Hoja de Datos del LED SMD Naranja LTST-S270KFKT - Vista Lateral - 2.0-2.4V - 30mA - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED de montaje superficial de alta luminosidad y emisión lateral. El dispositivo utiliza un chip semiconductor avanzado de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de luz naranja vibrante. Diseñado para procesos de montaje automatizado, se suministra en cinta de 8mm y carretes de 7 pulgadas, lo que lo hace adecuado para fabricación de alto volumen. El producto cumple con las directivas RoHS y se clasifica como producto ecológico.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su salida ultrabrillante gracias a la tecnología AlInGaP, su compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo y su diseño de emisión lateral, ideal para aplicaciones que requieren iluminación desde el costado del componente. Su encapsulado estándar EIA garantiza una amplia compatibilidad. Este LED está dirigido a aplicaciones en electrónica de consumo, indicadores industriales, iluminación interior automotriz y retroiluminación donde se requiere un indicador naranja compacto, fiable y brillante.

2. Análisis en Profundidad 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):75 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar como calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):80 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje inverso más allá de este límite puede romper la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-30°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Resiste 260°C durante 10 segundos, lo típico para procesos de reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente directa (I_F) de 20 mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):45.0 - 90.0 mcd (típico). La intensidad real se clasifica (ver Sección 3). Medida con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico). Este amplio ángulo de visión es característico del diseño de lente de emisión lateral.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):611 nm (típico). La longitud de onda a la cual la salida espectral es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):605 nm (típico a I_F=20mA). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):17 nm (típico). Una medida de la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):2.0 - 2.4 V (típico a I_F=20mA). La caída de voltaje a través del LED cuando conduce.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo a V_R=5V). La pequeña corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.

Precaución ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Los procedimientos de manejo adecuados, incluido el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra y equipo antiestático, son obligatorios para prevenir daños.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La intensidad luminosa de los LED se clasifica en lotes (bins) para garantizar consistencia dentro de un lote de producción. El código de bin define el rango mínimo y máximo de intensidad.

• Código de Bin P:45.0 - 71.0 mcd
• Código de Bin Q:71.0 - 112.0 mcd
• Código de Bin R:112.0 - 180.0 mcd
• Código de Bin S:180.0 - 280.0 mcd

Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada bin de intensidad. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación, equilibrando costo y rendimiento.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien las curvas gráficas específicas se mencionan en la hoja de datos (por ejemplo, Figura 1 para salida espectral, Figura 6 para ángulo de visión), las relaciones típicas se pueden describir:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):El voltaje directo (V_F) exhibe una relación logarítmica con la corriente directa (I_F). Es relativamente constante en el rango operativo normal pero aumenta con la corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente:La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa hasta la corriente máxima nominal. Operar por encima de la corriente nominal conduce a un aumento superlineal del calor y una posible caída de eficiencia (droop).
• Dependencia de la Temperatura:El voltaje directo típicamente disminuye al aumentar la temperatura de unión (coeficiente de temperatura negativo). La intensidad luminosa generalmente disminuye al aumentar la temperatura, una consideración clave para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral:El espectro de luz emitida está centrado alrededor de 611 nm (pico) con un ancho medio relativamente estrecho de 17 nm, lo que indica un color naranja saturado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Polaridad

El LED presenta un encapsulado de emisión lateral con lente transparente. Se proporcionan dibujos dimensionales detallados en la hoja de datos, con todas las unidades en milímetros (tolerancia ±0.10mm salvo que se indique). El encapsulado está diseñado según estándares EIA para compatibilidad. El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual como una muesca, un punto verde o una esquina recortada en el encapsulado. Se proporciona el diseño sugerido de la almohadilla de soldadura y la orientación para garantizar una alineación y soldadura adecuadas durante el montaje en PCB.

5.2 Especificaciones de la Cinta y el Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve y cinta protectora, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.

• Piezas por Carrete: 4000
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ) para Restos:500 piezas
• Lámparas Faltantes Consecutivas:Máximo de dos permitidas por carrete.
• El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

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

• Precalentamiento:150–200°C
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:10 segundos máximo (perfil recomendado en la página 3).
• El perfil debe caracterizarse para el diseño específico de PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por unión.
• Limitar a un ciclo de soldadura para prevenir daños térmicos al encapsulado de plástico.

6.3 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Los solventes recomendados son alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente. El LED debe sumergirse por menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es crítico para mantener la soldabilidad y prevenir la absorción de humedad (que puede causar "efecto palomita de maíz" durante el reflujo).

• Bolsa de Barrera de Humedad Sellada (MBB):Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año desde la fecha de sellado de la bolsa.
• Después de Abrir la Bolsa:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de una semana de la exposición.
• Almacenamiento Extendido (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Secado (Baking):Si se expone por más de una semana, secar a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED naranja de emisión lateral es ideal para:

• Indicadores de Estado:En electrónica de consumo, electrodomésticos y equipos de red donde se necesita un amplio ángulo de visión.
• Retroiluminación:Para paneles con iluminación lateral, interruptores de membrana o símbolos donde la emisión lateral es ventajosa.
• Iluminación Interior Automotriz:Para iluminación del tablero de instrumentos o consola.
• Paneles de Control Industrial:Como luces de alerta o estado en maquinaria.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F. Para una fuente de 5V y apuntando a I_F=20mA con V_F=2.4V, R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja (75mW), asegure un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas si opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima para mantener la longevidad del LED y una salida de luz estable.
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en líneas de entrada sensibles si el LED está en una ubicación expuesta, y siga protocolos estrictos de manejo ESD durante el montaje.
• Diseño Óptico:La naturaleza de emisión lateral significa que la salida de luz principal es paralela a la superficie del PCB. Considere guías de luz, reflectores o difusores para dirigir la luz según sea necesario.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED estándar de emisión superior o aquellos que usan tecnologías más antiguas como GaAsP, este LED de emisión lateral AlInGaP ofrece ventajas distintivas:

• Mayor Eficiencia (AlInGaP vs. GaAsP):La tecnología AlInGaP proporciona una eficacia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en una salida más brillante a la misma corriente.
• Saturación de Color Superior:El estrecho ancho medio espectral (17nm) produce un color naranja más puro y saturado en comparación con alternativas de espectro más amplio.
• Flexibilidad de Diseño (Emisión Lateral):El encapsulado permite diseños ópticos únicos no posibles con emisores superiores, ahorrando espacio vertical y permitiendo soluciones de iluminación lateral.
• Compatibilidad con Procesos Modernos:Compatibilidad total con la soldadura por reflujo infrarrojo y equipos automáticos pick-and-place agiliza las líneas de montaje SMT modernas.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R1: La longitud de onda pico (λ_P=611nm) es el punto físico de máxima energía en el espectro. La longitud de onda dominante (λ_d=605nm) es el punto de color perceptual en el gráfico CIE. λ_des más relevante para la especificación del color.

P2: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

R2: No. El voltaje directo es ~2.4V. Conectarlo directamente a 3.3V causaría una corriente excesiva, potencialmente excediendo el límite de 30mA y dañando el LED. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente.

P3: ¿Por qué hay un sistema de clasificación (binning) para la intensidad luminosa?

R3: Las variaciones de fabricación causan ligeras diferencias en la salida. El binning clasifica los LED en grupos de brillo consistentes, permitiendo a los diseñadores elegir un grado adecuado y garantizando un rendimiento predecible dentro de un lote.

P4: ¿Cómo interpreto el ángulo de visión de 130 grados?

R4: El ángulo de visión (2θ_1/2) es el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor pico. Un ángulo de 130° significa que la luz se emite en un cono muy amplio, haciéndola visible desde muchos ángulos laterales.

P5: ¿Siempre se requiere secado (baking) antes de soldar?

R5: El secado solo es necesario si los LED han estado expuestos a condiciones ambientales fuera de su bolsa sellada original por más del tiempo especificado (por ejemplo, una semana a ≤60% HR). Esto evita el agrietamiento del encapsulado inducido por la humedad durante el reflujo.

10. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Indicador de Estado Montado en Panel

En un panel de control, el LED puede montarse en el borde de un recorte, con su emisión lateral dirigida a través de una guía de luz o una ventana esmerilada. El amplio ángulo de visión garantiza que el indicador sea visible para un operador desde varias posiciones. Un circuito simple con una resistencia de 150Ω desde un pin GPIO de un microcontrolador de 5V proporciona una excitación adecuada a ~17mA.

Ejemplo 2: Iluminación Secuencial en un Dispositivo de Consumo

Múltiples LED pueden colocarse uno al lado del otro a lo largo del borde de la carcasa de un dispositivo. Al controlarlos secuencialmente mediante un microcontrolador, se puede crear un efecto de escaneo estilo "Knight Rider" o una barra de progreso, utilizando su emisión lateral para crear una línea de luz continua.

11. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor AlInGaP crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa de la unión PN, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, naranja (~605-611 nm). El encapsulado de emisión lateral incorpora una lente de epoxi moldeada que da forma al patrón de salida de luz, extrayéndola desde el costado del chip en lugar de la parte superior. Este diseño a menudo involucra cavidades reflectantes dentro del encapsulado para redirigir la luz.

12. Tendencias y Evolución de la Industria

La tendencia en los LED indicadores SMD continúa hacia una mayor eficiencia, encapsulados más pequeños y una mayor integración. Si bien AlInGaP sigue siendo la tecnología dominante para LED rojos, naranjas y amarillos de alta eficacia, la investigación en curso se centra en mejorar la eficiencia de extracción y la estabilidad térmica. También hay un movimiento hacia un binning más preciso y tolerancias más estrictas para satisfacer las demandas de aplicaciones como iluminación automotriz y pantallas de alta gama. La compatibilidad con procesos de reflujo sin plomo y de alta temperatura es ahora un requisito estándar, impulsado por regulaciones ambientales globales. Además, la demanda de un rendimiento confiable en entornos hostiles (rangos de temperatura más amplios, mayor humedad) continúa impulsando avances en el sellado del encapsulado y la ciencia de materiales.