Hoja de Datos del LED SMD LTST-M670KRKT - Rojo AlInGaP - Lente Transparente - Ángulo de Visión de 120° - Corriente Máx. 30mA - 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, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas. El dispositivo utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una salida de luz roja vibrante. Encapsulado en un paquete con lente transparente, este LED está diseñado para ser compatible con procesos de ensamblaje automatizado y técnicas estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, lo que lo hace adecuado para fabricación en gran volumen.

Las ventajas principales de este componente incluyen su cumplimiento de normativas ambientales (RoHS), un rendimiento consistente en un amplio rango de temperaturas de operación y un empaquetado que facilita un manejo y colocación eficientes. Sus mercados objetivo principales incluyen electrónica de consumo, paneles de control industrial, iluminación interior automotriz y aplicaciones de indicadores generales donde se requiere una iluminación roja brillante y confiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está especificado para operar bajo las siguientes condiciones absolutas máximas, más allá de las cuales puede ocurrir daño permanente. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia:72 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar como calor sin exceder sus límites térmicos.
• Corriente Directa de Pico:80 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms. Exceder esto en operación de corriente continua dañará el dispositivo.
• Corriente Directa en CC (Continua):30 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua en estado estable, para garantizar fiabilidad a largo plazo y mantener el rendimiento óptico especificado.
• Voltaje Inverso:5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa que exceda este valor puede causar ruptura de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcionará dentro de sus parámetros especificados en todo este rango de temperatura industrial.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

La siguiente tabla detalla los parámetros clave de rendimiento bajo condiciones estándar de prueba (Ta=25°C, salvo que se indique lo contrario). Estos son los valores que los diseñadores deben usar para cálculos de circuito y expectativas de rendimiento.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 90 mcd hasta un valor típico de 280 mcd a una corriente directa (I_F) de 20mA. La intensidad se mide usando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados. Este amplio ángulo de visión, definido como el ángulo donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje, hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):639 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la salida espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):631 nm (típico). Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta longitud de onda única representa mejor el color percibido del LED por el ojo humano.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una fuente de luz más monocromática.
• Voltaje Directo (V_F):2.4V típico, con un rango de 2.0V a 2.4V a I_F=20mA. La tolerancia en este valor es de +/- 0.1V. Este parámetro es crucial para calcular el valor de la resistencia limitadora de corriente en serie.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA máximo cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en el brillo entre lotes de producción, la intensidad luminosa de estos LEDs se clasifica en "bines" específicos. Cada bin define un rango garantizado de intensidad mínima y máxima cuando se mide a la corriente de prueba estándar de 20mA.

Los códigos de bin para este producto son: Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd) y S2 (224.0-280.0 mcd). Se aplica una tolerancia de +/-11% a cada bin de intensidad. Los diseñadores que especifiquen este LED deben ser conscientes de qué bin están utilizando, ya que impacta directamente en el brillo logrado en la aplicación final. Para aplicaciones críticas que requieren una apariencia uniforme, deben usarse LEDs del mismo código de bin.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien las curvas gráficas específicas se mencionan en el documento fuente, sus implicaciones son críticas para el diseño. Las relaciones clave que se mostrarían en dichas curvas incluyen:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. La curva tendrá un voltaje de "rodilla" distintivo (alrededor de 2.0-2.4V) por encima del cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de voltaje. Esto destaca por qué los LEDs deben ser alimentados con una fuente de corriente o una fuente de voltaje con una resistencia en serie.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Normalmente muestra una relación casi lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz dentro del rango de operación recomendado. Conducir el LED por encima de su corriente máxima en CC puede llevar a un aumento superlineal del calor y una caída en la eficiencia.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Para LEDs de AlInGaP, la salida de luz generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Comprender esta desclasificación es esencial para aplicaciones que operan a altas temperaturas para garantizar que se mantenga un brillo suficiente.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra un pico aproximadamente a 639 nm con un ancho característico (medio ancho) de unos 20 nm.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Dispositivo

El LED se ajusta a un contorno estándar de paquete de montaje superficial EIA. Todas las dimensiones críticas para el diseño de la huella en la PCB—incluyendo largo, ancho, alto del cuerpo y espaciado de terminales—se proporcionan en el documento fuente con una tolerancia estándar de ±0.2 mm. El paquete presenta un material de lente transparente.

5.2 Diseño del Patrón de Pistas en PCB

Se proporciona un diseño recomendado de almohadillas de conexión para la placa de circuito impreso (PCB) para garantizar una soldadura confiable y una alineación mecánica adecuada. Este patrón de pistas está optimizado tanto para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo como por fase de vapor. Adherirse a esta huella recomendada es crucial para lograr una buena formación de la junta de soldadura, gestión térmica y prevenir el efecto "tombstoning" durante el reflujo.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo (terminal negativo) se identifica típicamente por un marcador visual en el paquete del LED, como una muesca, un punto verde o una esquina recortada en el lente o cuerpo. El ánodo (terminal positivo) es la otra terminal. Debe observarse la polaridad correcta durante el ensamblaje, ya que aplicar polarización inversa puede dañar el dispositivo.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil sugerido, conforme al estándar JEDEC J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen:

• Temperatura de Precalentamiento:150-200°C
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:Se recomienda seguir las especificaciones del fabricante de la pasta de soldar, típicamente 60-90 segundos.

Se enfatiza que el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno utilizado. Se recomienda caracterizar para la aplicación específica.

6.2 Notas sobre Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura por Terminal:Máximo 3 segundos.
• Número de Veces:La soldadura debe intentarse solo una vez por junta para evitar estrés térmico en el paquete de plástico.

6.3 Condiciones de Almacenamiento y Manejo

La sensibilidad a la humedad es un factor crítico para dispositivos de montaje superficial. Este LED se empaqueta en una bolsa barrera de humedad con desecante.

• Almacenamiento del Paquete Sellado:≤ 30°C y ≤ 70% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año a partir de la fecha de código.
• Después de Abrir el Paquete:La "vida útil en planta" es de 168 horas (7 días) cuando se almacena a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Si se expone por más tiempo, los LEDs deben secarse en horno a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.
• Almacenamiento Abierto a Largo Plazo:Debe ser en un contenedor sellado con desecante o en un desecador purgado con nitrógeno.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Limpiadores químicos no especificados pueden dañar el paquete de plástico o el lente.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para máquinas de pick-and-place automatizadas.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:2000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándar de Empaquetado:Cumple con las especificaciones EIA-481-1-B. La cinta tiene un sello de cubierta y se permite un máximo de dos bolsillos de componentes vacíos consecutivos.

8. Recomendaciones de Diseño de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Los LEDs son dispositivos accionados por corriente. El método de accionamiento más confiable y recomendado es usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED, incluso cuando varios LEDs están conectados en paralelo a una fuente de voltaje (Modelo de Circuito A). Esto compensa la variación natural en el voltaje directo (V_F) de un LED a otro, asegurando una corriente uniforme y, por lo tanto, un brillo uniforme en todos los dispositivos. Se desaconseja accionar múltiples LEDs en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B), ya que el LED con el V_Fmás bajo consumirá una corriente desproporcionadamente mayor, lo que lleva a un brillo desigual y posible sobretensión.

El valor de la resistencia en serie (R_s) se calcula usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo de la hoja de datos para un diseño conservador que garantice que la corriente no exceda la I_F.

deseada.

• 8.2 Consideraciones de DiseñoGestión Térmica: Aunque la disipación de potencia es baja, mantener la temperatura de unión dentro de los límites es clave para una larga vida útil. Asegure un área de cobre adecuada en las almohadillas de la PCB para que actúe como disipador de calor, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima.
• Protección contra ESD: Aunque no se establece explícitamente como altamente sensible, se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD durante el ensamblaje.Alcance de la Aplicación: Este componente está destinado a equipos electrónicos estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional o donde una falla podría poner en riesgo la seguridad (por ejemplo, aviación, soporte vital médico), son necesarias calificaciones adicionales y consulta con el fabricante.
• 9. Comparación y Diferenciación TécnicaEn comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos de GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), este dispositivo basado en AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de accionamiento. El lente transparente, a diferencia de un lente difuso o coloreado, proporciona la máxima extracción de luz posible y un patrón de haz más enfocado e intenso, adecuado para aplicaciones que requieren un punto de luz nítido y brillante. El ángulo de visión de 120 grados ofrece un buen equilibrio entre la intensidad en el eje y la visibilidad fuera del eje. Su compatibilidad con procesos estándar de reflujo IR lo diferencia de los LEDs que pueden requerir soldadura manual o por ola.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo accionar este LED a 30mA continuamente?

R: Sí, 30mA es la corriente directa máxima recomendada en CC. Para una longevidad óptima y para tener en cuenta los efectos de la temperatura, a menudo es aconsejable diseñar para una corriente más baja (por ejemplo, 20mA).

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

R: La Longitud de Onda Pico (639 nm) es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante (631 nm) es un valor calculado que representa la longitud de onda única de luz monocromática pura que parecería tener el mismo color para el ojo humano. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie incluso con una fuente de voltaje constante?

R: El voltaje directo de un LED tiene una tolerancia y disminuye con el aumento de la temperatura. Una resistencia en serie proporciona retroalimentación negativa: si la corriente intenta aumentar (por ejemplo, debido a una parte con V

baja o un aumento de temperatura), la caída de voltaje a través de la resistencia aumenta, limitando el aumento de corriente y estabilizando la operación del LED.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin en mi pedido?_FR: El código de bin (por ejemplo, S1) especifica el rango garantizado de intensidad luminosa para ese lote de LEDs. Siempre verifique el código de bin con la tabla en la sección 3 para comprender el brillo mínimo que puede esperar en su diseño.

11. Ejemplos Prácticos de Aplicación

Ejemplo 1: Panel de Indicadores de Estado: Una unidad de control industrial utiliza una matriz de estos LEDs como indicadores de falla y estado en un panel frontal. El amplio ángulo de visión de 120° asegura que los indicadores sean visibles para los operadores desde varias posiciones. El diseñador usa el bin S2 para alto brillo y calcula una resistencia en serie para una corriente de accionamiento de 20mA desde un riel de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios (se selecciona una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios). El diseño de la PCB sigue el patrón de almohadillas recomendado para garantizar la colocación automática y buenas juntas de soldadura.

Ejemplo 2: Retroiluminación para Interruptores de Membrana: El LED se coloca detrás de un gráfico translúcido en un teclado de membrana. El lente transparente y la alta intensidad proporcionan un símbolo nítido e iluminado uniformemente. En este caso, el LED podría ser accionado a una corriente más baja (por ejemplo, 10mA) para lograr el nivel de retroiluminación deseado mientras se minimiza el consumo de energía y el calor dentro del conjunto del interruptor sellado.

12. Introducción al Principio TecnológicoEste LED se basa en la tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo. La lente de epoxi transparente sirve para proteger el dado semiconductor, dar forma al haz de salida de luz y mejorar la extracción de luz del chip.

13. Tendencias y Desarrollos de la IndustriaLa tendencia general en la tecnología LED es hacia una eficiencia cada vez mayor (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color y un menor costo. Para LEDs indicadores como este, la miniaturización continúa mientras se mantiene o aumenta el brillo. También hay un creciente énfasis en rangos de temperatura de operación más amplios y precisos para aplicaciones automotrices e industriales. El cambio a materiales sin plomo y sin halógenos para el cumplimiento ambiental es ahora estándar. Los desarrollos futuros pueden incluir circuitos de accionamiento integrados dentro del paquete o empaquetados mejorados para un mejor rendimiento térmico a corrientes de accionamiento más altas.

. Technology Principle Introduction

This LED is based on Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) semiconductor technology. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. The energy released during this recombination is emitted as photons (light). The specific composition of the AlInGaP alloy determines the bandgap energy of the semiconductor, which directly dictates the wavelength (color) of the emitted light—in this case, red. The water-clear epoxy lens serves to protect the semiconductor die, shape the light output beam, and enhance light extraction from the chip.

. Industry Trends & Developments

The general trend in LED technology is toward ever-higher efficiency (more lumens per watt), improved color consistency, and lower cost. For indicator-type LEDs like this one, miniaturization continues while maintaining or increasing brightness. There is also a growing emphasis on broader and more precise operating temperature ranges for automotive and industrial applications. The move to lead-free and halogen-free materials for environmental compliance is now standard. Future developments may include integrated driver circuitry within the package or enhanced packaging for better thermal performance at higher drive currents.