Hoja de Datos del LED SMD LTST-C21TGKT - 3.2x1.6x1.1mm - 2.8-3.8V - 76mW - Lente Transparente Agua Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-C21TGKT, una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente pertenece a una familia de LEDs miniatura diseñados específicamente para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. Su factor de forma compacto y su empaquetado estandarizado lo hacen muy adecuado para integrarse en los procesos modernos de fabricación electrónica.

Las áreas de aplicación principales de este LED son amplias, abarcando equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, diversos electrodomésticos y sistemas de control industrial. Sus funciones principales incluyen servir como indicador de estado, proporcionar retroiluminación para teclados y paneles, permitir microvisualizaciones y actuar como fuente luminosa para señales o símbolos en señalización interior.

1.1 Características Clave

• Cumplimiento RoHS:El dispositivo se fabrica para cumplir con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas, garantizando que está libre de materiales peligrosos específicos como plomo, mercurio y cadmio.
• Diseño de Montaje Inverso:Presenta una estructura única de chip sobre placa donde el chip LED se monta en orientación inversa, lo que puede ofrecer ventajas en diseños ópticos y escenarios de ensamblaje específicos.
• Chip InGaN Ultrabrillante:Utiliza un material semiconductor de Nitruro de Indio y Galio (InGaN) para producir una salida de luz verde de alta intensidad.
• Compatible con Ensamblaje Automatizado:Suministrado en cinta estándar de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, conforme a los estándares EIA, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad.
• Reflow Soldable:El encapsulado está diseñado para soportar los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) utilizados en líneas de ensamblaje de tecnología de montaje superficial (SMT).
• Compatible con CI:Las características eléctricas son adecuadas para la interfaz directa con las salidas de circuitos integrados estándar.

2. Dimensiones y Configuración del Encapsulado

El LTST-C21TGKT está alojado en un encapsulado SMD compacto y estándar de la industria. La lente aparece transparente como el agua, mientras que la fuente de luz en sí es un emisor verde basado en InGaN. Las dimensiones típicas del contorno del encapsulado son aproximadamente 3.2 mm de longitud, 1.6 mm de ancho y 1.1 mm de altura, aunque los diseñadores siempre deben consultar el plano dimensional detallado para el diseño mecánico crítico. Todas las dimensiones especificadas están en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario en el plano.

3. Especificaciones y Características

Comprender las especificaciones máximas absolutas es crucial para garantizar un funcionamiento fiable y prevenir fallos prematuros del dispositivo. Estas especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente.

3.1 Especificaciones Máximas Absolutas (Ta=25°C)

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente máxima de CC recomendada para operación continua.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C. El rango de temperatura ambiente para el cual está diseñado el dispositivo para funcionar.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C. El rango de temperatura para almacenamiento sin operación.
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Soporta una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Esto define la tolerancia del perfil térmico durante el ensamblaje del PCB.

3.2 Características Eléctricas y Ópticas (Ta=25°C)

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED en condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 180.0 mcd hasta un máximo de 1120.0 mcd a una corriente directa (I_F) de 20 mA. El valor real se clasifica en bins (ver Sección 4). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):70 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (en el eje), definiendo la dispersión del haz.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Típicamente 530 nm. La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Típicamente 525 nm a I_F=20mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que mejor representa el color de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 35 nm. El ancho de banda del espectro emitido medido a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (V_F):Entre 2.8 V y 3.8 V a I_F=20mA. La caída de voltaje a través del LED cuando conduce corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a un voltaje inverso (V_R) de 5V. Los LEDs no están diseñados para operar en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3.3 Notas Importantes sobre las Características

• Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD):Los LEDs son susceptibles a daños por electricidad estática y sobretensiones. Los controles adecuados de ESD, como el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guantes antiestáticos y asegurar que todo el equipo esté conectado a tierra, son obligatorios durante la manipulación.
• Operación con Voltaje Inverso:El dispositivo no está diseñado para operar con polarización inversa. El parámetro de corriente inversa es solo para fines informativos y de prueba.

4. Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia en las aplicaciones, los LEDs se clasifican (bins) en función de parámetros clave de rendimiento. El LTST-C21TGKT utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

4.1 Bins de Intensidad Luminosa (I_V)

Color verde, medido en milicandelas (mcd) a 20mA. La tolerancia dentro de cada bin es de ±15%.

• Código de Bin S:180.0 – 280.0 mcd
• Código de Bin T:280.0 – 450.0 mcd
• Código de Bin U:450.0 – 710.0 mcd
• Código de Bin V:710.0 – 1120.0 mcd

4.2 Bins de Tono (Longitud de Onda Dominante)

Color verde, medido en nanómetros (nm) a 20mA. La tolerancia para cada bin es de ±1 nm.

• Código de Bin AP:520.0 – 525.0 nm
• Código de Bin AQ:525.0 – 530.0 nm
• Código de Bin AR:530.0 – 535.0 nm

Un número de parte completo típicamente incluye estos códigos de bin para especificar el grado exacto de rendimiento.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Aunque aquí no se representan gráficos específicos, la hoja de datos típicamente incluye las siguientes gráficas esenciales para el análisis de diseño:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_V/ I_F):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, a menudo volviéndose sub-lineal a corrientes más altas debido al calentamiento y la caída de eficiencia.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa (V_F/ I_F):Ilustra la característica I-V del diodo, crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_V/ T_a):Demuestra la dependencia térmica de la salida de luz, que generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Distribución de Potencia Espectral:Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~530nm y el ancho espectral de ~35nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que representa la distribución espacial de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión de 70 grados.

6. Guías de Ensamblaje y Manipulación

6.1 Diseño Recomendado de Pads de Fijación en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (footprint) sugerido para el PCB para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura, la estabilidad mecánica y la gestión térmica. Este patrón típicamente incluye dimensiones y espaciado de pads ligeramente mayores que los terminales del dispositivo para facilitar una buena humectación de la soldadura y la formación de filetes.

6.2 Proceso de Soldadura

El dispositivo está calificado para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo IR sugerido, adhiriéndose a los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C – 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para permitir un calentamiento uniforme y la activación de la pasta.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus (en el pico):Máximo 10 segundos. El dispositivo no debe someterse a más de dos ciclos de reflujo.

Para re-trabajo manual con un soldador de hierro, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos para un solo evento de reparación. Es fundamental seguir las pautas del fabricante de la pasta de soldar y caracterizar el perfil para el diseño específico del PCB.

6.3 Limpieza

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

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se empaquetan en una bolsa barrera de humedad con desecante. Mientras estén sellados, deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 90% de Humedad Relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa original, los componentes tienen un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3. Esto significa que deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana después de la exposición a las condiciones ambientales de fábrica (≤ 30°C / 60% HR). Para almacenamiento más allá de una semana fuera de la bolsa original, deben almacenarse en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Los componentes expuestos por más de una semana requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

7. Especificaciones de Empaquetado

El producto se suministra en formato de cinta y carrete compatible con equipos de ensamblaje automatizado.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Sellado de Bolsillos:Los bolsillos vacíos en la cinta se cubren con una cinta de cubierta superior.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos LEDs faltantes consecutivos según el estándar de empaquetado.
• Estándar:El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Método de Conducción

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Para garantizar una intensidad luminosa, color y longevidad consistentes y estables, debe ser conducido por una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante. El voltaje directo (V_F) tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo (disminuye a medida que aumenta la temperatura). El uso de una simple resistencia en serie con una fuente de voltaje es común para indicadores básicos, pero para aplicaciones que requieren brillo estable, se recomienda un CI controlador de LED dedicado o un circuito regulador de corriente más sofisticado. El diseño debe respetar las especificaciones máximas absolutas para corriente continua (20mA) y pulsada (100mA).

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja a 76mW, una gestión térmica efectiva sigue siendo importante para mantener el rendimiento y la fiabilidad, especialmente en altas temperaturas ambientales o cuando se conduce cerca de las especificaciones máximas. Los pads de cobre del PCB actúan como el disipador de calor principal. Seguir el diseño de pad recomendado, usar vías térmicas bajo el pad (si es aplicable al encapsulado) y asegurar un flujo de aire adecuado contribuyen a mantener la temperatura de la unión del LED dentro de límites seguros, preservando así la salida luminosa y la vida operativa.

8.3 Integración Óptica

El ángulo de visión de 70 grados proporciona un patrón de emisión amplio y difuso adecuado para iluminación de área e indicadores de estado. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, pueden ser necesarias ópticas secundarias como lentes o guías de luz. La lente transparente permite que se emita el color real del chip (verde) sin teñir.

8.4 Polaridad y Orientación

Como diodo, el LED tiene un ánodo (+) y un cátodo (-). El encapsulado incluye un indicador de polaridad, típicamente una muesca, un punto verde o una esquina cortada en el lado del cátodo. La orientación correcta en el PCB es esencial para que el dispositivo se ilumine. El diseño de montaje inverso puede tener implicaciones específicas sobre cómo se extrae la luz del encapsulado, lo que debe considerarse en el diseño óptico.

9. Fiabilidad y Ámbito de Aplicación

Los LEDs descritos están destinados a su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar, incluida la automatización de oficinas, comunicaciones, sistemas de red y electrodomésticos. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro la seguridad, la salud o la vida, como en aviación, transporte, médicas o sistemas de seguridad críticos, son necesarias calificaciones especiales y consulta previa antes de su incorporación al diseño. Las precauciones proporcionadas sobre almacenamiento, manipulación y soldadura son fundamentales para lograr la fiabilidad esperada en las aplicaciones previstas.