Hoja de Datos del LED SMD LTST-S110KFKT - Color Naranja - Vista Lateral - Chip AlInGaP - 20mA - 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 alto brillo y vista lateral. La aplicación principal de este componente es la retroiluminación de pantallas LCD, donde su perfil de emisión lateral es especialmente ventajoso. El LED utiliza un chip semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), conocido por producir luz naranja eficiente y brillante. El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con los sistemas automáticos de montaje pick-and-place utilizados en la fabricación electrónica de alto volumen.

El producto está diseñado para cumplir con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), clasificándolo como un "Producto Verde". Está concebido para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo por infrarrojos (IR) y por fase de vapor, comunes en el ensamblaje de placas de circuito impreso (PCB). Sus características eléctricas también son compatibles con los niveles lógicos de circuitos integrados (CI), simplificando el diseño del circuito de conducción.

2. Valores Máximos Absolutos

La siguiente tabla enumera los límites de estrés que no deben superarse bajo ninguna condición de funcionamiento. Exceder estos valores puede causar daños permanentes al dispositivo. Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima que se puede aplicar al LED.
• Factor de Reducción (Derating):La corriente directa continua debe reducirse linealmente en 0.4 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supere los 50°C.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso mayor que este puede provocar la ruptura de la unión semiconductor del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +85°C. El dispositivo puede almacenarse y operarse dentro de este rango completo de temperatura.
• Tolerancia a la Temperatura de Soldadura:El LED puede soportar soldadura por ola o infrarrojos a 260°C durante un máximo de 5 segundos, o soldadura por fase de vapor a 215°C durante un máximo de 3 minutos.

3. Características Electro-Ópticas

Los siguientes parámetros definen el rendimiento del LED en condiciones típicas de funcionamiento a Ta=25°C. "Típ." denota valores típicos, mientras que "Mín." y "Máx." definen los límites garantizados para parámetros específicos.

• Intensidad Luminosa (Iv):45.0 mcd (Mín.), 90.0 mcd (Típ.) a una corriente directa (IF) de 20mA. La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados (Típ.). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje central.
• Longitud de Onda de Pico (λP):611 nm (Típ.). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):605 nm (Típ.). Derivada de las coordenadas de color en el diagrama de cromaticidad CIE, esta longitud de onda única representa mejor el color percibido de la luz.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):17 nm (Típ.). Este es el ancho total a media altura (FWHM) del espectro de emisión, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (VF):2.0 V (Mín.), 2.4 V (Típ.) a IF=20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando conduce corriente.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máx.) a VR=5V. Esta es la pequeña corriente de fuga que fluye cuando el LED está polarizado en inversa.
• Capacitancia (C):40 pF (Típ.) medida a un sesgo de 0V y una frecuencia de 1MHz. Esta es la capacitancia de la unión del LED.

4. Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en las aplicaciones, los LED se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa medida. El código de lote forma parte de la identificación del producto. La siguiente estructura de clasificación se aplica al LTST-S110KFKT a IF=20mA:

• Código de Lote P:Rango de Intensidad Luminosa de 45.0 mcd a 71.0 mcd.
• Código de Lote Q:Rango de Intensidad Luminosa de 71.0 mcd a 112.0 mcd.
• Código de Lote R:Rango de Intensidad Luminosa de 112.0 mcd a 180.0 mcd.
• Código de Lote S:Rango de Intensidad Luminosa de 180.0 mcd a 280.0 mcd.

Se aplica una tolerancia de +/-15% a los valores de intensidad dentro de cada lote. Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LED con el nivel de brillo requerido para su aplicación específica, garantizando uniformidad visual cuando se utilizan múltiples LED juntos.

5. Guías de Soldadura y Montaje

5.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

El LED está diseñado para soportar procesos estándar de reflujo para SMD. Se proporcionan dos perfiles de reflujo por infrarrojos (IR) sugeridos: uno para procesos de soldadura estándar con estaño-plomo (SnPb) y otro para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), que típicamente utilizan aleaciones SAC (Sn-Ag-Cu). El perfil sin plomo requiere una temperatura de pico más alta, típicamente hasta 260°C, pero con tasas de calentamiento y enfriamiento cuidadosamente controladas para evitar choques térmicos en el componente y la PCB.

5.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben utilizarse los disolventes especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de plástico o el encapsulado. El método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. No se recomienda la limpieza agresiva o por ultrasonidos a menos que esté específicamente validada.

5.3 Almacenamiento y Manipulación

Los LED deben almacenarse en un entorno que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Una vez retirados de su embalaje original con barrera de humedad, los componentes deben soldarse idealmente en un plazo de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben mantenerse en un recipiente sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Si se almacenan sin embalaje durante más de una semana, se requiere un secado a aproximadamente 60°C durante al menos 24 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomita de maíz" durante el reflujo.

6. Información del Encapsulado y Mecánica

El LED cumple con un contorno de encapsulado SMD estándar de la industria. En la hoja de datos se proporcionan planos detallados con dimensiones, incluyendo el tamaño del cuerpo, las dimensiones de los terminales y el patrón de pistas (pads) recomendado para la PCB. El diseño de vista lateral significa que la emisión principal de luz es paralela al plano de la PCB, lo cual es crítico para aplicaciones de iluminación lateral como los paneles LCD. El dispositivo se suministra en cinta portadora con relieve, de 8 mm de ancho, enrollada en carretes de 7 pulgadas. Cada carrete contiene 3000 unidades. El embalaje sigue los estándares ANSI/EIA 481-1-A.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un funcionamiento estable y un brillo uniforme, especialmente cuando se utilizan múltiples LED en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED. El valor de la resistencia se calcula en función del voltaje de alimentación (Vcc), el voltaje directo del LED (VF) y la corriente directa deseada (IF): R = (Vcc - VF) / IF. No se recomienda conectar múltiples LED en paralelo sin resistencias en serie individuales (Modelo de Circuito B en la hoja de datos), ya que pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (VF) entre LED individuales pueden causar diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, un brillo desigual.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

La unión semiconductor en los LED es sensible a las descargas electroestáticas. La ESD puede causar fallos inmediatos o daños latentes que degradan el rendimiento con el tiempo. Para prevenir daños por ESD:

• El personal debe usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra o guantes antiestáticos al manipular los LED.
• Todos los puestos de trabajo, herramientas y equipos deben estar correctamente conectados a tierra.
• Utilizar ionizadores para neutralizar las cargas estáticas que pueden acumularse en la lente de plástico durante la manipulación.

7.3 Gestión Térmica

Aunque el LED en sí no tiene un disipador de calor integrado, una gestión térmica efectiva a nivel de PCB es importante para la fiabilidad a largo plazo. La reducción de 0.4 mA/°C por encima de 50°C subraya la necesidad de gestionar la temperatura ambiente alrededor del LED. En matrices de retroiluminación de alta densidad, asegurar un flujo de aire adecuado o un alivio térmico en el diseño de la PCB puede ayudar a mantener el rendimiento y la vida útil.

8. Análisis de Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye varios gráficos que representan la relación entre parámetros clave. Aunque las curvas específicas no se reproducen en el texto, típicamente muestran:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Esta curva muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente de forma sub-lineal a corrientes más altas debido a efectos de calentamiento.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Muestra la característica I-V del diodo, que es exponencial a corrientes bajas y se vuelve más resistiva a la corriente de operación.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, una consideración clave para aplicaciones que operan en ambientes cálidos.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~611 nm y el ancho de banda de ~17 nm, confirmando la emisión de color naranja.

Estas curvas son esenciales para que los diseñadores predigan el rendimiento en condiciones no estándar (diferentes corrientes o temperaturas) y optimicen sus circuitos de conducción para eficiencia y estabilidad.

9. Comparativa y Contexto Tecnológico

El uso de un chip AlInGaP es significativo. En comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Arsénico de Galio (GaAsP), los LED de AlInGaP ofrecen una eficiencia y brillo sustancialmente mayores para longitudes de onda rojas, naranjas y amarillas. El encapsulado de vista lateral diferencia este producto de los LED de emisión superior. Esta orientación mecánica no es solo una elección de empaquetado, sino una funcional, que permite diseños de pantalla delgados con iluminación lateral donde la luz se acopla a una guía de luz. La combinación de un material de chip de alto rendimiento con esta geometría de encapsulado específica lo convierte en un componente especializado optimizado para un área de aplicación dominante: la retroiluminación de paneles LCD, particularmente en electrónica de consumo como teléfonos inteligentes, tabletas y monitores donde el espacio es limitado.