Hoja de Datos de LED Naranja AlInGaP SMD - Dimensiones 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 1.8-2.6V - Potencia 130mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un Diodo Emisor de Luz (LED) de montaje superficial (SMD) que utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una salida de luz naranja. Estos LEDs están diseñados en encapsulados miniaturizados específicamente para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), lo que los hace ideales para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen el cumplimiento de las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), la compatibilidad con equipos automáticos de pick-and-place y la idoneidad para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Los dispositivos se empaquetan en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, cumpliendo con los estándares EIA (Electronic Industries Alliance) para una fabricación eficiente. Los mercados objetivo clave abarcan equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, electrodomésticos, sistemas de control industrial y diversas aplicaciones de señalización y pantallas interiores donde se requiere una iluminación indicadora compacta y confiable.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un desglose detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del dispositivo bajo condiciones definidas.

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. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y no deben excederse bajo ninguna circunstancia.

• Disipación de Potencia (Pd):130 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor.
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa en CC (IF):50 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso que exceda este límite puede causar ruptura y dañar la unión del LED. La hoja de datos señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin degradación dentro de estos límites.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED cuando se opera en condiciones normales (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensidad Luminosa (Iv):1260 - 2500 mcd (mililumen). Esta es la intensidad de salida de luz medida a lo largo del eje central. El amplio rango indica que se utiliza un sistema de bineo (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ½):120 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial, definiendo el ancho del haz.
• Longitud de Onda Dominante (λd):600 - 610 nm. Este valor de longitud de onda única define perceptualmente el color naranja de la luz emitida, derivado del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):18 nm (típico). Esto indica la pureza espectral, representando el ancho del espectro emitido a la mitad de su intensidad máxima.
• Voltaje Directo (VF):1.8 - 2.6 V. La caída de voltaje a través del LED cuando conduce 20mA. Se aplica una tolerancia de ±0.1V dentro de los bines.
• Corriente Inversa (IR):10 µA (máx.). La pequeña corriente de fuga cuando se aplica un voltaje inverso de 5V, relevante solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bines

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LEDs se clasifican en bines de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de voltaje, brillo y color.

3.1 Clasificación de Voltaje Directo (Vf)

Los LEDs se categorizan por su caída de voltaje directo a 20mA. Código de Bin D2: 1.8V - 2.0V Código de Bin D3: 2.0V - 2.2V Código de Bin D4: 2.2V - 2.4V Código de Bin D5: 2.4V - 2.6V La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V.

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (Iv)

Los LEDs se clasifican según su intensidad de salida de luz a 20mA. Código de Bin W1: 1260 mcd - 1780 mcd Código de Bin W2: 1780 mcd - 2500 mcd La tolerancia dentro de cada bin es de ±11%.

3.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (Wd)

Los LEDs se agrupan según su punto de color preciso (longitud de onda dominante). Código de Bin P: 600 nm - 605 nm Código de Bin Q: 605 nm - 610 nm La tolerancia dentro de cada bin es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos, sus implicaciones son críticas para el diseño. Los diseñadores deben esperar curvas que representen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de manera no lineal, acercándose a la saturación a corrientes más altas.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, un factor clave para la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en la longitud de onda dominante y la forma definida por el ancho medio espectral.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado SMD estándar. Las notas dimensionales clave incluyen: - Color de la Lente: Transparente. - Color de la Fuente: Naranja AlInGaP. - Todas las dimensiones están en milímetros. - La tolerancia general es de ±0.2mm a menos que se especifique lo contrario. Los diseñadores deben consultar el dibujo mecánico detallado para obtener la longitud, anchura, altura y espaciado de pads exactos.

5.2 Pads de Montaje en PCB Recomendados

Se proporciona una recomendación de patrón de soldadura (huella) para soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor. Adherirse a este diseño de pad recomendado es esencial para lograr una formación adecuada de la junta de soldadura, alineación y estabilidad mecánica durante y después del proceso de ensamblaje.

5.3 Identificación de Polaridad

La hoja de datos incluye marcas o características estructurales (por ejemplo, una muesca, una esquina recortada o una marca de cátodo en el encapsulado) para identificar los terminales de ánodo y cátodo. La orientación correcta de la polaridad es obligatoria para que el dispositivo funcione.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Se proporciona un perfil de reflujo sugerido compatible con J-STD-020B para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen: - Temperatura de Precalentamiento: 150°C - 200°C. - Tiempo de Precalentamiento: Máximo 120 segundos. - Temperatura Máxima del Cuerpo: Máximo 260°C. - Tiempo por Encima del Líquidus: Máximo 10 segundos (con un máximo de dos ciclos de reflujo permitidos). Estos parámetros son objetivos genéricos; se recomienda una caracterización específica para la placa.

6.2 Soldadura Manual (con Cautín)

Si es necesaria la soldadura manual: - Temperatura de la Punta del Cautín: Máximo 300°C. - Tiempo de Soldadura: Máximo 3 segundos por terminal. - Esto debe realizarse solo una vez para evitar estrés térmico.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es vital para prevenir la absorción de humedad, que puede causar "efecto palomita" durante el reflujo. -Paquete Sellado:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 70% HR. Usar dentro de un año. -Paquete Abierto:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. - Para componentes fuera de su empaque original por más de 168 horas, se recomienda un horneado a 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de soldar, usar solo solventes especificados como alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve con una cinta protectora de cubierta, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. - Cantidad: 2000 piezas por carrete estándar. - Cantidad Mínima de Pedido: 500 piezas para cantidades restantes. - El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para indicación de estado, retroiluminación e iluminación decorativa en: - Electrónica de consumo (teléfonos, portátiles, electrodomésticos). - Equipos de redes y comunicaciones. - Paneles de control industrial e instrumentación. - Señalización informativa interior y pantallas.

8.2 Consideraciones de Diseño y Método de Conducción

Crítico:Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo constante y longevidad, debe ser conducido con una corriente constante o con una fuente de voltaje y una resistencia limitadora de corriente en serie. Al conectar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente una resistencia separada para cada LED para evitar la concentración de corriente y el brillo desigual debido a las variaciones naturales en el voltaje directo (Vf) entre dispositivos individuales.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs estándar de GaAsP (Fosfuro de Arsénico de Galio), este LED naranja basado en AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de conducción. El amplio ángulo de visión de 120 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad, a diferencia de los LEDs de haz estrecho utilizados para iluminación focalizada. Su compatibilidad con los procesos estándar de ensamblaje SMD y reflujo lo diferencia de los LEDs de orificio pasante, permitiendo una fabricación automatizada de alto volumen.

10. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 3.3V o 5V?R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia se calcula como R = (Vcc - Vf) / If, donde Vcc es su voltaje de alimentación, Vf es el voltaje directo del LED (use el valor máximo del bin para un diseño seguro) e If es la corriente directa deseada (por ejemplo, 20mA).

P: ¿Por qué hay un rango tan amplio en la Intensidad Luminosa (1260-2500 mcd)?R: Esto refleja la dispersión de la producción. El sistema de bineo (W1, W2) le permite seleccionar componentes con un rango de brillo más ajustado para su aplicación, asegurando la consistencia visual en su producto.

P: ¿Qué sucede si excedo los Límites Absolutos Máximos?R: Exceder estos límites, incluso brevemente, puede causar daño inmediato o latente. La sobrecorriente puede destruir la unión semiconductor. Un voltaje inverso excesivo puede causar ruptura. Operar fuera del rango de temperatura puede provocar fallo prematuro o desviación paramétrica.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseñar un panel indicador de estado con 10 LEDs naranjas uniformemente brillantes. 1. Diseño del Circuito:Use un controlador de corriente constante o, por simplicidad, un riel de voltaje (por ejemplo, 5V) con una resistencia limitadora de corriente dedicada para cada LED. Para el bin D4 (VF máx. 2.4V) a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Use el siguiente valor estándar (por ejemplo, 150 Ohmios) para una corriente ligeramente más segura. 2.Selección de Componentes:Especifique los bines requeridos al realizar el pedido: por ejemplo, LTST-M670VFKT con bines D4 (para voltaje consistente), W2 (para alto brillo) y P (para tono naranja específico). 3.Diseño del PCB:Siga el diseño de pads recomendado en la hoja de datos para una soldadura confiable. 4.Ensamblaje:Siga las pautas del perfil de reflujo IR. Si las placas van a estar en almacenamiento después del ensamblaje, asegúrese de que se cumplan las condiciones de almacenamiento.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un semiconductor. El material AlInGaP forma una unión p-n. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región n y los huecos de la región p se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica del Aluminio, Indio, Galio y Fosfuro determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro naranja (~605 nm). La lente transparente encapsula y protege el chip semiconductor mientras permite que la luz salga.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en LEDs indicadores SMD como este es hacia una eficacia luminosa cada vez mayor (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), permitiendo un menor consumo de energía para el mismo brillo. También existe una búsqueda continua de miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico. Además, los avances en materiales y procesos de encapsulado apuntan a mejorar la confiabilidad, el rendimiento térmico y la compatibilidad con perfiles de soldadura sin plomo y de alta temperatura. La estandarización de huellas y características eléctricas entre fabricantes simplifica el diseño y el abastecimiento para los ingenieros.