LED SMD de Emisión Lateral Verde 530nm - Paquete EIA - 20mA - 76mW - Hoja Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de alta luminosidad y emisión lateral. 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 soldadura por reflujo infrarrojo, lo que lo hace adecuado para fabricación en grandes volúmenes. El LED se suministra en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, cumpliendo con el empaquetado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas) para un manejo y colocación consistentes.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Alta Luminosidad:Utiliza tecnología de chip InGaN de ultra alta luminosidad.
• Emisión Lateral:El paquete está diseñado para emitir luz desde el lateral, ideal para aplicaciones de retroiluminación en dispositivos de perfil delgado.
• Amigable con la Automatización:Totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place y perfiles estándar de soldadura por reflujo infrarrojo.
• Libre de Plomo y Conforme con RoHS:El dispositivo cumple con las directivas de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).
• Compatible con Circuitos Integrados:Puede ser accionado directamente por salidas de circuitos integrados estándar.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED está destinado a aplicaciones generales de indicación y retroiluminación en electrónica de consumo, equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos. Su característica de emisión lateral lo hace particularmente útil para iluminación de bordes en paneles, indicadores de estado en PCBs y retroiluminación de pantallas LCD en dispositivos portátiles.

2. Especificaciones Técnicas y Análisis en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la potencia máxima que el paquete del LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corriente Directa Continua (IF):20 mA DC. La corriente de operación en estado estable recomendada.
• Corriente Directa Pico:100 mA, permitida solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto permite destellos breves de alta intensidad.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento confiable.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 10 segundos, lo típico para procesos de reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C e IF=20mA, salvo que se especifique lo contrario. Definen el rendimiento en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 71.0 mcd hasta un máximo típico de 450.0 mcd. La intensidad se mide usando 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 cual la intensidad de la luz cae a la mitad de su valor pico (en el eje), indicando un patrón de emisión muy amplio, adecuado para iluminación lateral.
• Longitud de Onda Pico (λ_P):530 nm. La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):525 nm. 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 de Banda Espectral (Δλ):35 nm. El ancho del espectro de emisión a la mitad de la intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM).
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 3.2V, con un rango de 2.8V a 3.6V a 20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando conduce corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a una tensión inversa (V_R) de 5V.Importante:Este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba de fugas.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

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

3.1 Clasificación por Tensión Directa

Las unidades se clasifican según su tensión directa (V_F) a 20mA. Cada lote tiene una tolerancia de ±0.1V.

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

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Las unidades se clasifican según su intensidad luminosa (I_v) a 20mA. Cada lote tiene una tolerancia de ±15%.

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

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Las unidades se clasifican según su longitud de onda dominante (λ_d) a 20mA. Cada lote tiene una tolerancia de ±1nm.

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

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja técnica se hacen referencias a gráficos específicos, se pueden describir las tendencias típicas de rendimiento:

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

El LED exhibe una característica I-V no lineal típica de un diodo. La tensión directa aumenta logarítmicamente con la corriente. Operar significativamente por encima de los 20mA recomendados causará un aumento desproporcionado en V_Fy en la disipación de potencia (calor).

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (intensidad luminosa) es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación recomendado. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de la temperatura de unión.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión:

• Tensión Directa (V_F):Disminuye ligeramente.
• Intensidad Luminosa (I_v):Disminuye. La tasa de esta disminución es un factor clave en el diseño de la gestión térmica.
• Longitud de Onda (λ_d):Puede desplazarse ligeramente, típicamente hacia longitudes de onda más largas (corrimiento al rojo).

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El LED viene en un paquete SMD estándar conforme a EIA. La hoja técnica incluye un dibujo dimensional detallado. El cátodo está típicamente marcado, a menudo por una muesca, un punto verde o una longitud/forma de terminal diferente. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado para PCB

Se proporciona un diseño sugerido de almohadillas de soldadura para garantizar uniones fiables y una alineación adecuada durante el reflujo. Adherirse a este patrón ayuda a prevenir el "efecto lápida" (el componente se levanta por un extremo) y asegura una buena conexión térmica y eléctrica.

6. Guías de Montaje, Soldadura y Manipulación

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos sin plomo, conforme a estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150–200°C hasta 120 segundos para calentar gradualmente la placa y activar el fundente.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:El perfil debe limitar el tiempo que los terminales del LED están por encima del punto de fusión de la soldadura a un máximo de 10 segundos, y el reflujo no debe realizarse más de dos veces.

Nota:El perfil óptimo depende del diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno. El perfil proporcionado sirve como punto de partida.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con control de temperatura ajustado a un máximo de 300°C. Limite el tiempo de soldadura a 3 segundos por terminal, y suelde solo una vez.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de soldar, use solo los disolventes especificados. Sumerja el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica ni productos químicos no especificados, ya que pueden dañar la lente de plástico o el paquete.

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs son sensibles a la humedad. Si la bolsa sellada original a prueba de humedad (con desecante) no se ha abierto, deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30°C y 60% HR. Los componentes retirados del empaque original deben soldarse por reflujo dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, guárdelos en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Si se almacenan abiertos por más de una semana, se recomienda un horneado 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.

6.5 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas. Siempre manipúlelos en un área protegida contra ESD usando pulseras con conexión a tierra, tapetes antiestáticos y contenedores conductores. Todo el equipo debe estar correctamente conectado a tierra.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora de 8mm de ancho con relieve, sellada con una cinta de cubierta superior. La cinta se enrolla en carretes estándar de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 4000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de empaque de 500 piezas para lotes restantes.

7.2 Estructura del Número de Parte

El número de parte LTST-S220TGKT codifica atributos clave:

• LTST:Probablemente denota la familia de productos (LED SMD de Lite-On).
• S220:Probablemente indica el estilo/tamaño del paquete (emisión lateral, 220 mil? - específico del fabricante).
• TGKT:Probablemente denota el color (Verde), códigos de lote para intensidad/longitud de onda/tensión, y quizás el empaque en cinta/carrete. La decodificación exacta es específica del fabricante.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo accionado por corriente. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito regulador de corriente constante. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo de la hoja técnica (3.6V) para garantizar corriente suficiente bajo todas las condiciones.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (76mW), un diseño adecuado del PCB es importante para la fiabilidad a largo plazo. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas del LED para que actúe como disipador de calor, especialmente si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión lateral de 130 grados proporciona una iluminación amplia y difusa. Para aplicaciones que requieren luz más enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. Considere la interacción del patrón de emisión del LED con los componentes adyacentes y las carcasas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores principales de este LED son supaquete de visión lateraly sutecnología de chip InGaN. En comparación con los LEDs de emisión superior, está diseñado para dirigir la luz paralela a la superficie del PCB, ahorrando espacio vertical. La tecnología InGaN permite alta luminosidad y eficiencia en las regiones del espectro verde/azul en comparación con tecnologías más antiguas como AlGaAs.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Conectar un LED directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, destruyendo el dispositivo instantáneamente. Una resistencia en serie o un regulador de corriente activo es obligatorio.

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

La Longitud de Onda Picoes el pico físico del espectro de luz emitido.La Longitud de Onda Dominantees el punto de color percibido en el gráfico CIE. Para una fuente monocromática, son similares. Para LEDs con cierto ancho espectral, la longitud de onda dominante es lo que el ojo humano percibe como el color.

10.3 ¿Por qué existen requisitos de almacenamiento y horneado?

El empaque de plástico puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente en vapor, causando delaminación interna o grietas ("efecto palomita"). El horneado elimina esta humedad.

11. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado con iluminación lateral en una placa de lógica digital de 5V.

1. Selección del Componente:Elija un LED del lote de intensidad apropiado (ej., 'R' para brillo medio).
2. Configuración de Corriente:Decida operar a los 20mA típicos.
3. Cálculo de la Resistencia:Usando el peor caso V_F= 3.6V. R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohmios. El valor estándar más cercano es 68 Ohmios. Recalculando la corriente: I = (5V - 3.2V_típ.) / 68Ω ≈ 26.5mA (seguro, por debajo de la corriente DC máxima absoluta).
4. Diseño del PCB:Coloque el LED según el patrón de soldadura recomendado. Añada pequeños radios de alivio térmico a la almohadilla del cátodo conectada a un plano de tierra para disipación de calor.
5. Montaje:Siga el perfil de reflujo sin plomo, asegurándose de hornear la placa si se ha excedido el tiempo de manipulación sensible a la humedad.

12. Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa (el chip de InGaN). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por el ancho de banda prohibida del material semiconductor utilizado. El InGaN tiene un ancho de banda prohibida adecuado para producir luz verde, azul y blanca (con fósforo).

13. Tendencias Tecnológicas

La industria de la optoelectrónica continúa avanzando en varias áreas clave relevantes para estos componentes:

• Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en ciencia de materiales y diseño de chips producen más salida de luz por unidad de potencia eléctrica de entrada.
• Miniaturización:Los tamaños de los paquetes continúan reduciéndose mientras mantienen o mejoran el rendimiento óptico.
• Mejor Consistencia de Color:Tolerancias de clasificación más estrictas y procesos de fabricación avanzados reducen la variación de color entre lotes de producción.
• Mayor Fiabilidad y Vida Útil:Mejores materiales de empaquetado y diseños de gestión térmica extienden la vida operativa, especialmente en condiciones de alta temperatura.
• Integración:Las tendencias incluyen integrar múltiples chips LED (RGB), controladores o lógica de control en paquetes únicos para soluciones de iluminación más inteligentes.

Este LED SMD de emisión lateral representa un componente maduro y fiable, basado en la establecida tecnología InGaN, optimizado para montaje automatizado y rendimiento consistente en una amplia gama de aplicaciones de indicación y retroiluminación.