Hoja de Datos del LED SMD LTST-010TBKT - Azul InGaN - 20mA - 80mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un Diodo Emisor de Luz (LED) de montaje superficial (SMD). El componente está diseñado para procesos de ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y es adecuado para aplicaciones con limitaciones de espacio. Su tamaño miniatura y compatibilidad con los procesos estándar de la industria lo convierten en una opción versátil para la electrónica moderna.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Empaquetado en cinta de 12 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para manejo automatizado.
• Huella de paquete estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Entrada/salida compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (CI).
• Diseñado para compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place.
• Adecuado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Preacondicionado para alcanzar el nivel de sensibilidad a la humedad 3 de JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos).

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a su uso en una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros:

• Dispositivos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos inalámbricos, teléfonos celulares).
• Equipos de automatización de oficina y computadoras portátiles.
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Sistemas de red y equipos de control industrial.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Retroiluminación para paneles frontales y teclados.
• Iluminación de señalización y luminarias simbólicas.
• Letreros interiores e iluminación decorativa general.

2. Dimensiones del Paquete

El dispositivo presenta un paquete estándar de montaje superficial. Las dimensiones críticas se proporcionan en los dibujos técnicos del documento fuente. Todas las dimensiones principales se especifican en milímetros (mm). La tolerancia estándar para estas dimensiones es de ±0,1 mm (±0,004 pulgadas) a menos que se indique explícitamente lo contrario en las notas del dibujo. La lente es transparente al agua, y el color de la fuente de luz es azul, utilizando un material semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN).

3. Clasificaciones y Características

Todas las clasificaciones se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes al dispositivo.

3.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

• Disipación de Potencia (Pd):80 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):100 mA (a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms)
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA CC
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C

3.2 Perfil de Reflujo IR Sugerido

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de reflujo conforme a J-STD-020B. El perfil típicamente incluye una etapa de precalentamiento, un remojo térmico, una zona de reflujo con una temperatura máxima y una fase de enfriamiento. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 217°C debe limitarse según el estándar para prevenir daños térmicos al paquete del LED y al chip interno.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):90,0 - 224,0 mcd (milicandelas). Medida con un filtro que aproxima la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110 grados (típico). Definido como el ángulo total en el que la intensidad es la mitad del valor axial (en el eje).
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):468 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):465 - 475 nm. Derivada de las coordenadas de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):35 nm (típico). El ancho del espectro de emisión a la mitad de su intensidad máxima.
• Voltaje Directo (V_F):2,8 - 3,8 V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a un voltaje inverso (V_R) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa.

3.4 Notas de Medición

1. La medición de intensidad luminosa sigue los estándares CIE para visión fotópica.
2. La tolerancia de longitud de onda dominante es de ±1 nm.
3. La tolerancia de voltaje directo para un bin dado es de ±0,1 V.
4. La prueba de voltaje inverso es solo con fines informativos/de calidad; el LED es un dispositivo de polarización directa.

4. Sistema de Clasificación por Bines

Los componentes se clasifican (binean) según parámetros clave para garantizar consistencia en la aplicación. Los siguientes códigos de bin definen los rangos garantizados para cada parámetro.

4.1 Clasificación de Voltaje Directo (V_F)

Bineado a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±0,1V.
Códigos de Bin: D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V).

4.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Bineado a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±11%.
Códigos de Bin: Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd).

4.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (λ_d)

Bineado a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±1nm.
Códigos de Bin: AC (465,0-470,0 nm), AD (470,0-475,0 nm).

5. Curvas de Rendimiento Típicas

El documento fuente incluye representaciones gráficas de características clave en función de varios parámetros. Estas curvas son esenciales para un análisis de diseño detallado.

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de accionamiento, típicamente de manera sub-lineal a corrientes más altas debido al calentamiento y la caída de eficiencia.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo, mostrando el voltaje de encendido y la resistencia dinámica.
• Voltaje Directo vs. Temperatura Ambiente:Muestra el coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo, una propiedad útil para la detección de temperatura.
• Distribución Espectral:Una gráfica de potencia radiante relativa versus longitud de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de 468 nm con un ancho medio típico de 35 nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que representa la distribución espacial de la intensidad luminosa, confirmando el ángulo de visión de 110 grados.

6. Guía del Usuario y Manejo

6.1 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar la resina epoxi del paquete del LED. Si es necesaria la limpieza, es aceptable la inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Debe evitarse la agitación o la limpieza ultrasónica a menos que esté específicamente calificada.

6.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura (huella) para la PCB. Este patrón está optimizado para una soldadura confiable utilizando procesos de reflujo infrarrojo o por fase de vapor. Adherirse a esta geometría de pad recomendada asegura la formación adecuada de la junta de soldadura, el autoalineamiento durante el reflujo y la estabilidad mecánica.

6.3 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve con una cinta protectora de cubierta. Se especifican las dimensiones detalladas de los bolsillos de la cinta, el paso y el ancho total de la cinta. Los componentes se enrollan en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las cantidades estándar por carrete completo son de 4000 piezas, con una cantidad mínima de empaque de 500 piezas para carretes parciales. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

7. Precauciones y Notas de Aplicación

7.1 Aplicación Prevista

Estos LEDs están diseñados para su uso en equipos electrónicos comerciales y de consumo estándar. No están clasificados ni destinados para aplicaciones críticas para la seguridad donde una falla podría conducir a un riesgo directo para la vida o la salud, como en aviación, soporte vital médico o sistemas de control de transporte. Para tales aplicaciones, deben seleccionarse componentes con las certificaciones de confiabilidad apropiadas.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en la bolsa de barrera de humedad sellada con desecante es de un año.
Paquete Abierto:Para componentes extraídos de la bolsa sellada, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición a este entorno (Nivel MSL 3). Para exposiciones más largas, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Los componentes expuestos por más de 168 horas requieren un proceso de horneado (por ejemplo, 60°C durante 48 horas) antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Soldadura por Reflujo (Recomendada):
- Temperatura de Precalentamiento: 150-200°C
- Tiempo de Precalentamiento: Máximo 120 segundos
- Temperatura Máxima: Máximo 260°C
- Tiempo en la Máxima/Tiempo de Soldadura: Máximo 10 segundos (se permiten un máximo de dos ciclos de reflujo)
Soldadura Manual (Si es necesario):
- Temperatura del Cautín: Máximo 300°C
- Tiempo de Soldadura por terminal: Máximo 3 segundos (operación única solamente)

Nota Importante:El perfil de reflujo óptimo depende del diseño específico de la PCB, la densidad de componentes, la pasta de soldar y el horno. Los parámetros proporcionados son pautas. Se recomienda la caracterización a nivel de placa para lograr juntas de soldadura confiables sin someter al LED a estrés térmico.

7.4 Método de Accionamiento

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Para garantizar una intensidad luminosa consistente y estable, debe ser accionado por una fuente de corriente controlada, no por una fuente de voltaje. Una simple resistencia limitadora de corriente en serie es el método más común cuando se alimenta desde un riel de voltaje. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Para aplicaciones de precisión o para mantener un brillo constante ante variaciones de temperatura y voltaje de alimentación, se recomienda un circuito de accionamiento de corriente constante (lineal o conmutado). Accionar el LED con una corriente estable dentro de sus límites especificados (por ejemplo, 20mA CC) es crucial para lograr la salida de luz, el color y la confiabilidad a largo plazo deseados.

8. Consideraciones de Diseño y Sugerencias de Aplicación

8.1 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (80mW máx.), una gestión térmica efectiva sigue siendo importante para la longevidad y el rendimiento estable. La intensidad luminosa del LED disminuye con el aumento de la temperatura de la unión (extinción térmica). Asegúrese de que la PCB tenga un alivio térmico adecuado, especialmente si se acciona a la corriente continua máxima o cerca de ella. Evite colocar el LED cerca de otras fuentes de calor significativas en la placa.

8.2 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 110 grados proporciona un patrón de emisión amplio y difuso, adecuado para indicadores de estado y retroiluminación. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, deben emplearse ópticas secundarias (lentes o reflectores). La lente transparente al agua es óptima para una emisión de color verdadero. Al diseñar guías de luz o difusores para retroiluminación, se debe considerar la distribución espacial de la intensidad (patrón del ángulo de visión) para lograr una iluminación uniforme.

8.3 Diseño Eléctrico

Tenga en cuenta el bineo de voltaje directo en su diseño. El circuito debe funcionar correctamente en todo el rango de V_F(2,8V a 3,8V). Si usa una resistencia simple, dimensiónela para el V_Fmás alto en su bin seleccionado para garantizar la corriente mínima requerida. Para cadenas paralelas de LEDs, considere usar resistencias limitadoras de corriente individuales por cadena para compensar las variaciones de V_Fy evitar la absorción desequilibrada de corriente. Incluya siempre protección contra conexión inversa de voltaje y transitorios de voltaje en la línea de alimentación, ya que el LED tiene una clasificación de voltaje inverso máximo baja.

8.4 Fabricación y Ensamblaje

Aproveche la compatibilidad del componente con el ensamblaje automatizado. El empaquetado en cinta y carrete está diseñado para máquinas pick-and-place de alta velocidad. Siga el perfil de reflujo IR recomendado y el diseño de pads de PCB con precisión para garantizar un alto rendimiento en la primera pasada y confiabilidad. Adhiérase estrictamente a los procedimientos de manejo del nivel de sensibilidad a la humedad (MSL 3) para prevenir el agrietamiento del paquete inducido por la humedad durante la soldadura.