Hoja de Datos del LED SMD LTST-C950TGKT - Verde Ultrabrillante InGaN - 20mA - 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas. El dispositivo utiliza un chip semiconductor avanzado de InGaN para producir una salida de luz verde brillante. Su factor de forma miniaturizado y su encapsulado estandarizado lo hacen ideal para procesos de ensamblaje automatizado y diseños con espacio limitado.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su excepcional intensidad luminosa, cumplimiento de normativas medioambientales y una construcción robusta adecuada para fabricación en gran volumen. Está diseñado para satisfacer las demandas de equipos automatizados pick-and-place y soportar perfiles estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo cual es crítico para un ensamblaje eficiente de PCB.

El mercado objetivo abarca una amplia gama de electrónica de consumo e industrial. Las áreas de aplicación clave incluyen dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos celulares e inalámbricos, equipos informáticos portátiles como ordenadores portátiles, sistemas de infraestructura de red, diversos electrodomésticos y aplicaciones de señalización o pantallas interiores. Su fiabilidad y brillo también lo hacen adecuado para indicación de estado, retroiluminación de teclados o teclados numéricos e integración en micro-pantallas.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección detalla los límites absolutos y las características operativas del LED. Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda la operación continua en o cerca de estos límites. Las clasificaciones son las siguientes:

• 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_FP):100 mA. Esta corriente solo es permisible bajo 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. Esta es la corriente máxima recomendada para operación en CC.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Soporta una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, lo cual es estándar para procesos de ensamblaje sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

La siguiente tabla enumera los parámetros de rendimiento típicos y garantizados bajo condiciones normales de operación (I_F= 20mA, Ta=25°C).

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 1120 mcd hasta un máximo de 7100 mcd, con valores típicos dentro de este amplio rango. 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):25 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje central. Indica un patrón de haz relativamente enfocado.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):530 nm. Esta es la longitud de onda a la cual la salida espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520 nm a 535 nm. Este parámetro, derivado del diagrama de cromaticidad CIE, define el color percibido de la luz y es más relevante para la especificación del color que la longitud de onda pico.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):35 nm. Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):2.8 V a 3.8 V a 20mA. La caída de voltaje a través del LED durante su operación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a un Voltaje Inverso (V_R) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta prueba es solo para verificación de calidad.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en bins de rendimiento según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos del circuito.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los LED se categorizan por su caída de voltaje directo a 20mA. Los códigos de bin (D7 a D11) representan rangos crecientes de voltaje desde 2.8V-3.0V hasta 3.6V-3.8V, con una tolerancia de ±0.1V por bin. Esto es crítico para diseñar circuitos limitadores de corriente y garantizar brillo uniforme en arreglos en paralelo.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Esta es la clasificación principal de brillo. Los códigos W, X, Y y Z representan rangos ascendentes de intensidad mínima/máxima desde 1120-1800 mcd hasta 4500-7100 mcd, con una tolerancia de ±15% por bin. La selección depende del nivel de brillo requerido para la aplicación.

3.3 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

Los LED se clasifican por punto de color usando la longitud de onda dominante. Los códigos AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm) y AR (530-535 nm) permiten la selección para requisitos específicos de color verde, con una tolerancia ajustada de ±1 nm por bin. Esto garantiza consistencia de color en aplicaciones donde se usan múltiples LED uno al lado del otro.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se referencian en la hoja de datos, las relaciones típicas entre los parámetros clave se describen a continuación.

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

El LED exhibe una característica I-V no lineal típica de los diodos. El voltaje directo (V_F) aumenta con la corriente pero permanece dentro de los rangos de bin especificados a la corriente de accionamiento nominal de 20mA. Operar por encima de la corriente máxima absoluta hará que V_Faumente más bruscamente y genere calor excesivo.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (intensidad luminosa) es aproximadamente proporcional a la corriente directa en su rango de operación normal. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos incrementados. Accionar el LED a su corriente nominal de 20mA garantiza un rendimiento y longevidad óptimos.

4.3 Características de Temperatura

Como todos los semiconductores, el rendimiento del LED depende de la temperatura. El voltaje directo (V_F) típicamente tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. Más significativamente, la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura. Una gestión térmica adecuada en la aplicación es esencial para mantener un brillo consistente y la fiabilidad del dispositivo en el rango de temperatura de operación especificado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado e Identificación de Polaridad

El dispositivo se ajusta a un contorno estándar de encapsulado SMD de la industria. Las dimensiones clave incluyen el tamaño del cuerpo, el espaciado de las patillas y la altura total. El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual en el encapsulado, como una muesca, un punto o un tinte verde en el área correspondiente de la lente. La orientación correcta de la polaridad durante el ensamblaje es obligatoria para un funcionamiento adecuado.

5.2 Patrón de Pistas Recomendado para PCB

Se proporciona un diseño sugerido de pistas (pads) para la placa de circuito impreso (PCB) para garantizar una soldadura fiable y estabilidad mecánica. Este patrón tiene en cuenta la huella del componente y facilita la formación de una buena soldadura en forma de filete durante el reflujo. Adherirse a esta recomendación ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta por un extremo) y asegura una alineación correcta.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil recomendado, que generalmente incluye:

• Precalentamiento:150-200°C durante un máximo de 120 segundos para calentar gradualmente la placa y activar el fundente.
• Temperatura Pico:260°C máximo. El cuerpo del componente no debe exceder esta temperatura.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):El tiempo dentro de los 5°C de la temperatura pico debe limitarse a un máximo de 10 segundos.
• Número de Ciclos:El dispositivo puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo bajo estas condiciones.

Es crucial tener en cuenta que el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno utilizado. Los valores proporcionados son directrices que deben validarse para la configuración de producción real.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto con la patilla del LED debe limitarse a un máximo de 3 segundos. Aplique calor a la pista de la PCB, no directamente al cuerpo del LED, para evitar daños térmicos.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Los agentes recomendados incluyen alcohol etílico o alcohol isopropílico (IPA). El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos agresivos o no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el material del encapsulado.

6.4 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

Descarga Electroestática (ESD):El dispositivo es sensible a la ESD. Se deben seguir los procedimientos de manipulación adecuados, incluido el uso de pulseras conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y embalaje y equipo seguros contra ESD.

Sensibilidad a la Humedad:El encapsulado tiene una clasificación de Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL). Como se indica, si se abre la bolsa hermética original a prueba de humedad, los componentes deben someterse a reflujo IR dentro de una semana (MSL 3). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben almacenarse en un gabinete seco o en un contenedor sellado con desecante. Los componentes almacenados más de una semana pueden requerir un proceso de horneado (por ejemplo, 60°C durante 20 horas) para eliminar la humedad absorbida antes de soldar, para prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran empaquetados para ensamblaje automatizado. Se montan en cinta portadora en relieve con una cinta protectora sellada en la parte superior. La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

Los detalles clave del embalaje incluyen:

• Cantidad por Carrete:2000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):Para cantidades restantes, se especifica un mínimo de 500 piezas.
• Cobertura de Bolsillos:Los bolsillos vacíos de componentes en la cinta se sellan con cinta de cubierta.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos lámparas faltantes consecutivas según el estándar de embalaje.
• El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481, garantizando compatibilidad con equipos automatizados estándar.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El método de accionamiento más común es una fuente de corriente constante o una simple resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje. El valor de la resistencia (R_limit) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Usar el V_Fmáximo del bin (por ejemplo, 3.8V) en este cálculo asegura que la corriente no exceda los 20mA incluso con una parte de V_Fbajo. Para aplicaciones que requieren brillo estable, se recomienda un CI controlador de LED dedicado, especialmente cuando se opera desde una fuente de voltaje variable como una batería.

8.2 Diseño de Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (76mW máx.), un disipador de calor efectivo es importante para mantener el rendimiento y la vida útil, especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. Las pistas de cobre de la PCB actúan como el disipador de calor principal. Aumentar el área de cobre conectada a las pistas del cátodo y ánodo, usar vías térmicas para conectar con capas internas o inferiores de cobre, y asegurar un flujo de aire adecuado ayudará a gestionar la temperatura de la unión.

8.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 25 grados proporciona un haz enfocado. Para una iluminación más amplia, pueden requerirse ópticas secundarias como difusores o guías de luz. La elección del bin para intensidad luminosa y longitud de onda dominante debe basarse en los requisitos de brillo y uniformidad de color de la aplicación final. No se recomienda mezclar bins dentro de un solo producto si la consistencia visual es importante.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED con una fuente de 5V y una resistencia?

R: Sí. Por ejemplo, usando un V_Ftípico de 3.2V a 20mA: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios. Una resistencia estándar de 91 Ohmios sería adecuada. Siempre verifique la corriente usando el V_Freal de su bin específico.

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

R: La Longitud de Onda Pico (λ_P) es el pico literal de la curva de salida espectral. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es un valor calculado que representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que el LED para el ojo humano. λ_des más relevante para la coincidencia de colores.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin de intensidad luminosa (por ejemplo, "Y")?

R: El código de bin define un rango garantizado. Una parte del bin "Y" tendrá una intensidad luminosa entre 2800 mcd y 4500 mcd cuando se mida en condiciones estándar (20mA, Ta=25°C).

P: ¿Es este LED adecuado para uso exterior?

R: La hoja de datos especifica un rango de temperatura de operación de -20°C a +80°C y aplicaciones típicas de interior. Para uso exterior, considere la posible exposición a humedad, radiación UV y temperaturas fuera del rango especificado, lo que puede requerir medidas de protección adicionales o un grado de producto diferente.

10. Introducción Tecnológica y Tendencias

10.1 Tecnología de Semiconductores InGaN

Este LED se basa en material semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). El InGaN permite la producción eficiente de luz en las regiones espectrales azul, verde y blanca (cuando se combina con un fósforo). La eficiencia y el brillo de los LED InGaN han mejorado significativamente en comparación con tecnologías anteriores como el Fosfuro de Galio (GaP), convirtiéndolos en el estándar para LED verdes y azules de alto rendimiento.

10.2 Tendencias de la Industria

La tendencia general en la tecnología de LED SMD continúa hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), una mejor reproducción cromática y tamaños de encapsulado más pequeños que permiten diseños de mayor densidad. También hay un fuerte enfoque en una fiabilidad y longevidad mejoradas bajo varios estrés ambientales. La compatibilidad con procesos de reflujo sin plomo y de alta temperatura, como se ve en este dispositivo, es ahora un requisito fundamental impulsado por regulaciones medioambientales globales (por ejemplo, RoHS).