Hoja de Datos del LED SMD LTST-T680VEWT - Rojo AlInGaP - Ángulo de Visión de 120° - 2.1V Típico - 50mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). El componente está concebido para aplicaciones con limitaciones de espacio en una amplia gama de equipos electrónicos. Su factor de forma miniaturizado y su compatibilidad con los procesos de ensamblaje estándar lo hacen idóneo para integrarse en la electrónica de consumo e industrial moderna donde se requiere una indicación de estado o retroiluminación fiable.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para máquinas de colocación automática pick-and-place.
• Formato de encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Entrada/salida compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con equipos de colocación automática.
• Apto 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

• Equipos de telecomunicaciones (ej., teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles).
• Dispositivos de automatización de oficinas (ej., ordenadores portátiles, sistemas de red).
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control e instrumentación industrial.
• Indicadores de estado y de alimentación de propósito general.
• Iluminación de señales y símbolos.
• Retroiluminación de paneles frontales y pantallas.

2. Encapsulado y Dimensiones

El LED utiliza un material de lente difuso con un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) como fuente de luz, produciendo un color rojo. Las dimensiones del encapsulado se proporcionan en planos mecánicos detallados (consultar las figuras en la hoja de datos original). Todas las dimensiones principales se especifican en milímetros (mm) con una tolerancia estándar de ±0.2 mm salvo que se indique lo contrario. El componente es sensible a la polaridad, y la orientación correcta durante la colocación es crucial para su funcionamiento adecuado.

3. Especificaciones y Características

3.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes al dispositivo. Todas las especificaciones se indican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):130 mW
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (IF):50 mA
• Tensión Inversa (VR):5 V
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-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, una etapa de estabilización térmica, una zona de reflujo con una temperatura máxima y una fase de enfriamiento. El cumplimiento de los límites de tiempo y temperatura especificados, particularmente la temperatura máxima de pico de 260°C, es esencial para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED y asegurar uniones de soldadura fiables.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

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

• Intensidad Luminosa (Iv):710.0 - 1400.0 mcd (mililúmenes). Medida con un filtro que aproxima la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados (típico). Definido como el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad axial (en el eje).
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):633 nm (nanómetros, típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):624 nm (típico). La longitud de onda única percibida por el ojo humano, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Tolerancia de ±1 nm.
• Ancho de Línea Espectral a Media Altura (Δλ):15 nm (típico). El ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima.
• Tensión Directa (VF):2.1 V (típico), 2.6 V (máximo). Tolerancia de ±0.1 V a IF=20mA.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (microamperios, máximo) a VR=5V.

4. Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia en el brillo en aplicaciones de producción, los LEDs se clasifican en bins según su intensidad luminosa medida a 20mA.

• Código de Bin V1:710.0 mcd (Mín) a 900.0 mcd (Máx)
• Código de Bin V2:900.0 mcd (Mín) a 1120.0 mcd (Máx)
• Código de Bin W1:1120.0 mcd (Mín) a 1400.0 mcd (Máx)

La tolerancia dentro de cada bin de intensidad es aproximadamente ±11%. Los diseñadores deben tener en cuenta esta variación cuando se utilicen múltiples LEDs en un arreglo para lograr una apariencia uniforme.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye representaciones gráficas de las relaciones clave (consultar las figuras originales). Estas típicamente ilustran:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente de forma no lineal, destacando la importancia de la regulación de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, un factor crítico para la gestión térmica.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Representa la curva característica I-V del diodo.
• Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa frente a longitud de onda, mostrando la estrecha banda de emisión característica de los LEDs AlInGaP centrada alrededor de 633 nm.

6. Guía del Usuario y Manipulación

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura o debido a contaminación, utilice únicamente los disolventes especificados. Sumerja el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica ni líquidos químicos no especificados, ya que pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (footprint) sugerido para la PCB para asegurar la formación adecuada del filete de soldadura y la estabilidad mecánica durante la soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor. Seguir esta recomendación ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta por un extremo) y asegura una conexión eléctrica fiable.

6.3 Empaquetado: Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve y una cinta protectora superior, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las especificaciones clave incluyen:

• Paso de Bolsillo:8 mm.
• Cantidad por Carrete:2000 unidades.
• Máximo de Componentes Faltantes Consecutivos:Dos bolsillos.
• El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

Este formato de empaquetado es estándar para líneas de ensamblaje automático de alta velocidad.

7. Precauciones Importantes y Notas de Aplicación

7.1 Aplicación Prevista

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está destinado a aplicaciones críticas para la seguridad donde un fallo podría poner directamente en peligro vidas o la salud (ej., aviación, soporte vital médico, control de transporte). Para dichas aplicaciones, es obligatorio consultar con el fabricante para obtener componentes con calificaciones de fiabilidad excepcionales.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Un almacenamiento adecuado es vital para prevenir la absorción de humedad, que puede causar "efecto palomita" (agrietamiento del encapsulado) durante la soldadura por reflujo.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año.
• Paquete Abierto:Si se abre la bolsa con barrera de humedad, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda encarecidamente completar el proceso de reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición.
• Almacenamiento Prolongado (Abierto):Para almacenamiento más allá de 168 horas, coloque los componentes en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados fuera de la bolsa durante más de 168 horas requieren un preacondicionamiento de horneado de al menos 48 horas a aproximadamente 60°C antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida.

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Cumpla las siguientes condiciones de soldadura para prevenir daños térmicos:

• Soldadura por Reflujo:
  • Precalentamiento: 150–200°C
  • Tiempo de Precalentamiento: 120 segundos máximo
  • Temperatura Máxima: 260°C máximo
  • Tiempo por encima del Líquidus: 10 segundos máximo (se permiten un máximo de dos ciclos de reflujo)
• Soldadura Manual (Cautín):
  • Temperatura de la Punta: 300°C máximo
  • Tiempo de Contacto: 3 segundos máximo (una sola vez por terminal)

Tenga en cuenta que el perfil de reflujo óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno. El perfil proporcionado basado en estándares JEDEC sirve como objetivo genérico.

7.4 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Su tensión directa (VF) tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LEDs, especialmente en paralelo, se debe utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie concadaLED. No se recomienda conducir LEDs en paralelo sin resistencias individuales (como en el Modelo de Circuito B), ya que pequeñas variaciones en VF causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en la intensidad luminosa.

7.5 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Como la mayoría de los dispositivos semiconductores, los LEDs son susceptibles a daños por descarga electrostática. Deben observarse las precauciones estándar de manipulación ESD durante el ensamblaje y manejo. Esto incluye el uso de estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y contenedores conductores.

8. Análisis Técnico Profundo y Consideraciones de Diseño

8.1 Tecnología de Material: AlInGaP

El uso de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) como material semiconductor activo es clave para el rendimiento de este LED. La tecnología AlInGaP permite una emisión de alta eficiencia en la región roja a ámbar-naranja del espectro visible. En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, los LEDs AlInGaP ofrecen una eficacia luminosa superior, mejor estabilidad térmica y una vida operativa más larga. La lente difusa amplía aún más el ángulo de visión a 120 grados, haciéndolo ideal para aplicaciones que requieren visibilidad en ángulo amplio.

8.2 Gestión Térmica

La disipación de potencia máxima es de 130 mW. Aunque parece baja, un disipador de calor efectivo a través de la PCB sigue siendo importante. La intensidad luminosa del LED disminuye a medida que aumenta su temperatura de unión, como se muestra en las curvas de rendimiento. Para diseños que operen a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente directa máxima, asegurar un alivio térmico adecuado en el diseño de los pads de la PCB (ej., vías térmicas a planos de tierra internos) puede ayudar a mantener un brillo consistente y una mayor longevidad.

8.3 Integración del Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados con lente difuso proporciona un haz suave y amplio, adecuado para aplicaciones de indicador donde el LED puede verse desde varios ángulos. Los diseñadores deben considerar este patrón de haz al diseñar guías de luz, lentes o marcos para evitar crear puntos calientes o sombras no deseadas. La longitud de onda dominante de 624 nm se sitúa en la región rojo-naranja, que es altamente visible para el ojo humano y es un color estándar para indicadores de estado "encendido" o "activo".

8.4 Fiabilidad y Vida Útil

El rango de temperatura de operación especificado de -40°C a +85°C y el rango de almacenamiento de hasta 100°C indican una construcción robusta. El preacondicionamiento a Nivel 3 de JEDEC sugiere que el encapsulado puede soportar condiciones típicas de fábrica durante un tiempo limitado. La fiabilidad a largo plazo está influenciada por la corriente de operación y la temperatura de unión; reducir la corriente de operación por debajo del máximo absoluto de 50mA prolongará significativamente la vida operativa del dispositivo.

9. Comparación y Guía de Selección

Al seleccionar un LED SMD para una aplicación de indicador rojo, los diferenciadores clave incluyen:

• Ángulo de Visión:El ángulo de 120° de este componente es más amplio que el de muchos LEDs estándar (a menudo 60-90°), ofreciendo una mejor visibilidad fuera del eje.
• Clasificación por Intensidad (Binning):La disponibilidad de múltiples bins de intensidad (V1, V2, W1) permite a los diseñadores seleccionar el nivel de brillo apropiado para su aplicación, optimizando potencialmente el coste.
• Tensión Directa:Una VF típica de 2.1V es relativamente baja, reduciendo el consumo de energía y facilitando el diseño para sistemas de bajo voltaje en comparación con otras tecnologías de LED.
• Compatibilidad del Encapsulado:El encapsulado estándar EIA garantiza la compatibilidad con una vasta biblioteca de footprints de PCB existentes y bibliotecas de boquillas pick-and-place.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una salida lógica de 3.3V o 5V?

R: No. Debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y una corriente objetivo de 20mA, usando la VF típica de 2.1V, el valor de la resistencia sería R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohmios. Una resistencia estándar de 150 Ohmios sería adecuada.

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

R: La Longitud de Onda de Pico (λP) es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (λd) es la longitud de onda única percibida que coincide con el color visto por el ojo humano, calculada a partir de las coordenadas de color CIE. λd es a menudo más relevante para la especificación del color.

P: ¿Por qué es tan crítica la humedad de almacenamiento?

R: El encapsulado plástico del LED puede absorber humedad. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede deslaminar el encapsulado o agrietar la lente de epoxi, llevando a un fallo inmediato o latente.

P: ¿Cómo interpreto el valor de intensidad luminosa (ej., 900 mcd)?

R: La intensidad luminosa mide el brillo percibido de una fuente de luz puntual en una dirección específica (candelas). 900 mcd (0.9 cd) es bastante brillante para un LED indicador estándar. El valor se mide en el eje. Debido al ángulo de visión de 120°, la intensidad disminuye significativamente en ángulos más amplios.