Hoja de Datos de LED Verde SMD GaP - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para un LED verde de montaje superficial (SMD) de alta luminosidad. El dispositivo está diseñado para aplicaciones de indicación general e iluminación de fondo en electrónica de consumo, equipos de oficina y dispositivos de comunicación. Sus principales ventajas incluyen compatibilidad con equipos de colocación automática, idoneidad para procesos de soldadura por infrarrojos y reflujo, y cumplimiento de los requisitos sin plomo (RoHS). El encapsulado estándar EIA garantiza una amplia compatibilidad dentro de la industria.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar de forma segura en forma de calor durante el funcionamiento continuo.
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA. Esta es la corriente máxima permitida en condiciones de pulso, especificada con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms. Es significativamente mayor que la clasificación en DC para acomodar destellos breves y de alta intensidad.
• Corriente Directa en DC (IF):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para un funcionamiento fiable a largo plazo.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso más allá de este límite puede dañar la unión semiconductora del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para un rendimiento fiable en este amplio rango de temperatura industrial.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-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 de prueba estándar de IF=20mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 7.1 mcd hasta un valor típico de 45.0 mcd. La intensidad real se clasifica en lotes (binning), como se detalla en la Sección 3.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120 grados. Este amplio ángulo de visión indica un tipo de lente difusora, adecuada para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):565 nm. Esta es la longitud de onda a la que la salida espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λd):569 nm. Esta longitud de onda única, derivada del diagrama de cromaticidad CIE, define el color percibido (verde) del LED.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):30 nm. Este parámetro describe la pureza espectral; un ancho más estrecho indica una fuente de luz más monocromática.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 2.6V, con un rango de 2.0V a 2.6V a 20mA. Se indica una tolerancia de +/- 0.1V para el valor típico.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en el brillo entre lotes de producción, la intensidad luminosa se categoriza en lotes (bins). El código de lote forma parte de la selección del número de parte.

• Código de Lote K:7.1 mcd (Mín) a 11.2 mcd (Máx)
• Código de Lote L:11.2 mcd a 18.0 mcd
• Código de Lote M:18.0 mcd a 28.0 mcd
• Código de Lote N:28.0 mcd a 45.0 mcd

Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada lote de intensidad. Los diseñadores deben seleccionar el lote apropiado según el nivel de brillo requerido para su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones son críticas para el diseño.

• Curva I-V:Muestra la relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF). Es no lineal, típico de un diodo. La curva ayuda a seleccionar la resistencia limitadora de corriente apropiada.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación. Operar más allá de la corriente máxima conduce a rendimientos decrecientes y mayor calor.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esto es crucial para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, centrado alrededor de 565nm con un ancho medio de 30nm, confirmando la salida de color verde.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Dispositivo

El LED se ajusta a un encapsulado SMD EIA estándar. Las dimensiones clave (en milímetros) incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 3.2mm (largo) x 2.8mm (ancho) x 1.9mm (alto). Las tolerancias son típicamente ±0.2mm a menos que se especifique lo contrario. Se deben consultar los planos dimensionales detallados para el diseño preciso de la huella en la PCB.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona una recomendación de patrón de soldadura para soldadura por reflujo por infrarrojos o fase de vapor. Adherirse a esta huella recomendada es esencial para lograr uniones de soldadura fiables, un correcto autoalineamiento durante el reflujo y una disipación de calor efectiva. El diseño típicamente incluye patrones de alivio térmico para manejar la temperatura de soldadura.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo, a menudo con una muesca, un punto verde o una esquina truncada en la lente o el encapsulado. Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para confirmar el esquema de marcado exacto para una orientación correcta durante el montaje.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). Se hace referencia a un perfil sugerido conforme a J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen:

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:Duración recomendada según las especificaciones de la pasta de soldar.
• Tasas de Rampa:Controladas para prevenir choque térmico.

Es crítico notar que el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno. Se recomienda verificación a nivel de componente y de placa.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura que no exceda los 300°C. El tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos por unión, y debe realizarse solo una vez para evitar dañar el encapsulado plástico o los alambres de unión internos.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs son sensibles a la humedad. Cuando se almacenan en su bolsa sellada original a prueba de humedad con desecante, deben mantenerse a ≤ 30°C y ≤ 70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y 60% HR. Los componentes expuestos al aire ambiente por más de 168 horas deben secarse en horno a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura por reflujo para prevenir el "efecto palomita de maíz" (agrietamiento del encapsulado debido a la presión de vapor).

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora de 8mm en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro, compatible con equipos automáticos de pick-and-place estándar.

• Piezas por Carrete: 2000.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Cinta de Cubierta:Los huecos vacíos se sellan con cinta de cubierta superior.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos lámparas faltantes consecutivas por especificación (EIA-481-1-B).

7.2 Estructura del Número de Parte

El número de parte LTST-M670GKT codifica atributos clave:

• LTST:Probablemente denota la familia o serie del producto.
• M670:Puede referirse al tipo específico de chip/dado o diseño óptico.
• G:Indica el color de la lente (Transparente).
• K:Representa el código de lote de intensidad luminosa (ej., lote K: 7.1-11.2 mcd).
• T:Probablemente indica el embalaje en cinta y carrete.

Seleccionar el sufijo correcto (código de lote) es esencial para obtener el nivel de brillo deseado.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones que requieren un indicador verde brillante y fiable, incluyendo:

• Indicadores de estado en electrónica de consumo (routers, módems, equipos de audio).
• Iluminación de fondo para interruptores de membrana y paneles.
• Iluminación para instrumentación y paneles de control.
• Señalización de propósito general e iluminación decorativa donde un amplio ángulo de visión es beneficioso.

8.2 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente.Para un brillo consistente, especialmente al conducir múltiples LEDs en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Modelo de Circuito A). No se recomienda conducir LEDs en paralelo directamente desde una fuente de voltaje (Modelo de Circuito B), ya que ligeras variaciones en la característica de voltaje directo (VF) entre LEDs individuales causarán un desequilibrio significativo en el reparto de corriente y, en consecuencia, un brillo desigual. El valor de la resistencia en serie se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es el voltaje de alimentación, VF es el voltaje directo del LED (usar el valor máximo para fiabilidad), e IF es la corriente directa deseada.

8.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (72mW máx.), un diseño térmico adecuado extiende la vida útil y mantiene una salida de luz estable. Asegúrese de que el diseño de los pads en la PCB proporcione un alivio térmico adecuado. Evite operar el LED en o cerca de sus valores máximos absolutos de corriente y temperatura durante períodos prolongados.

8.4 Precauciones contra la Descarga Electroestática (ESD)

Como la mayoría de los dispositivos semiconductores, los LEDs son sensibles a la descarga electrostática. Deben seguirse los procedimientos estándar de manejo ESD durante el montaje y manipulación, incluyendo el uso de estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y contenedores conductores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con las tecnologías más antiguas de LED de orificio pasante, este dispositivo SMD ofrece ventajas significativas:

• Tamaño y Perfil:La huella compacta de 3.2x2.8mm y el bajo perfil (1.9mm) permiten la miniaturización de los productos finales.
• Fabricabilidad:Compatibilidad total con líneas de montaje SMT automáticas de alta velocidad, lo que reduce el costo de producción y aumenta la fiabilidad en comparación con la inserción manual.
• Rendimiento Óptico:La combinación de alta luminosidad (hasta 45 mcd) y un amplio ángulo de visión de 120 grados proporciona una excelente visibilidad.
• Fiabilidad:El encapsulado está diseñado para robustos procesos de soldadura por infrarrojos/reflujo y ofrece un amplio rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C).

El uso de la tecnología de sustrato de GaP (Fosfuro de Galio) es un proceso maduro y fiable para producir LEDs verdes con color y rendimiento estables.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la Longitud de Onda de Pico (λP) y la Longitud de Onda Dominante (λd)?

R1: La Longitud de Onda de Pico (565 nm) es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (569 nm) es un valor calculado a partir de la colorimetría que representa la longitud de onda única del color percibido. Para fuentes monocromáticas como este LED verde, suelen estar cerca.

P2: ¿Puedo conducir este LED a 30mA continuamente?

R2: Sí, 30mA es la corriente directa continua máxima nominal. Para la máxima fiabilidad y longevidad, a menudo es aconsejable operar ligeramente por debajo de este máximo, por ejemplo, a 20mA (la condición de prueba estándar), lo que también proporciona un brillo amplio para la mayoría de las aplicaciones de indicación.

P3: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie incluso si mi fuente de alimentación tiene limitación de corriente?

R3: Una resistencia en serie dedicada proporciona un método simple, rentable y robusto para establecer la corriente. También ayuda a absorber variaciones menores en el voltaje de alimentación y el voltaje directo del LED, asegurando una operación estable. Se considera una mejor práctica para la mayoría de los circuitos LED de propósito general.

P4: ¿Qué tan crítica es la vida útil de 168 horas después de abrir la bolsa barrera de humedad?

R4: Es muy importante para la fiabilidad del proceso. Exceder este tiempo sin secado en horno aumenta el riesgo de daños en el encapsulado inducidos por la humedad durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, lo que puede provocar fallos inmediatos o una fiabilidad a largo plazo reducida.

11. Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de indicadores de estado para un switch de red con 24 LEDs verdes idénticos para actividad de puertos.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Brillo:Para equipos de interior con distancia de visión de 1-2 metros, un brillo medio es suficiente. Seleccionar el Código de Lote L (11.2-18.0 mcd) de la información de pedido.
2. Circuito de Conducción:El sistema utiliza una línea de 3.3V. Usando el VF máximo de 2.6V y un IF objetivo de 20mA, calcular la resistencia en serie: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 Ohmios. Se elegiría el valor estándar más cercano de 33 Ohmios o 39 Ohmios, ajustando ligeramente la corriente.
3. Diseño de PCB:Utilizar el diseño de pads recomendado en la hoja de datos. Enrutar las trazas de 3.3V y GND a los 24 LEDs. Colocar la resistencia limitadora de corriente cerca del ánodo de cada LED.
4. Consideración Térmica:Con 24 LEDs a ~20mA cada uno, la potencia total es baja (~1.5W). No se requiere disipador especial, pero asegurar un flujo de aire general en la carcasa.
5. Montaje:Seguir el perfil de reflujo recomendado. Después de abrir el carrete, planificar completar el montaje SMT para todas las placas dentro de la ventana de 168 horas o implementar un horario de secado en horno.

Este enfoque garantiza un brillo uniforme, una soldadura fiable y un rendimiento a largo plazo.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor de Fosfuro de Galio (GaP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En el GaP, este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz) con una longitud de onda correspondiente a la energía de la banda prohibida del material, lo que para esta composición específica resulta en luz verde (~565-569 nm). La lente "Transparente" está hecha de epoxi y está diseñada para difundir la luz, creando el amplio ángulo de visión de 120 grados. El encapsulado SMD encapsula el dado semiconductor, los alambres de unión y el marco de conexión, proporcionando protección mecánica y conexiones térmicas/eléctricas.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

La industria de la optoelectrónica continúa evolucionando. Si bien este LED verde basado en GaP representa una tecnología madura y altamente fiable, las tendencias incluyen:

• Mayor Eficiencia:Desarrollo continuo de materiales (como InGaN para rangos de color más amplios) y diseños de chip para lograr más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para una salida de luz dada.
• Miniaturización:Desarrollo de huellas de encapsulado aún más pequeñas (ej., 0201, 01005) para aplicaciones con espacio limitado como dispositivos portátiles y electrónica de consumo ultracompacta.
• Soluciones Integradas:Crecimiento de LEDs con controladores incorporados (ICs de corriente constante), diodos de protección (para ESD/voltaje inverso) o múltiples colores (RGB) en un solo encapsulado, simplificando el diseño del circuito.
• Demandas de Alta Fiabilidad:Expansión de aplicaciones en campos automotrices, industriales y médicos impulsa requisitos de rangos de temperatura extendidos, mayor resistencia a vibraciones y vidas operativas más largas (a menudo clasificadas como L70 o L90, que significa el tiempo hasta el 70% o 90% de la luminancia inicial).

El dispositivo descrito en esta hoja de datos se sitúa firmemente en el segmento establecido y de alto volumen del mercado, valorado por su rendimiento probado, rentabilidad y facilidad de integración.