Hoja de Datos del LED SMD LTST-C19DTGKT-NB - Paquete 0603 - 2.5-3.1V - Verde - 38mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de una lámpara LED de dispositivo de montaje superficial (SMD) en miniatura. Diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), este componente es ideal para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial. Su factor de forma compacto y compatibilidad con procesos de fabricación de alto volumen lo convierten en una opción versátil para el diseño electrónico moderno.

1.1 Características y Ventajas Clave

El LED ofrece varias ventajas distintivas para diseñadores y fabricantes. Utiliza un chip semiconductor InGaN (Nitruro de Galio e Indio) de Ultra Brillo, conocido por su alta eficiencia y buena pureza de color en el espectro verde. El componente cumple plenamente con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). Se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando el manejo eficiente por equipos automatizados pick-and-place. El diseño del encapsulado es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), alineándose con las líneas de ensamblaje sin plomo (Pb-free) comunes.

1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo

Este LED SMD es adecuado para numerosas aplicaciones donde se requiere una indicación o retroiluminación compacta y fiable. Los mercados principales incluyen equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos celulares e inalámbricos), dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, computadoras portátiles, sistemas de red) y varios electrodomésticos. Los usos específicos abarcan retroiluminación de teclados o teclados, indicadores de estado para dispositivos electrónicos, integración en micro pantallas y luminarias generales de señal o simbólicas.

2. Dimensiones del Paquete y Especificaciones Mecánicas

El LED está alojado en una huella estándar de paquete 0603, que denota dimensiones de aproximadamente 1.6 mm de longitud y 0.8 mm de ancho. La lente específica para este modelo es transparente con tapa negra, lo que ayuda a mejorar el contraste al reducir la luz dispersa cuando el LED está apagado. La fuente de luz en sí es un chip verde basado en InGaN. Todas las dimensiones críticas se proporcionan en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario en el dibujo mecánico detallado incluido en la hoja de datos.

3. Especificaciones y Características Técnicas

3.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima (IF) es de 10 mA. Se permite una corriente directa de pico más alta de 40 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms). La disipación de potencia máxima es de 38 mW. El dispositivo puede soportar un umbral de descarga electrostática (ESD) de 2000 V utilizando el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). El rango de temperatura de funcionamiento permitido es de -20°C a +80°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es más amplio, de -30°C a +100°C. El LED puede soportar la soldadura por reflujo infrarrojo a una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflujo IR Sugerido para Proceso sin Plomo

Se proporciona un perfil de soldadura por reflujo recomendado para garantizar uniones de soldadura fiables sin dañar el LED. El perfil típicamente incluye una etapa de precalentamiento, un remojo térmico, una zona de reflujo con una temperatura máxima y un período de enfriamiento. El cumplimiento de los límites de tiempo y temperatura especificados, particularmente el pico de 260°C durante 10 segundos, es crucial para mantener la integridad del dispositivo.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 5 mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 45.0 milicandelas (mcd) hasta un máximo de 180.0 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango. La medición sigue la curva de respuesta del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ½):50 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor medido en el eje central.
• Longitud de Onda de Emisión Máxima (λP):Típicamente 534.0 nanómetros (nm).
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 520.0 nm a 535.0 nm. Esta longitud de onda única representa mejor el color percibido del LED.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Típicamente 35 nm. Esto indica la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):Varía de 2.50 Voltios a 3.10 Voltios a IF=5mA.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 microamperios (µA) cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Nota: El dispositivo no está diseñado para funcionar en polarización inversa.

4. Sistema de Clasificación y Binning

Para garantizar la consistencia en la aplicación, los LED se clasifican en bins según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos del circuito o estéticos.

4.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Se definen bins para la caída de voltaje directo a IF=5mA. El código E2 cubre de 2.5V a 2.7V, E3 cubre de 2.7V a 2.9V, y E4 cubre de 2.9V a 3.1V. Se aplica una tolerancia de ±0.1V dentro de cada bin.

4.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Se definen bins para la salida de luz a IF=5mA. El código P cubre de 45.0 a 71.0 mcd, Q cubre de 71.0 a 112.0 mcd, y R cubre de 112.0 a 180.0 mcd. Se aplica una tolerancia de ±15% dentro de cada bin.

4.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Tono)

Se definen bins para el punto de color (longitud de onda dominante). El código AP cubre de 520.0 a 525.0 nm, AQ cubre de 525.0 a 530.0 nm, y AR cubre de 530.0 a 535.0 nm. Se aplica una tolerancia de ±1nm dentro de cada bin.

5. Curvas de Rendimiento Típico y Datos Gráficos

La hoja de datos incluye varias curvas características trazadas a 25°C de temperatura ambiente. Estos gráficos proporcionan una visión visual del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Las curvas típicas incluyen la relación entre el voltaje directo y la corriente directa (curva V-I), la variación de la intensidad luminosa con la corriente directa, el efecto de la temperatura ambiente en la intensidad luminosa y la distribución espectral de potencia relativa que muestra la longitud de onda máxima y el ancho espectral. Analizar estas curvas es esencial para el diseño de circuitos, como seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas y comprender el rendimiento bajo diferentes condiciones térmicas.

6. Guía del Usuario e Instrucciones de Manejo

6.1 Procedimientos de Limpieza

Deben evitarse limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar el encapsulado del LED. Si es necesaria la limpieza después de la soldadura o debido a contaminación, el método recomendado es sumergir los LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los componentes deben secarse completamente después.

6.2 Patrón de Pistas de PCB Recomendado

Se proporciona un dibujo detallado del diseño sugerido para las almohadillas de soldadura en la placa de circuito impreso. Seguir este patrón garantiza la formación adecuada del filete de soldadura, una buena adhesión mecánica y una alineación correcta durante el proceso de reflujo. El diseño tiene en cuenta las dimensiones del componente y promueve una conexión eléctrica fiable.

6.3 Especificaciones de Embalaje en Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora en relieve con una cinta protectora de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 4000 piezas. Se especifican dimensiones detalladas para el bolsillo de la cinta, el paso y el núcleo del carrete para garantizar la compatibilidad con equipos de ensamblaje automatizados. El embalaje cumple con los estándares ANSI/EIA-481.

7. Precauciones y Notas de Aplicación Importantes

7.1 Aplicación Prevista y Fiabilidad

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional o donde una falla podría poner en riesgo la vida o la salud (por ejemplo, aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), es obligatoria una consulta técnica especializada antes de su integración en el diseño para evaluar la idoneidad y la posible necesidad de pruebas o calificaciones adicionales.

7.2 Condiciones de Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

El almacenamiento adecuado es fundamental para prevenir la absorción de humedad, que puede causar "popcorning" o delaminación durante la soldadura por reflujo. Las bolsas de barrera de humedad sin abrir deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR, y los componentes deben usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa original, los LED tienen una Clasificación de Sensibilidad a la Humedad (MSL) de nivel 3. Esto significa que deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición a un ambiente de ≤30°C/60% HR. Para almacenamiento más allá de este período fuera de la bolsa original, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante. Los componentes que excedan la vida útil de 168 horas requieren un proceso de horneado (aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas) para eliminar la humedad antes de la soldadura.

7.3 Pautas de Soldadura

Se abordan dos métodos de soldadura. Para soldadura por reflujo, el perfil debe limitar el precalentamiento a 150-200°C, con un tiempo máximo de precalentamiento de 120 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de esta temperatura debe limitarse a un máximo de 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces. Para soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por unión de soldadura, idealmente en una sola operación. Se enfatiza que el perfil de reflujo óptimo depende del diseño específico de la PCB, los componentes y la pasta de soldar utilizada, y debe caracterizarse en consecuencia.

8. Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas y a los picos de voltaje. Para prevenir daños latentes o catastróficos, deben implementarse estrictas medidas de control ESD durante el manejo y el ensamblaje. Esto incluye el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guanti antiestáticos y asegurar que todas las estaciones de trabajo, herramientas y maquinaria estén correctamente conectadas a tierra. La clasificación de 2000V HBM indica un nivel básico de protección, pero la prevención de la exposición a fuentes de ESD es siempre la estrategia principal.

9. Consideraciones de Diseño e Integración en Circuito

Al integrar este LED en un circuito, se deben calcular varios factores. Casi siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente cuando se alimenta desde una fuente de voltaje. Su valor se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / IF, donde VF_LED es el voltaje directo del bin elegido, e IF es la corriente de accionamiento deseada (no debe exceder los 10mA DC). Por ejemplo, con una fuente de 5V y un VF típico de 2.8V a 5mA, la resistencia sería (5 - 2.8) / 0.005 = 440 Ohmios. Una resistencia estándar de 470 Ohmios sería una elección adecuada. Los diseñadores también deben considerar el entorno térmico, ya que temperaturas ambientales elevadas reducirán la salida de luz y afectarán la fiabilidad a largo plazo. Un espaciado adecuado en la PCB puede ayudar con la disipación de calor.

10. Análisis de Rendimiento y Contexto de Comparación

El uso de un chip InGaN para emisión verde representa la tecnología moderna estándar, ofreciendo buena eficiencia y estabilidad de color en comparación con tecnologías más antiguas. El paquete 0603 se encuentra entre las huellas de LED SMD más pequeñas de uso común, permitiendo diseños de alta densidad. El rango de intensidad luminosa especificado y el ángulo de visión hacen que este componente sea muy adecuado para indicadores de estado de visualización directa y retroiluminación de bajo nivel. La estructura detallada de clasificación permite una selección precisa en aplicaciones donde la consistencia del color o la coincidencia del voltaje directo entre múltiples LED es importante, como en matrices o pantallas con múltiples LED.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

R: La longitud de onda máxima (λP) es la longitud de onda única en la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λd) se deriva de las coordenadas de color en el diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que el LED para el ojo humano. λd suele ser más relevante para la especificación del color.

P: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

R: No. Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, superando rápidamente los valores máximos y destruyendo el componente. Una resistencia en serie o un circuito controlador de corriente constante es esencial.

P: ¿Por qué es importante la sensibilidad a la humedad en el almacenamiento y manejo (MSL)?

R: Los encapsulados plásticos SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado o despegarlo del chip ("popcorning"). Cumplir con las clasificaciones MSL y los procedimientos de horneado previene este modo de fallo.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de bin al realizar un pedido?

R: La especificación completa del producto se define por una combinación de bins para VF, Iv y Tono (por ejemplo, E3-Q-AP). Para obtener resultados consistentes en una serie de producción, es recomendable especificar los códigos de bin requeridos o un rango permisible al realizar pedidos.

12. Resumen Tecnológico y Tendencias

Este LED utiliza material semiconductor InGaN, que es el estándar para producir LED azules, verdes y blancos de alto brillo. La tendencia en los LED SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio eléctrico), tamaños de paquete más pequeños para una mayor flexibilidad de diseño y una mejor reproducción y consistencia del color. Los procesos de fabricación se centran en tolerancias de clasificación más estrictas y una fiabilidad mejorada para satisfacer las demandas de aplicaciones automotrices, industriales y de consumo. El cambio a la soldadura sin plomo (Pb-free), como se aborda en esta hoja de datos, es ahora un estándar universal de la industria impulsado por regulaciones ambientales.