Hoja de Datos del LED SMD LTST-E142KRKFKT - Doble Color Rojo/Naranja - 30mA - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED (Diodo Emisor de Luz) de montaje superficial y doble color, diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). El dispositivo está concebido para aplicaciones con limitaciones de espacio y ofrece la combinación de emisión de luz roja y naranja desde un único encapsulado. Su tamaño miniatura y compatibilidad con procesos de ensamblaje estándar lo hacen idóneo para su integración en una amplia gama de equipos electrónicos modernos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este componente incluyen su conformidad con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), su embalaje en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas para máquinas pick-and-place automatizadas, y su total compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Está preacondicionado según los estándares de sensibilidad a la humedad JEDEC Nivel 3, garantizando fiabilidad durante el ensamblaje.

Las aplicaciones objetivo abarcan varios sectores, incluyendo telecomunicaciones (por ejemplo, indicadores de estado en routers, módems), automatización de oficinas (por ejemplo, retroiluminación para paneles de control en impresoras, escáneres), electrodomésticos y diversos equipos industriales. Se utiliza comúnmente para indicación de estado, iluminación simbólica y retroiluminación de paneles frontales donde se requiere una retroalimentación visual clara y fiable.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las características clave de rendimiento del dispositivo, tal como se definen en sus especificaciones máximas absolutas y sus parámetros típicos de operación.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas y Características Térmicas

El dispositivo está clasificado para una corriente directa continua (DC) máxima de 30mA para ambos chips, el rojo y el naranja. En condiciones de pulso (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms), puede soportar una corriente directa pico de 80mA. La disipación de potencia máxima es de 75mW. El rango de temperatura de operación y almacenamiento está especificado desde -40°C hasta +100°C, lo que indica su idoneidad para entornos hostiles.

La gestión térmica es crítica para la longevidad del LED. La resistencia térmica típica desde la unión al ambiente (Rθja) es de 155°C/W para ambos colores. Con una temperatura máxima de unión (Tj) de 115°C, este valor de resistencia térmica dicta la disipación de potencia máxima permitida en condiciones ambientales dadas para evitar sobrecalentamiento y fallos prematuros.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento eléctrico y óptico se mide en condiciones de prueba estándar de 20mA de corriente directa y 25°C de temperatura ambiente.

• Intensidad Luminosa (Iv):Para el LED rojo, la intensidad luminosa oscila entre un mínimo de 90 mcd y un máximo de 280 mcd. El LED naranja ofrece una salida mayor, que va desde 140 mcd hasta 450 mcd. El ángulo de visión típico (2θ1/2), donde la intensidad es la mitad del valor axial, es de 120 grados para ambos, proporcionando un patrón de haz amplio.
• Características Espectrales:El LED rojo tiene una longitud de onda de emisión pico típica (λp) de 639 nm y un rango de longitud de onda dominante (λd) de 623-638 nm. El LED naranja tiene una λp de 609 nm y un rango λd de 598-610 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es típicamente de 15 nm para ambos, definiendo la pureza del color.
• Parámetros Eléctricos:El voltaje directo (Vf) para ambos colores varía desde 1.7V (mín.) hasta 2.5V (máx.) a 20mA. La corriente inversa máxima (Ir) es de 10 μA a un voltaje inverso (Vr) de 5V. Es crucial señalar que el dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para referencia en pruebas infrarrojas.

3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave.

3.1 Bineo por Intensidad Luminosa (Iv)

La salida luminosa se categoriza en bins específicos con valores mínimos y máximos definidos. Cada bin tiene una tolerancia de ±11%.

• Bins del LED Rojo:Los códigos incluyen 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).
• Bins del LED Naranja:Los códigos incluyen T2 (140-180 mcd), U1 (180-224 mcd), U2 (224-280 mcd), V1 (280-355 mcd) y V2 (355-450 mcd).

3.2 Bineo por Longitud de Onda Dominante (Wd)

Específicamente para el LED naranja, los bins de longitud de onda dominante garantizan un control preciso del color. Los bins son F1 (598-602 nm), F2 (602-606 nm) y F3 (606-610 nm), cada uno con una tolerancia ajustada de ±1 nm. Este bineo preciso es esencial para aplicaciones que requieren puntos de color específicos, como señales de tráfico o retroiluminación de paneles consistente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas de rendimiento típicas, sus datos gráficos específicos no se proporcionan en el texto. Basándose en el comportamiento estándar de los LEDs, estas curvas normalmente ilustrarían la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (curva I-V), el efecto de la temperatura ambiente en la salida de luz y la distribución espectral de potencia. Los diseñadores utilizan estas curvas para comprender el rendimiento en condiciones no estándar (por ejemplo, diferentes corrientes de conducción o temperaturas) y para optimizar el diseño del circuito para obtener el brillo y la eficiencia deseados.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.2 mm a menos que se indique lo contrario. El componente cuenta con una lente difusa. La asignación de pines es específica: los pines 2 y 3 están asignados al chip LED rojo, mientras que los pines 1 y 4 están asignados al chip LED naranja. La identificación correcta de la polaridad durante el diseño de la PCB y el ensamblaje es crítica para el funcionamiento adecuado.

5.2 Almohadilla de Montaje en PCB Recomendada

Se proporciona un patrón de almohadilla (huella) recomendado para la PCB a fin de garantizar una soldadura fiable y una correcta alineación mecánica. Adherirse a este patrón recomendado ayuda a lograr buenos filetes de soldadura, alivio térmico y evita el efecto "tumba" o la desalineación durante el reflujo.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Se hace referencia a un perfil de reflujo IR sugerido, conforme al estándar J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen una temperatura pico máxima de 260°C y una etapa de precalentamiento de hasta 200°C durante un máximo de 120 segundos. El perfil está diseñado para minimizar el estrés térmico en el encapsulado del LED mientras asegura una unión de soldadura fiable.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

El almacenamiento adecuado es esencial para mantener la soldabilidad. Cuando la bolsa antihumedad está sellada, los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR, con una vida útil recomendada de un año. Una vez abierta la bolsa, el entorno de almacenamiento no debe superar los 30°C y el 60% HR. Los componentes expuestos más allá de 168 horas (Nivel 3) deben ser horneados a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado o la lente del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es cinta portadora gofrada de 8 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 4000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, está disponible una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas. El embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA 481. La cinta se sella con una cinta de cubierta para proteger los componentes, y el número máximo de componentes faltantes consecutivos ("lámparas faltantes") en un carrete es de dos.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED de doble color es ideal para aplicaciones que requieren indicación de múltiples estados. Por ejemplo, en un conmutador de red, el LED rojo podría indicar un fallo o estado de error, mientras que el LED naranja podría indicar actividad o una condición de advertencia. En electrónica de consumo, puede usarse para retroiluminación de doble color de botones o para crear símbolos de estado ámbar/rojo. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para indicadores que deben ser visibles desde varios ángulos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie (o un controlador de corriente constante) para cada color del LED. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación, el voltaje directo del LED (use Vf máx. para un diseño conservador) y la corriente de operación deseada (≤30mA DC).
• Gestión Térmica:Considere la disipación de potencia (P = Vf * If) y la resistencia térmica. En ambientes de alta temperatura o cuando se conduce a corrientes altas, asegúrese de utilizar un área de cobre de PCB adecuada u otros métodos de disipación de calor para mantener la temperatura de unión por debajo de 115°C.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente, siempre se recomienda manipular los LEDs con las precauciones adecuadas contra descargas electrostáticas (ESD) durante el ensamblaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave de este componente es su capacidad de doble color en un único encapsulado SMD compacto. En comparación con el uso de dos LEDs de un solo color separados, esto ahorra espacio en la PCB, reduce el número de componentes y simplifica el ensamblaje. El amplio ángulo de visión de 120 grados es otra ventaja sobre los LEDs de haz más estrecho para indicación en paneles. El bineo preciso tanto para intensidad como para longitud de onda ofrece a los diseñadores un rendimiento predecible y consistencia de color en la producción en volumen.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar los LEDs rojo y naranja simultáneamente a 20mA cada uno?

R: No. La disipación de potencia máxima absoluta es de 75mW. Si ambos LEDs están encendidos con Vf=2.5V e If=20mA, la potencia total sería de 100mW (2.5V*20mA*2), superando la especificación. La operación simultánea requiere reducir la corriente nominal para cada LED o asegurar que solo uno esté encendido a la vez.

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

R: La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) es la única longitud de onda percibida por el ojo humano que coincide con el color de la luz. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

P: La corriente inversa es de 10μA a 5V. ¿Puedo usar este LED en un circuito de CA?

R: No. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa. Aplicar voltaje inverso, especialmente en un circuito de CA, puede dañar el LED. Se debe utilizar un circuito externo (como un rectificador) para proteger el LED si se usa con CA.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Indicador de Doble Estado para una Fuente de Alimentación

Un diseñador está creando una PCB para una fuente de alimentación de escritorio. Necesita un indicador para mostrar cuando hay presente alimentación de CA (en espera) y otro para mostrar cuando la salida de CC está activa. Usar este LED de doble color simplifica el diseño: el LED naranja (pines 1 y 4) se conecta al riel de voltaje de espera a través de una resistencia limitadora de corriente. El LED rojo (pines 2 y 3) se conecta al riel principal de salida de CC a través de otra resistencia. La huella en la PCB requiere solo una ubicación de componente. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado sea visible desde el frente del chasis. El diseñador selecciona los bins R2 para rojo y U1 para naranja para asegurar un brillo suficiente. Sigue el perfil de reflujo recomendado y las pautas de almacenamiento durante el ensamblaje para garantizar la fiabilidad.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En este dispositivo específico, la luz roja se produce mediante un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), que es eficiente para producir longitudes de onda rojas y naranjas. La lente difusa sobre el chip dispersa la luz, creando el amplio ángulo de visión de 120 grados en lugar de un haz estrecho. La función de doble color se logra alojando dos chips semiconductores separados (uno rojo, uno naranja) dentro del mismo encapsulado, con conexiones eléctricas independientes (ánodos y cátodos) para cada uno.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en la tecnología de LEDs SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), permitiendo una salida más brillante a corrientes más bajas y un consumo de energía reducido. También existe un impulso hacia una mayor miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico. La consistencia del color y las tolerancias de bineo más ajustadas se están convirtiendo en estándar a medida que mejora la inspección óptica automatizada en la fabricación. Además, la integración de electrónica de control (como controladores de corriente constante o controladores PWM) directamente en el encapsulado del LED es una tendencia emergente, simplificando el diseño del circuito para el usuario final. Los principios de conformidad RoHS y compatibilidad con procesos de reflujo sin plomo y de alta temperatura son ahora requisitos fundamentales en la industria.