3.7V). Este es un parámetro crítico para el diseño del circuito de accionamiento, ya que los requisitos de alimentación difieren entre los dos colores.

2.3 Características Térmicas y Soldadura

El dispositivo está clasificado para soldadura por reflujo infrarrojo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Esto es compatible con los perfiles de proceso de soldadura estándar sin plomo (Pb-free). Los rangos de temperatura de operación y almacenamiento son estándar para LEDs SMD de grado comercial.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento (bins). El LTW-S225DSKF-F utiliza dos criterios principales de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Los LEDs se clasifican según su intensidad luminosa medida a 20mA.

Grupos (Bins) del Chip Blanco:

• Grupo R:112.0 mcd (Mín) a 180.0 mcd (Máx)
• Grupo S:180.0 mcd a 280.0 mcd
• Grupo T:280.0 mcd a 450.0 mcd

La tolerancia dentro de cada grupo es de ±15%.

Grupos (Bins) del Chip Naranja:

• Grupo P:45.0 mcd a 71.0 mcd
• Grupo Q:71.0 mcd a 112.0 mcd
• Grupo R:112.0 mcd a 180.0 mcd

La tolerancia dentro de cada grupo es de ±15%.

3.2 Clasificación por Tonalidad (Coordenadas de Color)

Para el LED blanco, la consistencia del color se garantiza mediante la clasificación basada en las coordenadas de cromaticidad CIE 1931 (x, y). La hoja de datos define varios grupos (ej., S1-1, S1-2, S2-1, etc.), cada uno especificando un área cuadrilátera pequeña en el gráfico de color. La tolerancia para las coordenadas (x, y) dentro de cualquier grupo de tonalidad es de ±0.01. Este control estricto es esencial para aplicaciones que requieren una apariencia de color blanco uniforme en múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (ej., Fig.5 para el ángulo de visión), las relaciones típicas se pueden describir basándose en la física del LED:

• Corriente vs. Intensidad Luminosa (Curva I-Iv):La intensidad luminosa generalmente aumenta con la corriente directa de manera sub-lineal. Accionar el LED por encima de 20mA puede producir una mayor salida de luz, pero aumentará la disipación de potencia y la temperatura de unión, afectando potencialmente la longevidad y el cambio de color.
• Voltaje Directo vs. Corriente (Curva V-I):La característica V-I es exponencial, típica de un diodo. El voltaje directo (VF) aumenta con la corriente y disminuye con el aumento de la temperatura de unión.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa de los LEDs típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. El chip de AlInGaP (naranja) puede exhibir menos extinción térmica que el chip de InGaN (blanco) a temperaturas más altas, pero ambos verán una salida reducida. El voltaje directo también tiene un coeficiente de temperatura negativo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El encapsulado SMD tiene una huella específica. Las dimensiones críticas incluyen longitud, anchura y altura, todas con una tolerancia estándar de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. La asignación de pines es crucial para la conexión correcta del circuito:

• Pines 1 y 2:Ánodo y Cátodo para elchip LED naranjade AlInGaP.
• Pines 3 y 4:Ánodo y Cátodo para elchip LED blancode InGaN.

Debe observarse la polaridad correcta durante el montaje.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB y Orientación de Soldadura

La hoja de datos incluye un patrón de soldadura sugerido (diseño de pads de cobre) para la PCB. Seguir esta recomendación garantiza la formación confiable de las juntas de soldadura, la estabilidad mecánica adecuada y la alineación correcta durante el reflujo. El diagrama también indica la orientación recomendada del LED en la cinta en relación con la dirección de soldadura para minimizar el efecto "tombstoning" o la desalineación.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo, se sugiere la siguiente condición:

• Temperatura Máxima:260°C máximo.
• Tiempo en el Pico:10 segundos máximo.
• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:120 segundos máximo.

El LED puede soportar este perfil de reflujo un máximo de dos veces.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Soldador:300°C máximo.
• Tiempo de Soldadura:3 segundos máximo por terminal.
• Importante:La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes especificados. Los agentes recomendados son alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura normal. El LED debe sumergirse durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado plástico o la lente.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones contra ESD:Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Deben usarse controles ESD adecuados (pulseras, equipos conectados a tierra) durante la manipulación.
• Sensibilidad a la Humedad:De acuerdo con las precauciones estándar del Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) para encapsulados SMD:
• Bolsa Sellada:Los LEDs en la bolsa hermética original con desecante deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR. La "vida útil fuera de la bolsa" después de abrirla es de una semana para reflujo IR.
• Dispositivos Expuestos:Si se almacenan fuera del embalaje original durante más de una semana, se recomienda un secado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "popcorning" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para montaje automatizado:

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:4000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• Estándar de Embalaje:Conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481.

La cinta se sella con una cinta de cubierta para proteger los componentes. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada chip LED (blanco y naranja) requiere su propia resistencia limitadora de corriente cuando se acciona desde una fuente de voltaje (ej., una línea de 3.3V o 5V). El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_LED.Ejemplo:Para el LED blanco con VF = 3.2V (típico), accionado a 20mA desde una fuente de 5V: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios. Una resistencia estándar de 91 ohmios sería adecuada. Este cálculo debe realizarse por separado para cada color debido a sus diferentes valores de VF.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en la PCB alrededor de los pads ayuda a disipar el calor, manteniendo el rendimiento y la longevidad del LED, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.
• Accionamiento de Corriente:El accionamiento de corriente constante es preferible al de voltaje constante para mantener un brillo y color consistentes, ya que VF varía con la temperatura y entre unidades individuales.
• Diseño Óptico:El perfil de emisión lateral es ideal para iluminar guías de luz por el borde o para indicación donde el LED se monta perpendicular a la superficie de visión. Considere el ángulo de visión de 130 grados al diseñar tubos de luz o aperturas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los principales factores diferenciadores del LTW-S225DSKF-F son:

1. Configuración de Doble Chip y Visión Lateral:Este es un encapsulado especializado que no se encuentra en los LEDs estándar de emisión superior. Permite dos colores de indicador independientes desde un único dispositivo montado en el borde de una PCB.
2. Combinación de Tecnologías de Chip:El uso de AlInGaP para naranja e InGaN para blanco representa una elección optimizada para la eficiencia y calidad del color en sus respectivos espectros.
3. Preparación para la Fabricación:La compatibilidad total con los procesos SMT automatizados (colocación, reflujo IR) y el embalaje estándar en cinta y carrete lo convierten en un componente amigable para la producción.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo accionar los LEDs blanco y naranja simultáneamente a 20mA cada uno?

R1: Eléctricamente, sí, ya que tienen ánodos y cátodos independientes. Sin embargo, debe considerarse la disipación de potencia total en el pequeño encapsulado. La operación simultánea a corriente completa genera más calor, lo que podría afectar el rendimiento y la fiabilidad. Se recomienda reducir la corriente (derating) o implementar gestión térmica para una operación dual continua.

P2: ¿Por qué la clasificación de voltaje inverso es solo de 5V?

R2: Los LEDs no están diseñados para operar en polarización inversa. La clasificación de 5V es un voltaje de resistencia para pruebas y protección contra conexión inversa accidental. En el diseño del circuito, asegúrese de que el LED nunca esté expuesto a un voltaje inverso que exceda este límite, típicamente colocándolo en serie con un diodo que solo permita corriente directa.

P3: ¿Qué significan los códigos de grupo (R, S, T, P, Q) al hacer un pedido?

R3: Estos códigos especifican la intensidad luminosa mínima garantizada de los LEDs en un lote. Por ejemplo, pedir "Blanco, grupo T" garantiza que cada LED tendrá una intensidad entre 280 y 450 mcd a 20mA. Especificar el grupo garantiza la consistencia del brillo en toda su producción. El grupo de tonalidad (ej., S2-1) también debe especificarse para los LEDs blancos si la uniformidad del color es crítica.

11. Ejemplo Práctico de Uso

Escenario: Indicador de Estado para un Router de Red

Un diseñador necesita una indicación de doble estado (ej., "Encendido" y "Actividad de Red") en el panel frontal de un router compacto. El espacio es limitado.

Implementación:Un único LED LTW-S225DSKF-F se monta verticalmente en la PCB principal, posicionado en el borde frente a una guía de luz que canaliza la luz hacia el panel frontal. Elchip naranjase conecta al circuito de "Alimentación" y brilla constantemente cuando está encendido. Elchip blancose conecta al procesador de red y se programa para parpadear al detectar actividad de datos. Esta solución ahorra área en la PCB, reduce el número de componentes y utiliza una única guía de luz para dos señales visuales distintas.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por el intervalo de banda de energía del material semiconductor.

• InGaN (Nitruro de Galio e Indio):Este sistema de materiales se utiliza para el LED blanco. Típicamente, un chip de InGaN que emite azul se recubre con una capa de fósforo. La luz azul excita el fósforo, que luego re-emite un amplio espectro de luz, combinándose con la luz azul restante para producir blanco.
• AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio):Este material se utiliza para el LED naranja. Es un semiconductor de banda prohibida directa muy adecuado para producir luz de alta eficiencia en las longitudes de onda roja, naranja, ámbar y amarilla.

El encapsulado de visión lateral incorpora estos dos chips semiconductores distintos dentro de una única carcasa de plástico moldeada con una lente tintada de amarillo compartida.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs SMD como el LTW-S225DSKF-F sigue varias tendencias clave de la industria:

1. Miniaturización e Integración:La tendencia hacia componentes más pequeños e integrados continúa. Los encapsulados de múltiples chips (como este LED bicolor) ahorran espacio y simplifican el montaje en comparación con el uso de dos LEDs discretos separados.
2. Mayor Eficiencia y Brillo:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico) tanto para las tecnologías InGaN como AlInGaP.
3. Fiabilidad y Robustez Mejoradas:Los avances en materiales de encapsulado, tecnología de fósforos y gestión térmica contribuyen a una mayor vida operativa y un mejor rendimiento en condiciones adversas.
4. Estandarización para la Automatización:Los componentes están cada vez más diseñados desde cero para ser compatibles con líneas de montaje SMT de alta velocidad y precisión, incluidos el embalaje estandarizado (cinta y carrete) y los perfiles de reflujo.

Estas tendencias aseguran que los LEDs SMD sigan siendo componentes fundamentales de alto rendimiento para indicación e iluminación en toda la industria electrónica.