Hoja de Datos del LED SMD LTST-M670KGKT - AlInGaP Verde - 2.4V - 72mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-M670KGKT es un LED de montaje superficial de alto brillo diseñado para aplicaciones electrónicas modernas. Utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una salida de luz verde. El dispositivo está encapsulado en un paquete estándar compatible con EIA con una lente transparente, lo que ayuda a maximizar la extracción de luz y proporciona un amplio ángulo de visión. Este LED está específicamente diseñado para ser compatible con equipos automáticos de ensamblaje pick-and-place y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo que lo hace adecuado para fabricación de alto volumen. Sus ventajas principales incluyen un rendimiento consistente, cumplimiento ambiental y facilidad de integración en líneas de producción automatizadas.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes. La corriente directa continua máxima (DC) es de 30 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1 ms. La disipación de potencia máxima es de 72 mW. El LED puede soportar una tensión inversa de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el rango de temperatura de almacenamiento se extiende de -40°C a +100°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA. La tensión directa típica (VF) es de 2.4 V, con un rango de 2.0 V a 2.4 V. La intensidad luminosa (IV) tiene un valor típico de 180 milicandelas (mcd), con un valor mínimo especificado de 56 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es de 120 grados. La longitud de onda de emisión pico (λP) es de 574 nm, y la longitud de onda dominante (λd) es de 571 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto se clasifica en bins basándose en tres parámetros clave para garantizar consistencia en la aplicación. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con características agrupadas de forma estrecha para lograr una apariencia y rendimiento uniformes en sus diseños.

3.1 Binning de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en pasos de 0.2 V. Los códigos de bin son D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V) y D4 (2.20V - 2.40V). Se aplica una tolerancia de ±0.1 V a cada bin.

3.2 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en cinco bins: P2 (56.0 - 71.0 mcd), Q1 (71.0 - 90.0 mcd), Q2 (90.0 - 112.0 mcd), R1 (112.0 - 140.0 mcd) y R2 (140.0 - 180.0 mcd). Cada bin tiene una tolerancia de ±11%.

3.3 Binning de Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que define el color percibido, se clasifica de la siguiente manera: B (564.5 - 567.5 nm), C (567.5 - 570.5 nm), D (570.5 - 573.5 nm) y E (573.5 - 576.5 nm). La tolerancia para cada bin es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Figura 1 para salida espectral, Figura 5 para patrón de ángulo de visión), los datos proporcionados permiten analizar las relaciones clave. La tensión directa muestra una relación logarítmica con la corriente directa, típica del comportamiento de un diodo. La intensidad luminosa es directamente proporcional a la corriente directa dentro del rango operativo especificado. Las características espectrales, con un pico en 574 nm y un ancho medio estrecho de 15 nm, indican un color verde puro y saturado. El amplio ángulo de visión de 120 grados sugiere un patrón de radiación lambertiano o casi lambertiano, proporcionando buena visibilidad fuera del eje.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Dispositivo

El LED se ajusta a un contorno de paquete de montaje superficial estándar EIA. Todas las dimensiones críticas, incluida la longitud, anchura, altura del cuerpo y espaciado de los terminales, se proporcionan en los dibujos de la hoja de datos con una tolerancia general de ±0.2 mm. El paquete está diseñado para una colocación estable durante el ensamblaje.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual en el paquete, como una muesca, un punto o una marca verde, como se indica en el dibujo del paquete. La orientación correcta de la polaridad es crucial para el funcionamiento del circuito.

5.3 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se sugiere un diseño de patrón de pistas para la placa de circuito impreso para garantizar la formación confiable de las uniones de soldadura durante el proceso de reflujo. Este patrón tiene en cuenta la formación adecuada del filete de soldadura y el alivio térmico.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

El dispositivo es compatible con soldadura por reflujo IR sin plomo. Se proporciona un perfil recomendado, alineado con el estándar J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen una temperatura de precalentamiento de 150-200°C, un tiempo de precalentamiento de hasta 120 segundos y una temperatura pico que no exceda los 260°C durante un máximo de 10 segundos. El perfil debe caracterizarse para el ensamblaje específico de la PCB.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos para una sola operación.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol etílico o isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el paquete.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora embutida con un ancho de 8 mm, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. La cinta se sella con una cinta de cubierta superior. Hay una cantidad mínima de pedido de 500 piezas para restos.

7.2 Estándares de Embalaje

El embalaje cumple con las especificaciones EIA-481-1-B. El número máximo de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Almacenamiento y Manipulación

Para las bolsas antihumedad sin abrir que contienen desecante, los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierto el embalaje original, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes retirados de su embalaje original deben someterse a reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días). Para almacenamiento más allá de este período, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los LEDs almacenados fuera del embalaje durante más de 168 horas requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita\" durante el reflujo.

9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y evitar la concentración de corriente, se debe usar una resistencia limitadora en serie con cada LED o cada rama paralela de LEDs cuando se conecten en paralelo. Conducir el LED con una fuente de corriente constante es el método más efectivo para mantener una salida luminosa estable. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es la tensión de alimentación, VF es la tensión directa del LED (usar el valor máximo para margen de diseño) e IF es la corriente directa deseada (por ejemplo, 20 mA).

9.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (72 mW máx.), un diseño térmico adecuado en la PCB es importante para la fiabilidad a largo plazo, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o a corrientes altas. Asegurar un área de cobre adecuada alrededor de los pads del LED ayuda a disipar el calor.

9.3 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluidos indicadores de estado, retroiluminación para iconos o símbolos, iluminación de paneles, electrónica de consumo y señalización de propósito general. Su compatibilidad con procesos automatizados lo hace ideal para productos de alto volumen.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

El uso de la tecnología AlInGaP para luz verde ofrece ventajas sobre los LEDs verdes tradicionales basados en Fosfuro de Galio (GaP), proporcionando típicamente mayor eficiencia y salida más brillante. El ángulo de visión de 120 grados es más amplio que el de muchos LEDs de \"alta direccionalidad\" de nicho, lo que lo hace versátil para aplicaciones que requieren visibilidad de gran angular. La compatibilidad explícita con perfiles de reflujo IR estándar JEDEC lo diferencia de los LEDs que pueden ser solo adecuados para soldadura manual o por ola, alineándolo con las líneas de ensamblaje SMT modernas.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo conducir este LED sin una resistencia limitadora?

R: No. No se recomienda operar un LED directamente desde una fuente de tensión y es probable que destruya el dispositivo debido a una corriente excesiva. Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

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

R: La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la que la distribución de potencia espectral es máxima. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única del espectro que coincide con el color percibido del LED. λd es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin en el número de pieza?

R: Los códigos de bin específicos para VF, IV y λd no están incrustados en el número de pieza base LTST-M670KGKT. Se asignan durante la fabricación y deben especificarse en el momento del pedido basándose en las tablas de bin proporcionadas en la hoja de datos para asegurar que reciba LEDs con las características deseadas.

P: ¿Es siempre necesario el horneado antes de soldar?

R: El horneado solo es necesario si los componentes han estado expuestos a condiciones ambientales fuera de su bolsa antihumedad original durante más de 168 horas. Esto es para prevenir el agrietamiento del paquete inducido por la humedad durante el proceso de reflujo a alta temperatura.

12. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Considere un diseño para un panel de indicadores de estado múltiple en un controlador industrial. Se requieren diez LEDs verdes de estado. Para garantizar un brillo uniforme, deben seleccionarse LEDs del mismo bin de intensidad luminosa (por ejemplo, R1: 112-140 mcd). Para simplificar el circuito de conducción, todos los LEDs pueden conectarse en paralelo, cada uno con su propia resistencia limitadora calculada para una alimentación de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios (se puede usar una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios). El diseño de la PCB debe incorporar la geometría de pad recomendada y proporcionar algunas trazas de alivio térmico pequeñas. El ensamblaje usaría el perfil de reflujo IR especificado. Este enfoque garantiza un rendimiento visual consistente y una fabricación confiable.

13. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-M670KGKT se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde. La lente epoxi transparente no está teñida; su función es proteger el dado semiconductor, dar forma al patrón de radiación para un amplio ángulo de visión y mejorar la extracción de luz del chip.

14. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para aplicaciones de indicador continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), tamaños de paquete más pequeños para placas de mayor densidad y una mejor consistencia de color mediante un binning más estricto. También hay un fuerte impulso hacia una fiabilidad mejorada en condiciones adversas y compatibilidad con procesos de soldadura sin plomo y de alta temperatura. El movimiento hacia la automatización en todos los sectores de fabricación subraya la importancia de componentes como este, diseñados para embalaje en cinta y carrete y soldadura por reflujo, reduciendo el trabajo manual y aumentando el rendimiento y la consistencia de la producción.