Hoja de Datos del LED SMD LTST-C170KGKT - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0V - Verde - 0.06W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), este componente es ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Utiliza un chip semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) Ultra Brillante para la emisión de luz verde.
• Empaquetado en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para un ensamblaje automatizado pick-and-place eficiente.
• La huella de paquete estandarizada EIA (Alianza de Industrias Electrónicas) garantiza la compatibilidad con diseños de la industria.
• Las características de entrada/salida son compatibles con los niveles lógicos estándar de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con equipos de colocación de tecnología de montaje superficial (SMT) automatizada.
• Resiste los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) utilizados en la fabricación de PCB de alto volumen.

1.2 Aplicaciones

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo pero no limitado a:

• Dispositivos de telecomunicaciones, equipos de automatización de oficinas, electrodomésticos y sistemas de control industrial.
• Retroiluminación para teclados y teclados numéricos.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas e indicadores de panel.
• Iluminación de señalización y luminarias simbólicas.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la potencia total máxima que el paquete puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones de pulso (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa en CC (I_F):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima para una operación confiable a largo plazo.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +85°C. El dispositivo puede funcionar y almacenarse dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Condición de Soldadura por Infrarrojos:260°C durante un máximo de 10 segundos. Esto define la temperatura máxima y la tolerancia de tiempo para los procesos de soldadura por reflujo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_V):18.0 - 71.0 mcd (Típico: 35.0 mcd) a I_F= 20 mA. Esto mide el brillo percibido del LED por el ojo humano. El amplio rango se gestiona mediante clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor medido en el eje (0°). Un ángulo de visión amplio como este proporciona un patrón de luz más difuso, adecuado para aplicaciones de indicadores.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):574.0 nm (Típico). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):567.5 - 576.5 nm (Típico: 571.0 nm) a I_F= 20 mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (verde). Se deriva del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15.0 nm. Esto indica la pureza espectral, definiendo el rango de longitudes de onda alrededor del pico que contienen potencia óptica significativa.
• Voltaje Directo (V_F):1.90 - 2.40 V (Típico) a I_F= 20 mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando conduce la corriente especificada.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máximo) a V_R= 5 V. Esta es la pequeña corriente de fuga que fluye cuando el diodo está polarizado inversamente.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un rendimiento consistente en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para uniformidad de color y brillo.

3.1 Clasificación de Voltaje Directo (V_F)

Clasificado a I_F= 20 mA. La tolerancia por lote es de ±0.1V.

• Lote 4: 1.9V - 2.0V
• Lote 5: 2.0V - 2.1V
• Lote 6: 2.1V - 2.2V
• Lote 7: 2.2V - 2.3V
• Lote 8: 2.3V - 2.4V

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificado a I_F= 20 mA. La tolerancia por lote es de ±15%.

• Lote M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Lote N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Lote P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Clasificación de Tono (Longitud de Onda Dominante, λ_d)

Clasificado a I_F= 20 mA. La tolerancia por lote es de ±1 nm.

• Lote C: 567.5 nm - 570.5 nm
• Lote D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Lote E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas ilustran la relación entre parámetros clave bajo condiciones variables. Estas son esenciales para un diseño de circuito robusto.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V muestra la relación exponencial típica de un diodo. Para este LED verde AlInGaP, el voltaje directo (V_F) tiene un valor típico alrededor de 2.0V a 20mA. Los diseñadores deben asegurarse de que la resistencia limitadora de corriente o el circuito de excitación proporcione el voltaje correcto para lograr la corriente deseada, ya que pequeños cambios en el voltaje pueden causar grandes cambios en la corriente.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva es generalmente lineal dentro del rango de corriente de operación recomendado (hasta 30mA CC). Aumentar la corriente directa incrementa la salida de luz proporcionalmente. Sin embargo, operar por encima de los límites absolutos máximos conducirá a una caída de eficiencia, aumento del calor y reducción de la vida útil.

4.3 Distribución Espectral

La curva de salida espectral se centra alrededor de la longitud de onda de pico de 574 nm (verde) con un ancho medio típico de 15 nm. La longitud de onda dominante (λ_d), que define el color percibido, cae dentro del rango de 571 nm ± 5 nm dependiendo del lote. Este espectro estrecho es característico de la tecnología AlInGaP, ofreciendo una saturación de color pura.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED está alojado en un paquete SMD estándar. Las dimensiones clave (en milímetros) son: Longitud: 3.2 mm, Ancho: 1.6 mm, Altura: 1.4 mm. Las tolerancias son típicamente de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario. La lente es transparente al agua.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads de PCB

El componente tiene un cátodo marcado (típicamente indicado por un punto verde, una muesca o una pata más corta en la cinta). Se proporciona un patrón de pistas de PCB recomendado (huella) para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura, una conexión eléctrica confiable y una alineación correcta durante el reflujo. Seguir esta guía previene defectos de soldadura como el efecto "tombstoning".

5.3 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora embutida con un ancho de 8 mm, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por carrete es de 3000 piezas. El empaquetado incluye una cinta de cubierta superior para proteger los componentes. La orientación y el espaciado de los bolsillos cumplen con los estándares ANSI/EIA-481 para manejo automatizado.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR (Proceso Libre de Plomo)

Se proporciona un perfil de reflujo recomendado para el ensamblaje con soldadura libre de plomo (Pb-free). Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para permitir la activación del fundente y la estabilización de la temperatura.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido (en el pico):Máximo 10 segundos. El dispositivo puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo bajo estas condiciones.

Los perfiles deben desarrollarse basándose en los estándares JEDEC y validarse con el diseño específico de PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados en producción.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un cautín con control de temperatura. La temperatura de la punta del cautín no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos por pad. La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, utilice únicamente solventes aprobados a base de alcohol, como alcohol etílico o isopropílico, a temperatura ambiente. El tiempo de inmersión debe ser inferior a un minuto. Evite limpiadores químicos no especificados que puedan dañar el paquete o la lente del LED.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones ESD:Este dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Manipúlelo utilizando controles ESD apropiados, como pulseras conectadas a tierra, tapetes antiestáticos y contenedores.
• Sensibilidad a la Humedad:El paquete es sensible a la humedad. Cuando se almacena en su bolsa sellada original con barrera de humedad y desecante, la vida útil es de un año a ≤30°C y ≤90% HR. Una vez abierta la bolsa, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y deben someterse a reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días, MSL 2a). Para almacenamiento más allá de este período o en entornos no controlados, se recomienda un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria cuando se excita desde una fuente de voltaje. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.4V) para un diseño conservador y asegurar que la corriente no exceda el valor deseado. Por ejemplo, para excitar desde una fuente de 5V a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Una resistencia estándar de 130 Ω o 150 Ω sería adecuada.

7.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75 mW máx.), un diseño térmico adecuado extiende la vida útil y mantiene una salida óptica estable. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de los pads de la PCB para que actúe como disipador de calor. Evite operar continuamente en los límites absolutos máximos de corriente y temperatura.

7.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 130 grados produce un haz amplio y difuso. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (lentes o guías de luz). La lente transparente al agua es óptima para la emisión de color verdadero sin tinte.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED verde AlInGaP ofrece ventajas específicas:

• vs. LED Verdes GaP Tradicionales:La tecnología AlInGaP proporciona una eficiencia luminosa y un brillo (intensidad luminosa) significativamente mayores para la misma corriente de excitación, junto con una mejor saturación de color y estabilidad con la temperatura.
• vs. LED Azules/Verdes InGaN:Si bien los LED InGaN pueden lograr un brillo muy alto, este LED verde AlInGaP en este formato de paquete ofrece una solución probada y rentable para aplicaciones de indicadores de brillo estándar con una característica de voltaje directo estable.
• Diferenciadores Clave:La combinación de un amplio ángulo de visión de 130 grados, cumplimiento RoHS, compatibilidad con reflujo IR y una clasificación detallada para consistencia de color y brillo, convierte a este componente en una elección confiable para la fabricación automatizada de alto volumen.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

La Longitud de Onda de Pico (λ_P)es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica, medida por un espectrómetro.La Longitud de Onda Dominante (λ_d)es la longitud de onda única perceptual que coincide con el color que ve el ojo humano, calculada a partir de las coordenadas de cromaticidad CIE. Para LED monocromáticos como este verde, típicamente sus valores son cercanos.

9.2 ¿Puedo excitar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.El voltaje directo de un LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y varía de una unidad a otra. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje causará un aumento incontrolado de la corriente, probablemente excediendo el Límite Absoluto Máximo y destruyendo el dispositivo instantáneamente. Siempre use una resistencia en serie o un excitador de corriente constante.

9.3 ¿Por qué hay un rango tan amplio en la Intensidad Luminosa (18-71 mcd)?

Este rango refleja las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores. Elsistema de clasificación (binning)(rangos M, N, P) clasifica los LED en grupos con rangos de intensidad mucho más estrechos. Para aplicaciones que requieren brillo uniforme, especifique y utilice LED del mismo lote de intensidad.

9.4 ¿Cómo interpreto el "Ángulo de Visión" de 130 grados?

Este es elángulo totalen el que la intensidad de la luz cae al 50% de su intensidad en el eje (centro). Entonces, a 65 grados fuera del eje hacia la izquierda y 65 grados fuera del eje hacia la derecha (total 130 grados), el brillo es la mitad de lo que se ve al mirar directamente al LED. Esto define la dispersión del haz.

10. Ejemplos Prácticos de Aplicación

10.1 Panel de Indicadores de Estado

En un router de red o un panel de control industrial, se pueden utilizar múltiples LED de este tipo para indicar alimentación, actividad de red, errores del sistema o modos operativos. El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde varios ángulos. Al seleccionar LED del mismo lote de V_Fe I_V, se puede lograr un brillo y color uniformes en todo el panel. Un circuito típico consiste en una fuente de 5V, un pin GPIO de un microcontrolador, una resistencia limitadora de corriente de 150Ω y el LED en serie.

10.2 Retroiluminación de Teclado

Para iluminar teclas en un teclado de membrana o mecánico, estos LED SMD pueden colocarse en una PCB debajo de las teclas translúcidas. Su pequeño tamaño (3.2x1.6mm) permite la colocación entre las huellas de los interruptores. El chip verde AlInGaP proporciona un color claro y distintivo. Las consideraciones de diseño incluyen gestionar la corriente para múltiples LED en paralelo (preferiblemente con resistencias individuales o un excitador de matriz de corriente constante) y asegurar una difusión de luz uniforme a través del material de la tecla.

11. Introducción a la Tecnología

Este LED se basa en la tecnología de semiconductor deFosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Este sistema de material se crece epitaxialmente sobre un sustrato y es particularmente eficiente en las regiones roja, naranja, ámbar y verde del espectro visible. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa de la unión semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de AlInGaP determina la energía de la banda prohibida y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida. La lente de epoxi transparente al agua encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al patrón de salida de luz.

12. Tendencias de la Industria

La tendencia general en los LED indicadores SMD continúa hacia unamayor eficiencia(más salida de luz por unidad de potencia eléctrica),tamaños de paquete más pequeñospara placas de mayor densidad, y unafiabilidad mejorada. También hay un creciente énfasis en el ajuste preciso del color y una clasificación más estricta para satisfacer las demandas de aplicaciones que requieren alta consistencia de color, como pantallas a todo color e iluminación interior automotriz. Además, la integración con excitadores inteligentes para atenuación y control de color se está volviendo más común. El componente descrito en esta hoja de datos representa una tecnología madura y confiable, muy adecuada para sus aplicaciones objetivo en electrónica de consumo e industrial.