Hoja de Datos del LED SMD LTST-B680VEKT - AlInGaP Rojo - 20mA - 710-1400mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este LED es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros:

1.1 Características

• Cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Embalado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para equipos de colocación automática.
• Encapsulado estándar según el perfil EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Entrada compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (CI).
• Diseñado para ser compatible con perfiles de soldadura por reflujo infrarrojo.
• Preacondicionado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC.

1.2 Aplicaciones

This LED is suitable for a broad range of electronic equipment, including but not limited to:

• Dispositivos de telecomunicaciones (ej., teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles).
• Equipos de automatización de oficinas (ej., ordenadores portátiles, sistemas de red).
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control industrial e instrumentación.
• Aplicaciones de señalización interior y pantallas.

2. Dimensiones del Encapsulado y Datos Mecánicos

El LED presenta un encapsulado SMD estándar. La lente es transparente. Las dimensiones críticas incluyen longitud, anchura y altura, con una tolerancia general de ±0.2 mm a menos que se especifique lo contrario en el plano dimensional detallado. La polaridad se indica mediante una marca de cátodo en el encapsulado. Se proporciona el diseño recomendado de las almohadillas de soldadura en el PCB para soldadura por reflujo infrarrojo o en fase de vapor, a fin de garantizar una correcta formación de la unión soldada y una gestión térmica adecuada.

3. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

3.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):130 mW a Ta=25°C.
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):100 mA (pulsada a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):50 mA DC.
• Tensión Inversa (V_R):5 V.Nota: El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; este límite es principalmente para condiciones de prueba.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +100°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.

3.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20 mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 710 mcd hasta un máximo de 1400 mcd. Medida con un sensor filtrado para aproximar la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120 grados (típico). Es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor medido en el eje central.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Entre 617.0 nm y 630.0 nm, definiendo el color rojo percibido. Tolerancia de ±1 nm.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm (típico), indicando la pureza espectral de la luz emitida.
• Tensión Directa (V_F):Entre 1.8 V y 2.6 V a 20 mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica una tensión inversa de 5 V.

4. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia en la aplicación, los LED se clasifican (bins) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de tensión o brillo para su circuito.

4.1 Clasificación por Tensión Directa (V_F)

Clasificado a I_F= 20 mA. Cada bin tiene una tolerancia de ±0.1V.

• Bin D2: V_F= 1.8V a 2.0V
• Bin D3: V_F= 2.0V a 2.2V
• Bin D4: V_F= 2.2V a 2.4V
• Bin D5: V_F= 2.4V a 2.6V

4.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificado a I_F= 20 mA. Cada bin tiene una tolerancia de ±11%.

• Bin V1: I_V= 710 mcd a 900 mcd
• Bin V2: I_V= 900 mcd a 1120 mcd
• Bin W1: I_V= 1120 mcd a 1400 mcd

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas ilustran la relación entre varios parámetros. Son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones de operación.

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Muestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es crítico para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral:Una gráfica de potencia radiante relativa frente a longitud de onda, centrada alrededor de la longitud de onda dominante con un ancho medio característico.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo Recomendado

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), siga un perfil conforme a J-STD-020. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:Según especificaciones de la pasta de soldar, pero típicamente máximo 10 segundos.
• Número máximo de ciclos de reflujo: Two.

Nota: El perfil real debe caracterizarse para el diseño específico de PCB, componentes y pasta de soldar utilizados.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por terminal.
• Número máximo de intentos de soldadura:Una sola vez.

6.3 Limpieza

Utilice únicamente disolventes de limpieza aprobados. La inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable si se requiere limpieza. Evite líquidos químicos no especificados.

7. Almacenamiento y Manipulación

7.1 Sensibilidad a la Humedad

Este dispositivo tiene una clasificación MSL 3. Cuando la bolsa original a prueba de humedad está sellada con desecante:

• Almacene a ≤30°C y ≤70% HR.
• La vida útil es de un año a partir de la fecha de sellado de la bolsa.

Una vez abierta la bolsa original:

• Almacene a ≤30°C y ≤60% HR.
• Se recomienda completar la soldadura por reflujo infrarrojo en un plazo de 168 horas (7 días).
• Para almacenamiento más allá de 168 horas, almacene en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Los dispositivos expuestos más de 168 horas deben secarse en horno a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar, para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

7.2 Descarga Electroestática (ESD)

Aunque en esta hoja de datos no se clasifica explícitamente como dispositivo sensible a ESD, es una práctica estándar de la industria manipular todos los componentes semiconductores, incluidos los LED, con las precauciones ESD apropiadas (ej., estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas) para prevenir daños por electricidad estática o sobretensiones.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y evitar la concentración de corriente, especialmente al conectar múltiples LED en paralelo, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED. No se recomienda alimentar los LED directamente desde una fuente de tensión sin regulación de corriente, ya que pequeñas variaciones en la tensión directa (V_F) pueden provocar grandes diferencias en la corriente y, en consecuencia, en el brillo entre dispositivos.

8.2 Gestión Térmica

La disipación de potencia máxima es de 130 mW. Operar en o cerca de la corriente directa continua máxima (50 mA) generará calor. Un diseño adecuado del PCB, incluyendo un área de cobre suficiente en las almohadillas de soldadura para actuar como disipador de calor, es importante para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, asegurando fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 120 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia o visibilidad desde ángulos amplios. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (ej., lentes).

9. Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es cinta portadora de 8mm de ancho en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 2000 piezas. Los alvéolos de la cinta se sellan con una cinta de cubierta superior. El embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. Puede aplicarse una cantidad mínima de pedido de 500 piezas para cantidades restantes.

10. Comparativa Técnica y Guía de Selección

Al seleccionar este LED, los diferenciadores clave incluyen su tecnología AlInGaP, que típicamente ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica para colores rojo/naranja/ámbar en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. La combinación de una intensidad luminosa relativamente alta (hasta 1400 mcd) con un amplio ángulo de visión es notable. Los diseñadores deben comparar la clasificación por V_Fy la clasificación por I_Vcon el margen de tensión de su circuito y la consistencia de brillo requerida. La compatibilidad con los procesos estándar de montaje SMD (soldadura por reflujo, cinta y carrete) es una ventaja significativa para la producción automatizada.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

11.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

Respuesta:Se desaconseja firmemente. La tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo y puede variar entre unidades. Alimentar directamente desde una fuente de tensión puede provocar una fuga térmica, donde el aumento de corriente genera más calor, lo que reduce V_F, permitiendo que fluya aún más corriente, pudiendo destruir el LED. Utilice siempre una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

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

Respuesta:La longitud de onda dominante (λ_d) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única de una luz monocromática que parecería tener el mismo color que la salida del LED para el ojo humano. La longitud de onda de pico es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. Para los LED, la longitud de onda dominante es el parámetro más relevante para la especificación del color.

11.3 ¿Por qué son tan estrictas las condiciones de almacenamiento tras abrir la bolsa?

Respuesta:Los encapsulados SMD pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede deslaminar el encapsulado o agrietar el chip ("efecto palomita"). La vida útil de 168 horas y los requisitos de secado en horno son métodos estandarizados (JEDEC MSL) para gestionar este riesgo.

12. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel indicador de estado con 5 LED rojos en paralelo, alimentados por una fuente de 5V DC. La corriente directa objetivo por LED es de 20 mA.

1. Cálculo de la Resistencia en Serie:Usando V_Ftípica = 2.2V (Bin D3). R = (V_fuente- V_F) / I_F= (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ω. El valor estándar más cercano de 150 Ω daría como resultado I_F≈ 18.7 mA.
2. Potencia Nominal de la Resistencia:P = I²* R = (0.0187)²* 150 ≈ 0.052 W. Una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) o 1/10W es suficiente.
3. Distribución del Circuito:Coloque una resistencia de 150 Ω en serie con cada uno de los 5 LED. No comparta una sola resistencia entre múltiples LED en paralelo, ya que las variaciones de V_Fcausarían brillo desigual.
4. Diseño Térmico del PCB:Asegúrese de que las almohadillas de los LED tengan suficiente área de cobre conectada para disipar calor, especialmente si la temperatura ambiente es alta o si la carcasa restringe el flujo de aire.

13. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en una unión p-n semiconductor fabricada con materiales de AlInGaP. Cuando se aplica una tensión de polarización directa que supera la barrera de potencial de la unión, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, se libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda dominante de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo (617-630 nm). La lente epoxi transparente encapsula el chip semiconductor, proporciona protección mecánica y da forma al patrón de salida de luz.

14. Tendencias Tecnológicas

Los LED SMD continúan evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color mediante clasificaciones más estrictas y una mayor fiabilidad. Existe una tendencia hacia la miniaturización manteniendo o aumentando la salida de luz. Además, los avances en materiales de encapsulado buscan mejorar el rendimiento térmico, permitiendo corrientes de conducción y densidades de potencia más altas. La adopción generalizada de la tecnología AlInGaP para colores rojo, naranja y ámbar ha superado en gran medida a materiales más antiguos y menos eficientes, ofreciendo un mejor rendimiento con la temperatura y una vida operativa más larga. La integración de LED con circuitos de control incorporados (ej., controladores de corriente constante, LED RGB direccionables) es otra tendencia significativa, simplificando el diseño del sistema para el usuario final.