Hoja de Datos del LED SMD LTST-E143EGSW - Paquete SMD - Rojo/Verde/Amarillo - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-E143EGSW es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Su tamaño miniatura lo hace idóneo para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de equipos electrónicos.

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 procesos automatizados pick-and-place.
• Huella de paquete estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Niveles de excitación compatibles con circuitos integrados (CI).
• Diseñado para compatibilidad con equipos de colocación automática.
• Apto para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Preacondicionado para alcanzar el nivel de sensibilidad a la humedad JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos) Nivel 3.

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a su uso como indicador de estado, señal luminosa, iluminación de símbolos y retroiluminación de paneles frontales en diversos sectores, incluyendo:

• Equipos de telecomunicaciones
• Dispositivos de automatización de oficinas
• Electrodomésticos
• Equipos industriales

2. Dimensiones y Configuración del Paquete

El dispositivo presenta un paquete SMD estándar. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros, con una tolerancia general de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario. El LED utiliza una lente difusa.

La asignación de pines y los colores de fuente de luz correspondientes son los siguientes:

• Rojo (AlInGaP):Pines 2 (Ánodo) y 1 (Cátodo)
• Verde (InGaN):Pines 2 (Ánodo) y 4 (Cátodo)
• Amarillo (AlInGaP):Pines 2 (Ánodo) y 3 (Cátodo)

El Pin 2 es el ánodo común para todas las variantes de color.

3. Valores Nominales y Características

Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

3.1 Valores Máximos Absolutos

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):Rojo: 75 mW, Verde: 76 mW, Amarillo: 72 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):80 mA (para todos los colores, con ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa en CC (I_F):Rojo: 30 mA, Verde: 20 mA, Amarillo: 30 mA
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +100°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C

3.2 Características Térmicas

• Temperatura Máxima de Unión (T_j):125°C
• Resistencia Térmica Típica, Unión a Ambiente (R_θJA):100 °C/W (Nota: Medida en sustrato FR4, 1.6mm de espesor, con almohadilla de cobre de 16mm²).
• Resistencia Térmica Típica, Unión a Almohadilla de Soldadura (R_θJT):60 °C/W

3.3 Perfil de Reflujo IR Sugerido

Se recomienda un perfil de soldadura sin plomo conforme a J-STD-020B. El perfil típicamente incluye etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo (con temperatura pico) y enfriamiento para garantizar uniones de soldadura fiables sin dañar el paquete del LED.

3.4 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a I_F= 20mA y Ta=25°C.

• Intensidad Luminosa (I_v):
  • Rojo: 140-350 mcd (mín-máx)
  • Verde: 710-1540 mcd (mín-máx)
  • Amarillo: 140-390 mcd (mín-máx)
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad es la mitad del valor en el eje.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Rojo: 615-630 nm
  • Verde: 518-528 nm
  • Amarillo: 586-596 nm
• Tensión Directa (V_F):
  • Rojo: 1.7-2.5 V
  • Verde: 2.8-3.8 V
  • Amarillo: 1.7-2.5 V
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Rojo/Amarillo: 15 nm (típ.), Verde: 25 nm (típ.).
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx) a V_R= 5V.Nota:El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

4. Sistema de Clasificación (Binning)

Los LED se clasifican (binned) en función de parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_v)

La intensidad se mide en milicandelas (mcd) a 20mA. La tolerancia dentro de cada clasificación es de ±11%.

• Rojo:R1 (140-190 mcd), R2 (190-260 mcd), R3 (260-350 mcd)
• Verde:G1 (710-910 mcd), G2 (910-1185 mcd), G3 (1185-1540 mcd)
• Amarillo:Y1 (140-180 mcd), Y2 (180-230 mcd), Y3 (230-300 mcd), Y4 (300-390 mcd)

4.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (λ_d)

La longitud de onda se mide en nanómetros (nm) a 20mA. La tolerancia dentro de cada clasificación es de ±1 nm.

• Rojo:RA (615-630 nm)
• Verde:GA (518-523 nm), GB (523-528 nm)
• Amarillo:YA (586-591 nm), YB (591-596 nm)

4.3 Código Combinado en la Etiqueta del Producto

Un único código alfanumérico en la etiqueta del producto combina las clasificaciones de intensidad y longitud de onda. Por ejemplo, el código "A1" corresponde a: Rojo=R1, Verde=G1, Amarillo=Y1. Los códigos D1-D4 representan las clasificaciones de longitud de onda (Rango Wd) de forma independiente. Este sistema permite una identificación precisa del rendimiento óptico del LED.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye representaciones gráficas de las relaciones clave (a 25°C salvo que se indique):

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de forma no lineal, destacando la importancia de la excitación por corriente constante.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo, crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye al aumentar la temperatura de unión. Esto es crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral:Muestra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, definiendo la pureza del color y ayudando en aplicaciones que requieren características espectrales específicas.

6. Guía del Usuario e Información de Ensamblaje

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar o durante la reparación, sumerja el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Evite el uso de limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar la lente epoxi o el paquete.

6.2 Diseño Recomendado de Almohadillas en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y un rendimiento térmico óptimo. Seguir este diseño ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" y asegura buenos filetes de soldadura.

6.3 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve (ancho 8mm) enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Las dimensiones de los alvéolos de la cinta y las especificaciones del carrete (diámetro del núcleo, diámetro de la brida, etc.) se detallan, cumpliendo con los estándares ANSI/EIA-481. Este empaquetado es esencial para líneas de ensamblaje automatizadas.

• El carrete estándar contiene 4000 piezas.
• La cantidad mínima de pedido para restos es de 500 piezas.
• Se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos (alvéolos vacíos) por carrete.

7. Precauciones de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Uso Previsto y Fiabilidad

Estos LED están diseñados para equipos electrónicos de propósito general. Para aplicaciones donde la fiabilidad excepcional es primordial, o donde un fallo podría poner en riesgo la seguridad (p. ej., aviación, soporte vital médico, control de transporte), se recomienda encarecidamente una evaluación de fiabilidad específica y consultar con el fabricante antes de su integración en el diseño.

7.2 Consideraciones de Diseño Eléctrico

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar la corriente directa al valor máximo en CC especificado (20mA para Verde, 30mA para Rojo/Amarillo). Excederlo reducirá la vida útil y puede causar fallos catastróficos.
• Protección contra Tensión Inversa:El LED tiene una tensión de ruptura inversa muy baja (condición de prueba 5V). Los circuitos deben diseñarse para evitar la aplicación de cualquier polarización inversa, posiblemente usando un diodo de protección en paralelo si el LED está conectado a una señal bipolar.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, la temperatura de unión debe mantenerse por debajo de 125°C. Asegure un área de cobre adecuada en el PCB (según la almohadilla recomendada) para que actúe como disipador de calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se excita a corrientes más altas.

7.3 Consideraciones de Diseño Óptico

• Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 120 grados proporciona un patrón de iluminación amplio y difuso, adecuado para indicadores de estado. Para una luz más focalizada, se requerirían ópticas secundarias (lentes).
• Clasificación para Consistencia de Color:Para aplicaciones que requieren una apariencia de color uniforme en múltiples LED (p. ej., retroiluminación de una matriz), es necesario especificar clasificaciones de longitud de onda estrechas (p. ej., GA o GB para verde).
• Igualación de Intensidad:De manera similar, especificar una clasificación de intensidad estrecha garantiza un brillo consistente en todos los indicadores de un producto.

8. Comparación Técnica y Guía de Selección

El LTST-E143EGSW ofrece una combinación de características comunes en los LED SMD modernos: cumplimiento RoHS, compatibilidad con reflujo IR y empaquetado en cinta y carrete. Sus diferenciadores clave radican en su estructura de clasificación específica para verde y amarillo, ofreciendo una granularidad más fina en la selección de longitud de onda e intensidad en comparación con algunas piezas genéricas. Los pines de cátodo separados para cada color en un paquete de 4 pines permiten un control individual en un módulo multicolor, a diferencia de algunos paquetes RGB de ánodo común. Al seleccionar un LED, los ingenieros deben cotejar la tensión directa (especialmente la V_Fmás alta del chip verde InGaN), el ángulo de visión y la intensidad luminosa con el presupuesto de potencia de la aplicación, el diseño óptico y el brillo requerido.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo excitar el LED Verde a 30mA como los Rojo y Amarillo?

R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa en CC de la variante Verde es 20mA. Exceder este valor nominal puede causar daños permanentes y anular las garantías.

P: ¿Qué significa el preacondicionamiento "JEDEC Nivel 3"?

R: Significa que los componentes han sido horneados y/o almacenados en condiciones controladas para reducir la absorción de humedad en el paquete, haciéndolos aptos para una vida útil en planta de 168 horas (7 días) en condiciones de fábrica (<30°C/60%HR) antes de requerir un nuevo horneado para la soldadura por reflujo.

P: ¿Por qué el rango de tensión directa para el LED Verde (2.8-3.8V) es mayor que para Rojo/Amarillo (1.7-2.5V)?

R: Esto se debe al material semiconductor fundamental. Los LED verdes suelen usar Nitruro de Galio e Indio (InGaN), que tiene un intervalo de banda prohibida más amplio que el Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) usado para LED rojos y amarillos. Un intervalo de banda prohibida más amplio requiere una tensión más alta para energizar los electrones a través de él.

P: ¿Cómo interpreto el código de clasificación "B5" de la etiqueta?

R: Según la tabla de correspondencia, "B5" indica: Clasificación de Intensidad Rojo = R2 (190-260 mcd), Clasificación de Intensidad Verde = G2 (910-1185 mcd), y Clasificación de Intensidad Amarillo = Y1 (140-180 mcd). La clasificación de longitud de onda se indicaría con un código "D" separado (p. ej., D1, D2, etc.).

10. Ejemplo de Integración: Panel de Indicadores de Estado

Escenario:Diseño de un panel de control con tres LED de estado: Rojo (Fallo), Verde (Listo), Amarillo (En espera). Se requiere un brillo alto y uniforme.

Pasos de Diseño:

1. Selección:Elegir el LTST-E143EGSW por su paquete común y disponibilidad en los tres colores.
2. Clasificación:Especificar la clasificación de intensidad R3 para Rojo, G3 para Verde e Y4 para Amarillo para obtener el máximo brillo de cada uno. Especificar la clasificación de longitud de onda RA para Rojo, GB para Verde e YB para Amarillo para colores consistentes y saturados.
3. Diseño del Circuito:
   • Tensión de Alimentación (V_cc): 5V.
   • Calcular resistencias en serie para I_F= 20mA (usar 20mA para Verde, se puede usar 20-30mA para Rojo/Amarillo según el brillo deseado).
     • Resistencia para Rojo (usando V_Ftípica=2.1V): R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ω. Usar valor estándar 150 Ω.
     • Resistencia para Verde (usando V_Ftípica=3.3V): R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω. Usar valor estándar 82 Ω o 91 Ω.
     • Resistencia para Amarillo (usando V_Ftípica=2.1V): Igual que para Rojo, 150 Ω.
   • Potencia por LED: P = V_F* I_F. Para Verde: ~66mW, que está dentro del máximo de 76mW.
4. Diseño del PCB:Usar el diseño de almohadillas recomendado. Conectar el Pin 2 (ánodo común) a V_cca través de las resistencias. Conectar los Pines 1, 4 y 3 (cátodos para Rojo, Verde y Amarillo respectivamente) a tierra a través de pines de microcontrolador o interruptores para control individual.
5. Verificación Térmica:Con una disipación de potencia inferior a 75mW por LED y una almohadilla de 16mm², el aumento de temperatura de unión será mínimo en un entorno interior típico, garantizando fiabilidad a largo plazo.