Hoja de Datos del LED SMD LTST-C950RTGKT - Lente Transparente - InGaN Verde - 20mA - 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente está diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y es adecuado para aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El LED presenta una lente de tipo domo y utiliza un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) de ultrabrillo para producir luz verde.

1.1 Características

• Cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).
• Diseño de lente domo para una distribución de luz optimizada.
• Tecnología de chip InGaN de ultrabrillo.
• Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para equipos de colocación automática pick-and-place.
• Dimensiones del encapsulado estandarizadas y compatibles con los estándares de la Alianza de Industrias Electrónicas (EIA).
• Entrada compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con maquinaria de colocación automática.
• Adecuado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a su uso en una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros:

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

2. Dimensiones y Configuración del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado SMD estándar. Las dimensiones mecánicas críticas se proporcionan en planos de ingeniería, con todas las medidas especificadas en milímetros. La tolerancia estándar para las dimensiones es de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario. El modelo específico documentado aquí, LTST-C950RTGKT, presenta una lente transparente y un chip InGaN que emite luz verde.

3. Especificaciones y Características

Todos los parámetros eléctricos y ópticos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

3.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA (con ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA DC
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflujo IR Recomendado para Proceso sin Plomo

Se proporciona un perfil de temperatura sugerido para el reflujo de soldadura sin plomo. Este perfil es una guía; el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y las características del horno. El perfil debe adherirse a los estándares JEDEC, típicamente involucrando una etapa de precalentamiento, un aumento controlado a una temperatura máxima que no exceda los 260°C y una fase de enfriamiento controlado.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde 1120 mcd (mínimo) hasta 7100 mcd (máximo), con un valor típico que depende del lote específico. Medido a I_F= 20mA utilizando un sensor filtrado según la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):25 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor medido en el eje central.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):530 nm. La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 520.0 nm a 535.0 nm a I_F= 20mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):35 nm. El ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima, indicando la pureza del color.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 2.8 V a 3.8 V a I_F= 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a una tensión inversa (V_R) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa.

3.3.1 Notas y Precauciones de Medición

• La medición de la intensidad luminosa sigue los estándares CIE.
• El dispositivo es sensible a las Descargas Electroestáticas (ESD). Son obligatorias las precauciones adecuadas contra ESD, como el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra y estaciones de trabajo antiestáticas, durante su manipulación.
• La aplicación de tensión inversa es solo para fines de prueba; el LED no está destinado a operar en polarización inversa en los circuitos de aplicación.

4. Sistema de Clasificación por Lotes (Binning)

Para garantizar la consistencia en el color y el brillo en aplicaciones de producción, los LED se clasifican en lotes según parámetros clave.

4.1 Clasificación por Tensión Directa (V_F)

Clasificación a I_F= 20mA. La tolerancia para cada lote es de ±0.1V.
Códigos de Lote: D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V), D10 (3.40-3.60V), D11 (3.60-3.80V).

4.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificación a I_F= 20mA. La tolerancia para cada lote es de ±15%.
Códigos de Lote: W (1120-1800 mcd), X (1800-2800 mcd), Y (2800-4500 mcd), Z (4500-7100 mcd).

4.3 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

Clasificación a I_F= 20mA. La tolerancia para cada lote es de ±1 nm.
Códigos de Lote: AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm).

5. Curvas de Rendimiento Típicas

Normalmente se proporcionan datos gráficos que representan el comportamiento del dispositivo en diversas condiciones. Esto incluye, entre otros:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación no lineal, destacando la importancia de la regulación de corriente sobre la alimentación por tensión.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la curva característica I-V del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, un factor crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta densidad.
• Distribución Espectral de Potencia:Un gráfico que muestra la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda, centrada alrededor de la longitud de onda pico de 530 nm con un ancho medio característico.

6. Guía del Usuario para Ensamblaje y Manipulación

6.1 Limpieza

Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED. Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, utilice alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente. El tiempo de inmersión debe ser inferior a un minuto.

6.2 Diseño Recomendado de Pads en la PCB

Se proporciona un patrón de soldadura sugerido para la PCB para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. Esto incluye las dimensiones de los pads, el espaciado y las definiciones de la máscara de soldadura para lograr un filete de soldadura confiable.

6.3 Especificaciones de Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. El ancho de la cinta es de 8mm. Las especificaciones clave incluyen:

• Paso y dimensiones de los alvéolos para alojar el componente.
• Especificaciones de la cinta de cubierta para el sellado.
• Diámetro del núcleo y de las bridas del carrete, y dirección de enrollado.

6.4 Detalles del Empaquetado en Carrete

• El carrete estándar contiene 2000 unidades.
• La cantidad mínima de pedido para carretes no completos es de 500 unidades.
• Se permite un máximo de dos alvéolos vacíos consecutivos por carrete.
• El empaquetado cumple con los estándares ANSI/EIA-481.

7. Notas de Aplicación y Precauciones

7.1 Uso Previsto y Fiabilidad

Este LED está diseñado para equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está clasificado para aplicaciones críticas para la seguridad donde un fallo podría suponer un riesgo directo para la vida o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, control de transporte). Para dichas aplicaciones, es esencial consultar con el fabricante para grados de alta fiabilidad.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año cuando la bolsa barrera de humedad con desecante está intacta.
Paquete Abierto:Para los componentes extraídos de su bolsa sellada, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana (Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3, MSL 3). Para un almacenamiento superior a una semana, se deben secar a 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje, o almacenar en un entorno seco y sellado (por ejemplo, con desecante o nitrógeno).

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Soldadura por Reflujo (Recomendada):
- Precalentamiento: 150-200°C.
- Tiempo de Precalentamiento: Máximo 120 segundos.
- Temperatura Máxima: Máximo 260°C.
- Tiempo en la Máxima: Máximo 10 segundos. El proceso de reflujo no debe realizarse más de dos veces.
Soldadura Manual (Si es necesaria):
- Temperatura del Cautín: Máximo 300°C.
- Tiempo de Soldadura: Máximo 3 segundos por terminal. Esto debe realizarse solo una vez.
Nota:El perfil de reflujo óptimo es específico de cada placa. Los valores proporcionados son límites; se recomienda caracterizar el perfil para el ensamblaje específico de la PCB.

8. Análisis Técnico Profundo y Consideraciones de Diseño

8.1 Principios Fotométricos y Colorimétricos

El rendimiento se define utilizando unidades fotométricas (intensidad luminosa en milicandelas) que tienen en cuenta la sensibilidad del ojo humano, a diferencia de las unidades radiométricas (vatios). La longitud de onda dominante es el parámetro clave para la especificación del color en aplicaciones donde la percepción humana es importante, mientras que la longitud de onda pico es más relevante para la coincidencia con sensores ópticos. El estrecho ancho medio espectral de 35 nm es característico de los LED verdes basados en InGaN, ofreciendo una buena saturación de color.

8.2 Consideraciones de Alimentación Eléctrica

Los LED son dispositivos controlados por corriente. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo y varía de una unidad a otra (como se indica en la clasificación V_F). Por lo tanto, no se recomienda alimentarlos con una fuente de tensión constante, ya que puede provocar una fuga térmica o un brillo inconsistente. Es esencial un controlador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de tensión. La corriente continua máxima de 20mA define el punto de operación estándar, mientras que la especificación de corriente pulsada de 100mA permite una sobreexcitación breve en aplicaciones multiplexadas.

8.3 Gestión Térmica

Con una disipación de potencia máxima de 76mW, un disipador de calor efectivo a través de la PCB es crucial, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambiente o a la corriente máxima. La disminución de la intensidad luminosa con el aumento de la temperatura de unión debe tenerse en cuenta en el diseño óptico para garantizar un brillo constante en todo el rango de operación. El diseño de los pads en la PCB sirve como la principal vía térmica.

8.4 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 25 grados (ancho total a media potencia) indica un haz relativamente enfocado desde la lente domo. Esto lo hace adecuado para aplicaciones de indicadores donde se necesita luz dirigida. Para retroiluminación o iluminación de área, normalmente se requieren ópticas secundarias (guias de luz, difusores) para distribuir la luz de manera uniforme.

8.5 Comparación con Tecnologías Alternativas

Los LED verdes basados en InGaN, como este, ofrecen una mayor eficiencia y brillo en comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP). La lente transparente proporciona el color real del chip, que es un verde saturado, a diferencia de las lentes difusas que pueden dispersar la luz y alterar ligeramente el color percibido. El encapsulado SMD ofrece ventajas significativas en velocidad de ensamblaje, precisión de colocación y ahorro de espacio en la placa en comparación con los LED de orificio pasante.

8.6 Orientación para Aplicaciones Específicas

Indicadores de Estado:Una simple resistencia en serie calculada para ~10-15mA a la tensión del sistema es suficiente. Considere el ángulo de visión para la colocación en el panel.
Retroiluminación:A menudo se utilizan múltiples LED. La consistencia en la intensidad luminosa (lote I_V) y la longitud de onda dominante (lote de Tono) es crítica para evitar puntos calientes visibles o variaciones de color en la pantalla. Se recomienda una matriz de controladores de corriente constante.
Señalización de Alta Velocidad:Se puede utilizar la capacidad de conmutación rápida de los LED. La especificación de corriente pulsada permite pulsos breves de alta corriente para lograr un brillo máximo más alto en aplicaciones multiplexadas o con atenuación PWM.

8.7 Solución de Problemas Comunes

Brillo Inconsistente:Probablemente causado por alimentar LED en paralelo desde una fuente de tensión sin limitación de corriente individual. Utilice una fuente de corriente constante o resistencias individuales.
Cambio de Color con el Tiempo/Temperatura:La longitud de onda dominante puede cambiar ligeramente con la temperatura y la corriente. Asegure un diseño térmico adecuado y una alimentación de corriente estable.
Daño por ESD:La falta de encendido o el funcionamiento intermitente pueden deberse a ESD. Siempre siga los protocolos ESD durante la manipulación y el ensamblaje.
Soldaduras Deficientes:Puede deberse a un diseño incorrecto de los pads, exceso de pasta de soldar o desviación del perfil de reflujo recomendado. Consulte el patrón de soldadura y las pautas de soldadura.

9. Contexto Industrial y Tendencias

Los LED SMD representan la tecnología de encapsulado dominante para la optoelectrónica moderna debido a su compatibilidad con líneas de ensamblaje de PCB automatizadas de alto volumen. El cambio a materiales InGaN para LED verdes y azules ha permitido mayores eficiencias y salidas más brillantes. Las tendencias continúan hacia la miniaturización (tamaños de encapsulado más pequeños), mayor densidad de potencia (mayor flujo luminoso desde áreas más pequeñas) y una mejor consistencia de color mediante clasificaciones más estrictas. Además, la integración con controladores y circuitos de control en encapsulados más avanzados es un desarrollo en curso. El énfasis en la compatibilidad con RoHS y la soldadura sin plomo, como se ve en esta hoja de datos, refleja regulaciones ambientales más amplias en la industria electrónica.