Hoja de Datos del LED SMD LTST-010VEKT - Rojo AlInGaP - 30mA - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-010VEKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir luz roja. Su tamaño miniatura lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado en diversos sectores de equipos electrónicos.

1.1 Ventajas Principales

• Huella Miniatura:El encapsulado compacto estándar EIA permite diseños de PCB de alta densidad.
• Compatibilidad con Automatización:Empaquetado en cinta de 12mm en carretes de 7 pulgadas, es totalmente compatible con líneas de ensamblaje automatizadas pick-and-place y tecnología de montaje superficial (SMT).
• Robusta Compatibilidad de Proceso:Diseñado para soportar los perfiles estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) utilizados en procesos de fabricación sin plomo (Pb-free).
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Fiabilidad:Los componentes están preacondicionados al Nivel de Sensibilidad a la Humedad JEDEC 3, garantizando fiabilidad durante el proceso de soldadura.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED está destinado a una amplia gama de electrónica de consumo, industrial y de comunicaciones donde se requiere una indicación de estado fiable o una iluminación de bajo nivel.

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems y conmutadores de red.
• Automatización de Oficina:Indicadores de panel en impresoras, escáneres y fotocopiadoras.
• Electrodomésticos:Indicadores de encendido/espera en televisores, sistemas de audio y electrodomésticos.
• Paneles de Control Industrial:Indicación de señal y fallo.
• Iluminación Trasera de Paneles Frontales:Iluminación para botones y símbolos.
• Letreros Interiores y Luminarias de Símbolos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corriente Directa en CC (IF):30 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar.
• Corriente Directa de Pico:80 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para lograr brevemente una salida de luz más alta.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C e IF=20mA, a menos que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 560 mcd (mín) hasta 1120 mcd (máx), con un valor típico dentro de este rango. Medido usando un sensor filtrado según la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Ángulo de Visión (2θ½):115 grados (típico). Este amplio ángulo de visión indica que la intensidad de la luz es la mitad de su valor pico a ±57.5 grados del eje central, siendo adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λp):639 nm (típico). La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Entre 617 nm y 633 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el color "rojo". La tolerancia dentro de su bin es de ± 1nm.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm (típico). El ancho de banda espectral donde la emisión es al menos la mitad de la intensidad pico, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (VF):Entre 1.6 V (mín) y 2.5 V (máx) a 20mA. La caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (IR):10 µA (máx) cuando se aplica un voltaje inverso de 5V. Este parámetro es principalmente para pruebas de calidad; el dispositivo no está diseñado para operación inversa.

3. Sistema de Clasificación por Bins

Los LEDs se clasifican en bins de rendimiento para garantizar consistencia en la aplicación. Los diseñadores pueden seleccionar bins para cumplir requisitos específicos de diseño en brillo, voltaje o color.

3.1 Rango de Intensidad Luminosa (Iv)

La clasificación en bins asegura un nivel mínimo de brillo. La tolerancia dentro de cada bin es de ±11%.

• U2:560 mcd (Mín) a 710 mcd (Máx)
• V1:710 mcd (Mín) a 900 mcd (Máx)
• V2:900 mcd (Mín) a 1120 mcd (Máx)

3.2 Rango de Voltaje Directo (VF)

La clasificación en bins ayuda a diseñar circuitos de excitación de corriente consistentes. La tolerancia dentro de cada bin es de ± 0.1V.

• G1:1.60 V (Mín) a 1.90 V (Máx)
• G2:1.90 V (Mín) a 2.20 V (Máx)
• G3:2.20 V (Mín) a 2.50 V (Máx)

3.3 Rango de Longitud de Onda Dominante (WD)

Crítico para aplicaciones donde el color es fundamental. La tolerancia dentro de cada bin es de ± 1nm.

• R1:617.0 nm (Mín) a 621.0 nm (Máx)
• R2:621.0 nm (Mín) a 625.0 nm (Máx)
• R3:625.0 nm (Mín) a 629.0 nm (Máx)
• R4:629.0 nm (Mín) a 633.0 nm (Máx)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hacen referencias a gráficos específicos, las curvas típicas para este tipo de LED proporcionan información crucial para el diseño.

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

La curva I-V es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje más allá del umbral de encendido provoca un gran aumento en la corriente. Esto subraya la importancia de excitar los LEDs con una fuente de corriente constante, no de voltaje constante, para prevenir la fuga térmica y garantizar una salida de luz estable.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango nominal. Operar por encima de la corriente continua máxima absoluta puede llevar a una depreciación acelerada de los lúmenes y reducir la vida útil.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Para los LEDs AlInGaP, la salida de luz puede caer significativamente a altas temperaturas. Una gestión térmica efectiva en la PCB es esencial para mantener el rendimiento en entornos de alta temperatura.

4.4 Distribución Espectral

El espectro de emisión está centrado alrededor de 639 nm (pico) con un ancho medio típico de 20 nm, definiendo su color rojo saturado. El bin de longitud de onda dominante determina el tono preciso.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado estándar de montaje superficial. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros.
• La tolerancia estándar es de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario.
• El color de la lente es transparente, mientras que el color de la fuente de luz es rojo AlInGaP.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño Recomendado de Pads en PCB

La hoja de datos incluye un patrón de soldadura recomendado para soldadura por reflujo infrarrojo o por fase de vapor. Seguir este patrón asegura una formación y alineación adecuada de la soldadura. El cátodo está típicamente marcado en el dispositivo o indicado en el diagrama de huella. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

Se proporciona un perfil de reflujo sin plomo sugerido, conforme a J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:Debe controlarse según las especificaciones de la pasta de soldar.
• Tiempo Total de Soldadura:Máximo 10 segundos a temperatura pico, recomendándose un máximo de dos ciclos de reflujo.

Nota:El perfil óptimo depende del ensamblaje específico de la PCB. El perfil proporcionado es una guía que debe caracterizarse para la configuración de producción real.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad.
• Frecuencia:Una sola vez. Evitar calentamientos repetidos.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, usar solo los disolventes especificados para evitar dañar el encapsulado plástico. La inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. No usar limpieza ultrasónica a menos que se verifique la compatibilidad.

7. Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

7.1 Sensibilidad a la Humedad

El dispositivo está clasificado en Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 70% HR. Usar dentro de un año desde la fecha de empaquetado.
• Paquete Abierto:Si se abre la bolsa barrera de humedad, los componentes deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% HR.
• Vida Útil en Planta:Los componentes expuestos a condiciones ambientales de fábrica deben soldarse dentro de las 168 horas (7 días).
• Almacenamiento Extendido/Secado:Si se exponen por más de 168 horas, se requiere un secado a 60°C durante al menos 48 horas antes del reflujo para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita" durante la soldadura.

7.2 Límites de Aplicación

Este componente está diseñado para equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está calificado para aplicaciones críticas para la seguridad donde una falla podría poner en riesgo la vida o la salud (p. ej., aviación, soporte vital médico, control de transporte) sin consulta previa y calificación específica.

8. Información de Empaquetado y Pedido

8.1 Empaquetado Estándar

• Cinta:Cinta portadora gofrada de 12mm de ancho.
• Carrete:Carrete de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándar de Empaquetado:Cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

9.1 Método de Excitación

Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. El método más fiable es usar una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de voltaje.

Cálculo de la Resistencia en Serie (R_s):
R_s= (V_fuente- V_F) / I_F
Donde V_Fes el voltaje directo del LED (usar el valor máximo de la hoja de datos para el peor caso de diseño), I_Fes la corriente directa deseada (p. ej., 20mA), y V_fuentees el voltaje de la fuente.

Ejemplo:Para una fuente de 5V, V_F(máx)=2.5V, I_F=20mA.
R_s= (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ω. Una resistencia estándar de 120 Ω o 150 Ω sería adecuada.

9.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75mW), mantener una baja temperatura de unión es clave para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegúrese de que la PCB tenga un alivio térmico adecuado, especialmente si se usan múltiples LEDs o si la temperatura ambiente es alta. Evite colocar componentes generadores de calor cerca.

9.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 115 grados proporciona una amplia visibilidad. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, se pueden usar ópticas secundarias (lentes). La lente transparente es óptima para aplicaciones donde se desea el color verdadero del chip AlInGaP sin difusión.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Puedo excitar este LED directamente desde un pin GPIO de un microcontrolador?

Depende de la capacidad de suministro de corriente del pin GPIO. La mayoría de los pines de MCU pueden suministrar 20-25mA, lo cual está dentro del rango de operación del LED. Sin embargo, sedebeusar una resistencia limitadora de corriente en serie como se describe en la sección 9.1. Nunca conecte un LED directamente entre una fuente de voltaje y un pin GPIO, ya que esto puede destruir tanto el LED como el pin del microcontrolador debido a una corriente excesiva.

10.2 ¿Por qué hay una clasificación de corriente de pico (80mA) mayor que la de corriente continua (30mA)?

La clasificación de corriente de pico permite la operación pulsada, como en pantallas multiplexadas o para destellos breves de alto brillo. El ciclo de trabajo (1/10) y el corto ancho de pulso (0.1ms) aseguran que la potencia promedio y la temperatura de la unión no excedan los límites seguros. Para operación continua, se debe respetar el límite de 30mA en CC.

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

Longitud de Onda Pico (λp)es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica.Longitud de Onda Dominante (λd)es un valor calculado basado en la percepción del color humano (diagrama de cromaticidad CIE); es la longitud de onda de la luz monocromática que parecería tener el mismo color que el LED. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

10.4 ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

• Elija unbin de Iv (U2, V1, V2)basado en el brillo mínimo requerido.
• Elija unbin de VF (G1, G2, G3)si su diseño es sensible a variaciones en la caída de voltaje, especialmente al excitar múltiples LEDs en serie.
• Elija unbin de WD (R1-R4)para aplicaciones críticas en color donde es necesario un tono consistente entre múltiples unidades o con otros componentes.