Hoja de Datos del LED SMD LTST-020KRKT - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 72mW - Rojo AlInGaP - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) en miniatura. Este componente está diseñado para procesos de montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), lo que lo hace ideal para fabricación en grandes volúmenes. Su factor de forma compacto satisface las necesidades de aplicaciones con limitaciones de espacio en una amplia gama de dispositivos electrónicos modernos.

1.1 Ventajas Principales

El LED ofrece varias ventajas clave para ingenieros de diseño y fabricantes. Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), garantizando seguridad medioambiental. El componente se suministra en cinta estándar de la industria de 12 mm en carretes de 7 pulgadas, siendo totalmente compatible con maquinaria automatizada pick-and-place, optimizando la línea de montaje. Además, está diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), estándar para el montaje de PCB sin plomo (Pb-free). Sus características eléctricas son compatibles con niveles lógicos de circuitos integrados (IC), simplificando el diseño del circuito de excitación.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

La versatilidad de este LED SMD lo hace adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos. Las principales áreas de aplicación incluyen dispositivos de telecomunicaciones como teléfonos inalámbricos y móviles, computación portátil como portátiles y tabletas, y sistemas de redes. También es comúnmente utilizado en electrodomésticos para indicación de estado y en diversos equipos industriales. Las funciones específicas dentro de estos dispositivos abarcan indicadores de estado, retroiluminación para paneles frontales y teclados, e iluminación de bajo nivel para símbolos y señales.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos y ópticos es crucial para un diseño de circuito fiable y un rendimiento consistente.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima (IF) es de 30 mA. En condiciones de pulso con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms, se permite una corriente directa de pico de 80 mA. La disipación de potencia total (Pd) no debe exceder los 72 mW. El dispositivo está clasificado para operar dentro de un rango de temperatura de -40°C a +85°C y puede almacenarse en entornos de -40°C a +100°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estas características se miden bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20mA) y definen el rendimiento típico. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico dentro de un rango definido, con valores mínimos y máximos específicos detallados en la sección de clasificación (binning). El ángulo de visión (2θ1/2), donde la intensidad es la mitad del valor en el eje, es de 110 grados, proporcionando un patrón de haz amplio. La luz emitida está en el espectro rojo, con una longitud de onda de emisión pico (λp) de 639 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 631 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 20 nm. La tensión directa (VF) mide típicamente 2.0 voltios, con un máximo de 2.4 voltios a 20mA. La corriente inversa (IR) se limita a un máximo de 10 μA a una tensión inversa (VR) de 5V; nótese que el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan criterios mínimos de rendimiento específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se categoriza en lotes distintos, cada uno definido por un código (R1, R2, S1, S2) y un rango de intensidad mín./máx. medido en milicandelas (mcd) a 20mA. Por ejemplo, el lote R1 cubre intensidades de 112 a 140 mcd, mientras que el lote S2 cubre de 220 a 280 mcd. Se aplica una tolerancia de +/-11% dentro de cada lote. Este sistema permite la adquisición de LEDs con niveles de brillo mínimo garantizados.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables, lo cual es esencial para un diseño robusto.

4.1 Corriente Directa vs. Intensidad Luminosa

La relación entre la corriente directa (IF) y la intensidad luminosa (Iv) es generalmente lineal dentro del rango de operación. Aumentar la corriente incrementa la salida de luz, pero los diseñadores deben mantenerse dentro de los límites absolutos máximos de corriente y disipación de potencia para garantizar la longevidad.

4.2 Tensión Directa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra la característica IV del diodo. La tensión directa aumenta logarítmicamente con la corriente. Comprender esta curva es importante para diseñar la resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para establecer el punto de operación deseado y compensar las variaciones de la tensión de alimentación.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. Típicamente, la tensión directa (VF) disminuye ligeramente al aumentar la temperatura de unión, mientras que la intensidad luminosa (Iv) también disminuye. Los diseños para entornos de alta temperatura ambiente u operación de alta potencia deben tener en cuenta esta degradación.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado SMD estándar de la industria. Las dimensiones clave incluyen una longitud del cuerpo de 2.0 mm, un ancho de 1.25 mm y una altura de 1.1 mm. Todas las tolerancias dimensionales son típicamente ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. Se deben consultar los planos mecánicos detallados para el diseño preciso del patrón de soldadura (land pattern).

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo, a menudo por una muesca, un punto verde o una longitud de terminal diferente. Se proporciona el patrón de soldadura (footprint) recomendado para la PCB para garantizar la formación adecuada de la unión de soldadura durante el reflujo. Este patrón es crucial para lograr una conexión mecánica y eléctrica fiable, evitando puentes de soldadura o el efecto "tombstoning".

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo y montaje adecuados son críticos para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Perfil de Reflujo IR Recomendado

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de temperatura de reflujo específico, conforme a estándares como J-STD-020. Este perfil incluye una etapa de precalentamiento, una rampa de temperatura, un tiempo por encima del líquido (TAL), una temperatura máxima que no exceda los 260°C y una tasa de enfriamiento controlada. Cumplir con este perfil previene el choque térmico y daños al encapsulado del LED.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LEDs SMD son dispositivos sensibles a la humedad (MSD). Cuando se almacenan en su bolsa sellada original con barrera de humedad y desecante, deben mantenerse a ≤30°C y ≤70% de humedad relativa (RH) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, comienza la "vida útil en planta". Los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% RH y se recomienda procesarlos (soldar por reflujo) dentro de las 168 horas (7 días). Si se exponen por más tiempo, se requiere un procedimiento de secado (por ejemplo, 60°C durante 48 horas) para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la 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 agresivos o no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el material del encapsulado.

7. Embalaje y Manipulación

Los componentes se suministran en cinta portadora con relieve y cinta protectora, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las cantidades estándar por carrete son de 4000 piezas. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Deben observarse las precauciones adecuadas contra descargas electrostáticas (ESD) durante la manipulación.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. Para garantizar un brillo consistente y evitar la concentración de corriente, cada LED en una configuración en paralelo debe tener su propia resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es la tensión de alimentación, VF es la tensión directa del LED e IF es la corriente directa deseada. Excitar el LED con una fuente de corriente constante es el método más estable.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, una gestión térmica efectiva en la PCB puede mejorar la longevidad y mantener una salida de luz estable. Asegurar un área de cobre adecuada alrededor de los pads del LED ayuda a disipar el calor. Para aplicaciones que involucren altas temperaturas ambientales o altas corrientes de excitación, las consideraciones térmicas se vuelven más críticas.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 110 grados proporciona un patrón de emisión amplio adecuado para indicadores de estado. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, se pueden emplear ópticas secundarias como lentes o guías de luz. La elección del color de la lente (transparente en este caso) afecta el color percibido y la difusión de la luz emitida.

9. Fiabilidad y Precauciones

Este producto está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en riesgo la seguridad (por ejemplo, aviación, soporte vital médico), son obligatorias una calificación adicional y la consulta con el fabricante del componente. Siempre opere el dispositivo dentro de sus Límites Absolutos Máximos publicados y sus condiciones de operación recomendadas.

10. Comparación Técnica y Tendencias

Este LED rojo basado en AlInGaP ofrece ventajas en eficiencia y estabilidad de color en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. La tendencia en LEDs SMD continúa hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio), tamaños de encapsulado más pequeños y una fiabilidad mejorada bajo condiciones ambientales adversas. La adopción de materiales y procesos sin plomo y compatibles con RoHS es ahora estándar en toda la industria.