Hoja de Datos del LED SMD LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2mm - 3.8V Máx - 80mW - Lente Transparente Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-M140TGKT, un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD). Este componente está diseñado para procesos de ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y es adecuado para aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El LED presenta una lente transparente que encapsula un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Indio y Galio) que emite luz verde.

Los objetivos principales de diseño para esta familia de LEDs incluyen compatibilidad con la fabricación en gran volumen, fiabilidad bajo condiciones operativas estándar y un rendimiento óptico consistente. Estos LEDs están diseñados para cumplir con los requisitos del equipamiento electrónico moderno, ofreciendo un equilibrio entre tamaño, rendimiento y rentabilidad para funciones de indicación e iluminación.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Empaquetado en cinta estándar de la industria de 12 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para equipos automáticos de pick-and-place.
• Contorno del encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Las características de entrada/salida son compatibles con los niveles lógicos estándar de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con sistemas automáticos de colocación y ensamblaje.
• Resiste los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) comúnmente utilizados en la tecnología de montaje superficial (SMT).
• Preacondicionado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos), lo que indica una vida útil en planta de 168 horas a <30°C/60% HR después de abrir la bolsa.

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a ser utilizado como indicador de estado, retroiluminación o fuente de señal en una amplia gama de productos electrónicos. Las áreas de aplicación típicas incluyen:

• Equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, routers, switches, teléfonos).
• Dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, impresoras, escáneres, dispositivos multifunción).
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control y equipos industriales.
• Retroiluminación de paneles frontales para pantallas y botones.
• Luminarias simbólicas o informativas en entornos interiores.

2. Dimensiones del Encapsulado e Información Mecánica

El LTST-M140TGKT utiliza un encapsulado estándar de LED SMD. El color de la lente se especifica como \"Transparente\", y el color de la fuente de luz es Verde, producido por el chip de InGaN.

Notas Mecánicas Clave:

• Todas las dimensiones lineales proporcionadas en el dibujo del encapsulado están en milímetros (mm).
• La tolerancia dimensional por defecto es de ±0.2 mm (±0.008 pulgadas) a menos que una nota específica en el dibujo indique lo contrario.
• El encapsulado está diseñado para la estabilidad durante el proceso de soldadura por reflujo y para un rendimiento óptico fiable durante la vida útil del producto.

3. Especificaciones y Características

Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C a menos que se indique lo contrario. Exceder las Especificaciones Máximas Absolutas puede causar daños permanentes al dispositivo.

3.1 Especificaciones Máximas Absolutas

• Disipación de Potencia (Pd):80 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA (Máximo permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA (DC).
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.

3.2 Perfil de Reflujo IR Sugerido para Proceso sin Plomo

El componente está calificado para procesos de soldadura sin plomo. El perfil de reflujo recomendado se ajusta al estándar J-STD-020B. Los parámetros clave de este perfil incluyen un precalentamiento controlado, un tiempo definido por encima del líquido y una temperatura máxima que no exceda los 260°C. Las tasas de rampa, tiempos de remojo y tasas de enfriamiento específicos deben optimizarse para el ensamblaje de PCB específico, pero el perfil garantiza que se mantenga la integridad del encapsulado del LED durante la soldadura.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento típico se mide a I_F= 20 mA, Ta = 25°C.

• Flujo Luminoso (Φ_v):0.84 lm (Mín), 2.70 lm (Máx). Medido con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Intensidad Luminosa (I_v):280 mcd (Mín), 900 mcd (Máx). Este es un valor derivado del flujo luminoso para referencia; la especificación óptica principal es el flujo luminoso.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (Típico). Definido como el ángulo total en el que la intensidad es la mitad de la intensidad axial máxima.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):518 nm (Típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520 nm a 535 nm. La longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color. La tolerancia dentro de su clasificación es de ±1 nm.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):35 nm (Típico). El ancho espectral al 50% de la intensidad máxima.
• Tensión Directa (V_F):2.8 V (Mín), 3.8 V (Máx) a 20mA. La tolerancia para una clasificación específica es de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máx) a V_R= 5V. El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta prueba es solo para verificación de calidad.

Notas Importantes de Medición:

1. El flujo luminoso es la cantidad fotométrica principal. La intensidad luminosa (mcd) se proporciona como referencia basada en condiciones de medición estándar.
2. El ángulo de visión se define por los puntos de media intensidad.
3. La longitud de onda dominante se deriva de las coordenadas de cromaticidad CIE.
4. La prueba de tensión inversa es para garantía de calidad interna; el LED no debe someterse a polarización inversa en los circuitos de aplicación.

4. Sistema de Clasificación por Rangos

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en rangos basados en parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar el rango apropiado para los requisitos de su aplicación.

4.1 Rango de Tensión Directa (V_F)

Clasificación a I_F= 20 mA para color Verde.

Código de Rango D7: 2.8V - 3.0V

Código de Rango D8: 3.0V - 3.2V

Código de Rango D9: 3.2V - 3.4V

Código de Rango D10: 3.4V - 3.6V

Código de Rango D11: 3.6V - 3.8V

Tolerancia dentro de cada rango: ±0.1V.

4.2 Rango de Flujo Luminoso / Intensidad

Clasificación a I_F= 20 mA para color Verde. La Intensidad Luminosa es para referencia.

Código de Rango E1: 0.84 lm - 1.07 lm (280 mcd - 355 mcd)

Código de Rango E2: 1.07 lm - 1.35 lm (355 mcd - 450 mcd)

Código de Rango F1: 1.35 lm - 1.68 lm (450 mcd - 560 mcd)

Código de Rango F2: 1.68 lm - 2.13 lm (560 mcd - 710 mcd)

Código de Rango G1: 2.13 lm - 2.70 lm (710 mcd - 900 mcd)

Tolerancia en cada rango de intensidad luminosa: ±11%.

4.3 Rango de Tono (Longitud de Onda Dominante)

Clasificación a I_F= 20 mA para color Verde.

Código de Rango AP: 520.0 nm - 525.0 nm

Código de Rango AQ: 525.0 nm - 530.0 nm

Código de Rango AR: 530.0 nm - 535.0 nm

Tolerancia dentro de cada rango: ±1 nm.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

Se proporcionan representaciones gráficas de las características clave para ayudar en el diseño. Estas curvas son típicas y se basan en pruebas a 25°C de temperatura ambiente.

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra la relación no lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Distribución Espectral de Potencia:Representa la potencia radiante relativa en función de la longitud de onda, centrada alrededor de 518 nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que muestra la distribución angular de la intensidad luminosa.

Estas curvas son esenciales para diseñar circuitos de accionamiento apropiados, gestionar efectos térmicos y comprender la distribución espacial de la luz para el diseño de sistemas ópticos.

6. Guía del Usuario e Instrucciones de Manejo

6.1 Limpieza

No se deben usar limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar el material del encapsulado del LED (lente de epoxi). Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, el método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante un tiempo que no exceda un minuto. La agitación debe ser suave para evitar estrés mecánico.

6.2 Patrón de Pistas de PCB Recomendado

Se proporciona un diseño sugerido de almohadillas de soldadura para soldadura por reflujo infrarrojo o de fase vapor. Este patrón está diseñado para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura, el correcto autoalineamiento durante el reflujo debido a la tensión superficial y un alivio térmico suficiente. Las dimensiones equilibran el volumen de soldadura, la resistencia de la unión y la prevención de puentes de soldadura.

6.3 Especificaciones de Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve con una cinta protectora de cubierta, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Se especifican dimensiones detalladas para el tamaño del bolsillo, el ancho de la cinta, el paso y el núcleo del carrete para garantizar la compatibilidad con los alimentadores de equipos SMT automatizados. La cantidad estándar por carrete es de 3000 piezas.

6.4 Notas sobre Carretes y Empaquetado

• Los bolsillos vacíos en la cinta se sellan con la cinta de cubierta.
• Empaquetado estándar: 3000 piezas por carrete de 7 pulgadas.
• Una cantidad mínima de pedido (MOQ) de 500 piezas está disponible para cantidades restantes.
• El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos (bolsillos vacíos) según la especificación de la cinta.

7. Precauciones y Notas de Aplicación

7.1 Aplicación Prevista

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar, incluyendo automatización de oficinas, telecomunicaciones, electrodomésticos y aplicaciones generales de indicación. No está específicamente diseñado o probado para aplicaciones donde un fallo podría conducir a un riesgo directo para la vida, la salud o la seguridad (por ejemplo, control de aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad en el transporte). Para tales aplicaciones de alta fiabilidad, es obligatorio consultar con el fabricante del componente para una evaluación de idoneidad.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Bolsa de Barrera de Humedad Sellada (MBB):Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). Los componentes tienen una vida útil de un año desde la fecha de código cuando se almacenan en la bolsa original con desecante.

Después de Abrir la Bolsa:La \"vida útil en planta\" a ≤30°C / ≤60% HR es de 168 horas (JEDEC MSL 3). Los componentes expuestos más allá de este tiempo pueden absorber humedad, lo que lleva a un potencial \"efecto palomita\" o delaminación durante la soldadura por reflujo.

Almacenamiento Extendido (Fuera de la Bolsa):Para almacenamiento más allá de 168 horas, coloque los componentes en un recipiente sellado con desecante fresco o en un desecador purgado con nitrógeno.

Resecado:Los componentes que han excedido la vida útil en planta de 168 horas deben secarse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida.

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Soldadura por Reflujo (Método Principal):

- Temperatura de Precalentamiento: 150-200°C.

- Tiempo por Encima del Líquido (Tiempo de precalentamiento): 120 segundos máximo.

- Temperatura Máxima del Cuerpo: 260°C máximo.

- Tiempo a Temperatura Máxima: 10 segundos máximo.

- Número máximo de ciclos de reflujo: Dos.

Soldadura Manual (Con Soldador):Usar solo para reparación o retrabajo.

- Temperatura de la Punta del Soldador: 300°C máximo.

- Tiempo de Soldadura por terminal: 3 segundos máximo.

- Número máximo de ciclos de soldadura manual: Uno.

Nota Importante:El perfil de reflujo óptimo depende del diseño específico de la PCB, el número de componentes, la pasta de soldadura y las características del horno. Las pautas proporcionadas y el perfil basado en JEDEC son puntos de partida que deben validarse para la línea de ensamblaje de producción real.

8. Consideraciones de Diseño y Análisis Técnico

8.1 Diseño del Circuito de Accionamiento

El rango de tensión directa (V_F) de 2.8V a 3.8V a 20mA requiere un circuito de accionamiento de corriente constante para una salida de luz estable, especialmente cuando se usan múltiples LEDs en serie o cuando la consistencia del brillo es crítica. Se puede usar una simple resistencia en serie para aplicaciones de un solo LED y bajo costo, pero la corriente variará con la V_Fespecífica del LED y la tensión de alimentación. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y un objetivo de 20mA, la resistencia en serie (R_S) se calcularía como R_S= (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Usando la V_Fmáxima de 3.8V da R_S= (5 - 3.8) / 0.02 = 60Ω. Usando la V_Fmínima de 2.8V con la misma resistencia resulta en I_F= (5 - 2.8) / 60 ≈ 36.7mA, lo que excede la corriente continua máxima absoluta. Por lo tanto, se recomienda una fuente de corriente regulada o una selección cuidadosa de la resistencia basada en el peor caso del rango de V_F.

8.2 Gestión Térmica

Con una disipación de potencia máxima de 80mW (a 20mA y hasta 3.8V), la gestión térmica es importante para mantener la longevidad y una salida de luz estable. La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión, como se muestra en las curvas características. Para minimizar el aumento de temperatura:

1. Utilice el patrón de pistas de PCB recomendado para proporcionar una conducción térmica adecuada desde el encapsulado del LED a la placa.

2. Considere usar vías térmicas en la PCB debajo de la almohadilla térmica del LED (si corresponde) para conducir el calor a las capas internas o al lado opuesto de la placa.

3. Evite operar a la corriente máxima absoluta durante períodos prolongados.

4. Asegure un flujo de aire adecuado en el gabinete del producto final si la disipación de potencia es una preocupación en diseños de alta densidad.

8.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados y la lente transparente producen un patrón de emisión amplio y difuso adecuado para indicadores de estado que necesitan ser visibles desde un amplio rango de ángulos. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (por ejemplo, lentes, guías de luz). Los rangos de longitud de onda dominante (AP, AQ, AR) permiten la selección basada en el tono de verde deseado, lo que puede ser importante para indicadores codificados por color o coincidencia estética en matrices de retroiluminación.

8.4 Comparación con Tecnologías Alternativas

El uso de la tecnología InGaN para LEDs verdes ofrece ventajas en eficiencia y brillo en comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP). Los LEDs InGaN típicamente tienen un ancho de banda espectral más estrecho, lo que resulta en un color verde más saturado. El ángulo de visión de 120 grados es un estándar común, ofreciendo un buen equilibrio entre visibilidad amplia e intensidad frontal. Para aplicaciones que requieren un campo de visión aún más amplio, se podrían considerar tipos de lentes difusas o encapsulados de vista lateral.

8.5 Fiabilidad y Factores de Vida Útil

La vida útil del LED se ve afectada principalmente por la temperatura de operación de la unión y la corriente de accionamiento. Operar muy dentro de los límites especificados—por ejemplo, a 15-18mA en lugar de 20mA—puede extender significativamente la vida operativa. La adhesión adecuada al perfil de soldadura previene el choque térmico y el estrés del encapsulado. Seguir los procedimientos de manejo de sensibilidad a la humedad (MSL 3) es crítico para prevenir fallos latentes causados por el agrietamiento del encapsulado inducido por la humedad durante el reflujo.