Hoja de Datos del LED SMD LTST-T680VSWT - Amarillo Difuso AlInGaP - 50mA - 130mW - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-T680VSWT, un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD). Este componente pertenece a una familia de LEDs miniatura diseñados para procesos de montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB) y aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El LED utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una salida de luz amarilla, que es difundida por su lente para lograr un patrón de iluminación más amplio y uniforme. Su función principal es como indicador de estado, señal luminosa o para retroiluminación de paneles frontales en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El LTST-T680VSWT ofrece varias ventajas clave para la fabricación moderna de electrónica. Es totalmente compatible con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales. El componente se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, facilitando el montaje automatizado de alta velocidad (pick-and-place). Su diseño es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para el montaje de PCB sin plomo (Pb-free). El dispositivo también es compatible con circuitos integrados (I.C.), lo que significa que sus características eléctricas permiten la interfaz directa con los pines de salida típicos de un circuito integrado. Estas características lo convierten en una opción ideal para equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, electrodomésticos, sistemas de control industrial, ordenadores portátiles y hardware de red donde se requieren indicadores visuales compactos y fiables.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos y ópticos es esencial para un diseño de circuito fiable y para lograr un rendimiento consistente.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones. Los límites absolutos máximos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):130 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor sin exceder sus límites térmicos.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, sólo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. No debe usarse para operación continua en CC.
• Corriente Directa en CC (I_F):50 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación fiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin aplicar potencia dentro de este rango.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED en condiciones normales de operación, medidos a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar (I_F) de 20mA.

• Intensidad Luminosa (I_V):710.0 - 1800.0 mcd (milicandelas). Esta es una medida de la potencia percibida de la luz visible emitida en una dirección específica (en el eje). El amplio rango se gestiona a través de un sistema de clasificación (ver Sección 3). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje. La lente difusa crea este amplio ángulo de visión, haciendo que el LED sea adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde posiciones fuera del eje es importante.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):592 nm (típico). Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia de la luz emitida está en su máximo.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):584.5 - 594.5 nm. Esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Es el parámetro clave para la especificación del color.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):15 nm (típico). Este es el ancho de banda espectral medido a la mitad de la intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM). Un valor de 15 nm indica un color amarillo relativamente puro.
• Tensión Directa (V_F):2.1V (típico), 2.6V (máximo) a I_F=20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando está conduciendo corriente. Es un parámetro crítico para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R=5V. Este parámetro se prueba sólo para garantía de calidad. El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa, y aplicar una tensión inversa puede dañarlo. Puede ser necesaria protección externa (por ejemplo, un diodo en paralelo) en circuitos donde sea posible una tensión inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en grupos de rendimiento o "bins" basados en parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de uniformidad de color y brillo en su aplicación.

3.1 Clasificación de Tensión Directa (V_f)

Los LEDs se clasifican por su caída de tensión directa a 20mA. El código de clasificación, los valores mínimo y máximo son los siguientes. La tolerancia dentro de cada clasificación es de ±0.1V.

• D2:1.8V (Mín) - 2.0V (Máx)
• D3:2.0V (Mín) - 2.2V (Máx)
• D4:2.2V (Mín) - 2.4V (Máx)
• D5:2.4V (Mín) - 2.6V (Máx)

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Los LEDs se clasifican por su intensidad luminosa en el eje a 20mA. La tolerancia dentro de cada clasificación es de ±11%.

• V1:710.0 mcd (Mín) - 900.0 mcd (Máx)
• V2:900.0 mcd (Mín) - 1120.0 mcd (Máx)
• W1:1120.0 mcd (Mín) - 1400.0 mcd (Máx)
• W2:1400.0 mcd (Mín) - 1800.0 mcd (Máx)

3.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (W_d)

Los LEDs se clasifican por su longitud de onda dominante a 20mA para garantizar la consistencia del color. La tolerancia dentro de cada clasificación es de ±1nm.

• H:584.5 nm (Mín) - 587.0 nm (Máx)
• J:587.0 nm (Mín) - 589.5 nm (Máx)
• K:589.5 nm (Mín) - 592.0 nm (Máx)
• L:592.0 nm (Mín) - 594.5 nm (Máx)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre cómo cambian las características del LED con las condiciones de operación. La hoja de datos incluye curvas típicas para las siguientes relaciones (todas a 25°C a menos que se indique).

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación no lineal entre la corriente que fluye a través del LED y la tensión a través de él. Es esencial para seleccionar un método de limitación de corriente apropiado (resistencia o driver de corriente constante). La curva mostrará la tensión de "encendido" y cómo V_Faumenta con I_F.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva ilustra cómo la salida de luz (en mcd) escala con la corriente de conducción. Típicamente es lineal en un rango pero se saturará a corrientes más altas. Esto ayuda a los diseñadores a equilibrar los requisitos de brillo con el consumo de energía y la gestión térmica.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva demuestra la reducción térmica de la salida de luz. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la eficiencia luminosa del LED disminuye, lo que lleva a una menor intensidad para la misma corriente de conducción. Esta es una consideración crítica para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura.

4.4 Distribución Espectral de Potencia Relativa

Este gráfico traza la intensidad de la luz emitida a través del espectro visible. Muestra la longitud de onda de pico (λ_P~592nm) y el ancho medio espectral (Δλ~15nm), confirmando la característica de emisión amarilla de banda estrecha de la tecnología AlInGaP.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a un contorno de encapsulado SMD estándar EIA. Todas las dimensiones críticas, incluyendo longitud, anchura, altura y espaciado de terminales, se proporcionan en los dibujos de la hoja de datos con una tolerancia general de ±0.2 mm. La lente se describe como "Difusa", lo que dispersa la luz para lograr el ángulo de visión especificado de 120 grados.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads en PCB

El componente tiene un ánodo y un cátodo. La hoja de datos incluye un patrón de pistas (footprint) recomendado para PCB para soldadura por reflujo infrarrojo o de fase vapor. Adherirse a este diseño de pads es crucial para lograr uniones de soldadura fiables, una alineación adecuada y gestionar la disipación de calor durante el proceso de soldadura. La polaridad se indica típicamente mediante una marca en el cuerpo del componente o una característica asimétrica en el encapsulado.

6. Guías de Soldadura, Montaje y Manipulación

6.1 Perfil de Reflujo IR Recomendado (Sin Plomo)

El dispositivo está cualificado para procesos de soldadura sin plomo según J-STD-020B. Se proporciona un perfil de temperatura de reflujo de ejemplo, que incluye los siguientes parámetros clave:

• Temperatura de Precalentamiento:150-200°C
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):Se recomienda seguir las directrices JEDEC, típicamente 60-150 segundos.
• Número Máximo de Pasadas:Dos veces por el reflujo es el máximo permitido.

Dado que el diseño de la placa, la pasta de soldar y las características del horno varían, este perfil debe usarse como objetivo y ajustarse para la línea de montaje específica.

6.2 Soldadura Manual

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

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por terminal.
• Número de Veces:Una sola vez. El calentamiento repetido puede dañar el encapsulado y el semiconductor.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, sólo deben usarse los disolventes especificados para evitar dañar el encapsulado de plástico. Los métodos aceptables incluyen inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Deben evitarse limpiadores químicos no especificados.

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en una bolsa barrera de humedad con desecante. Mientras estén sellados, deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, los componentes están expuestos a la humedad ambiente. Tienen un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3, lo que significa que deben someterse a reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición a las condiciones del piso de fábrica (≤30°C/60% HR). Si se excede este tiempo, los componentes requieren un procedimiento de horneado (aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas) para eliminar la humedad absorbida antes de la soldadura, para prevenir el "efecto palomita" o el agrietamiento del encapsulado durante el reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El LTST-T680VSWT se suministra en cinta portadora estándar de 8 mm de ancho en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. Los bolsillos de la cinta se sellan con una cinta de cubierta superior. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Método de Conducción

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Para garantizar un brillo uniforme, especialmente cuando varios LEDs están conectados en paralelo, cada LED debe ser conducido por su propia resistencia limitadora de corriente o, preferiblemente, por una fuente de corriente constante. No se recomienda conducir LEDs en paralelo directamente desde una fuente de tensión debido a las variaciones en la tensión directa (V_F) de una unidad a otra, lo que puede causar diferencias significativas en la corriente y, por lo tanto, en el brillo.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (130mW máx.), un diseño térmico adecuado prolonga la vida del LED y mantiene una salida de luz estable. Asegúrese de que el diseño de los pads en el PCB proporcione un alivio térmico adecuado y evite operar el LED a su corriente absoluta máxima (50mA) continuamente en altas temperaturas ambientales sin evaluación.

8.3 Ámbito de Aplicación y Fiabilidad

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está específicamente diseñado o probado para aplicaciones en las que un fallo podría poner directamente en peligro la vida o la salud, como en sistemas médicos críticos, de aviación, transporte o seguridad. Para tales aplicaciones de alta fiabilidad, es obligatorio consultar con el fabricante del componente para obtener datos de cualificación específicos.

9. Introducción a la Tecnología y Principio de Funcionamiento

El LTST-T680VSWT se basa en la tecnología de semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Este sistema de material es altamente eficiente para producir luz en las regiones roja, naranja, ámbar y amarilla del espectro. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de las capas de AlInGaP determina la energía del bandgap y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida. No se utiliza fósforo amarillo; el color es inherente al material semiconductor, lo que resulta en una alta pureza y estabilidad del color. La lente epoxi difusa encapsula el dado semiconductor, proporcionando protección mecánica, dando forma al haz de salida de luz y mejorando el ángulo de visión.

10. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

10.1 Ejemplo: Indicador de Estado para un Conmutador de Red

En un conmutador de red de 24 puertos, cada puerto puede tener múltiples LEDs (por ejemplo, enlace, actividad, velocidad). El LTST-T680VSWT, con su amplio ángulo de visión de 120 grados, es una excelente opción para indicadores de estado en el panel frontal. Un diseñador haría lo siguiente:

1. Determinar el brillo requerido basándose en la distancia de visión y la luz ambiental. Seleccionar una clasificación de I_Vapropiada (por ejemplo, V2 para brillo medio).
2. Elegir una corriente de conducción, típicamente 10-20mA, para equilibrar brillo y potencia. Usar un circuito integrado driver de corriente constante para todos los LEDs garantiza una uniformidad perfecta.
3. Diseñar la huella en el PCB exactamente según la recomendación de la hoja de datos para garantizar una soldadura adecuada.
4. Seguir las guías de manipulación MSL-3: mantener los carretes abiertos en un gabinete seco y asegurar que las placas se monten dentro de las 168 horas posteriores a abrir el carrete.

10.2 Ejemplo: Retroiluminación para un Panel de Interruptores de Membrana

Para iluminar símbolos en un panel de control, la visibilidad uniforme fuera del eje es clave. La lente difusa de este LED es ventajosa.

1. El LED se montaría detrás de un icono translúcido o grabado con láser en el panel.
2. El amplio ángulo de visión garantiza que el icono esté uniformemente iluminado incluso si el LED no está perfectamente centrado detrás de él.
3. Para lograr un tono amarillo específico, el diseñador especificaría una clasificación de Longitud de Onda Dominante estrecha (por ejemplo, K: 589.5-592.0 nm) para que coincida con otros indicadores o colores de marca.
4. Se puede usar una simple resistencia en serie para limitar la corriente si sólo uno o dos LEDs se alimentan desde un riel de tensión regulada.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo conducir este LED con lógica de 3.3V sin una resistencia?

R:No.La V_Ftípica es 2.1V, pero puede llegar a 2.6V. Conectarlo directamente a 3.3V forzaría una corriente limitada sólo por la resistencia dinámica del LED y la fuente, probablemente excediendo la corriente continua absoluta máxima de 50mA y destruyendo el dispositivo. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un regulador.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

R:La Longitud de Onda de Pico (λ_P)es la longitud de onda única donde el LED emite la mayor potencia óptica.La Longitud de Onda Dominante (λ_d)es la longitud de onda única de la luz monocromática que parecería tener el mismo color que la luz del LED para el ojo humano. λ_des el parámetro utilizado para la especificación del color y la clasificación.

P3: ¿Por qué hay una vida útil de 168 horas en el piso de fábrica después de abrir la bolsa?

R: El encapsulado de plástico del LED puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión de vapor dentro del encapsulado que puede causar delaminación o agrietamiento ("efecto palomita"). El límite de 168 horas y el procedimiento de horneado son salvaguardias contra este modo de fallo.

P4: ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación al hacer un pedido?

A: Debería especificar el número de pieza LTST-T680VSWT seguido de los códigos para las clasificaciones específicas de V_f, I_V, y W_dque requiera (por ejemplo, para brillo medio y un tono amarillo específico). Consulte la guía de pedidos del fabricante para el formato exacto. Si no se especifica ninguna clasificación, recibirá piezas de las clasificaciones de producción estándar.