Hoja de Datos del LED SMD LTST-C171KDKT - Rojo AllnGaP - 20mA - 50mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), este componente es adecuado para aplicaciones con limitaciones de espacio en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Características Principales

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Utiliza un chip semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AllnGaP) ultrabrillante para la emisión de luz roja.
• Suministrado en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para maquinaria de pick-and-place automatizada.
• Encapsulado en un factor de forma estándar EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatible eléctricamente con los niveles de excitación de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con equipos de colocación automática.
• Resiste los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED está destinado a ser utilizado como indicador de estado, retroiluminación o fuente de señal en diversos sectores:

• Equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos inalámbricos/celulares).
• Dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, ordenadores portátiles, sistemas de red).
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control e instrumentación industrial.
• Retroiluminación de teclados o teclados numéricos.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas y luminarias simbólicas.

2. Dimensiones y Configuración del Encapsulado

El dispositivo presenta una lente transparente que encapsula una fuente de luz roja AllnGaP. Todas las especificaciones dimensionales se proporcionan en milímetros (mm). A menos que se indique explícitamente lo contrario, la tolerancia estándar para todas las dimensiones lineales es de ±0,1 mm. El datasheet incluye planos mecánicos detallados que definen el contorno del encapsulado, la configuración de los terminales y la huella recomendada en el PCB para garantizar un diseño de placa y una soldadura correctos.

3. Especificaciones y Características

Todas las especificaciones están definidas a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario. Exceder las Especificaciones Máximas Absolutas puede causar daños permanentes en el dispositivo.

3.1 Especificaciones Máximas Absolutas

• Disipación de Potencia (Pd):50 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):40 mA (con ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0,1 ms)
• Corriente Directa Continua en CC (I_F):20 mA
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3.2 Características Eléctricas y Ópticas

La siguiente tabla detalla los parámetros de rendimiento típicos cuando el dispositivo opera a su corriente directa nominal de 20 mA.

• Intensidad Luminosa (I_V):4,5 - 45,0 mcd (milicandelas). Medida utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):650 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):630 - 645 nm. Representa el punto de color percibido en el diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm (típico). La banda de longitud de onda a la mitad de la intensidad espectral máxima.
• Voltaje Directo (V_F):1,6 - 2,4 V a I_F=20 mA.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R=5 V.

3.3 Precaución sobre Descarga Electroestática (ESD)

Este dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas y a las sobretensiones eléctricas. Deben seguirse los procedimientos adecuados de control ESD durante el manejo y el ensamblaje. Esto incluye el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guanti antiestáticos y asegurarse de que todo el equipo y las superficies de trabajo estén correctamente conectados a tierra para prevenir daños latentes o catastróficos.

4. Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los dispositivos se clasifican en bins según la intensidad luminosa medida. El código del bin está marcado para su trazabilidad.

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Para la variante de color rojo, los bins se definen de la siguiente manera (medidos a I_F=20 mA):

• Bin J:4,5 - 7,1 mcd
• Bin K:7,1 - 11,2 mcd
• Bin L:11,2 - 18,0 mcd
• Bin M:18,0 - 28,0 mcd
• Bin N:28,0 - 45,0 mcd

Se aplica una tolerancia de ±15% a los límites de cada bin de intensidad.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye representaciones gráficas de las características clave, que son esenciales para el diseño del circuito y la predicción del rendimiento.

5.1 Curva Corriente vs. Voltaje (I-V)

Esta curva ilustra la relación entre el voltaje directo (V_F) y la corriente directa (I_F). Muestra el voltaje de encendido típico y la resistencia dinámica del LED, lo cual es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.

5.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra cómo la salida de luz escala con la corriente de excitación. Normalmente demuestra una relación casi lineal dentro del rango de operación recomendado, ayudando en el control del brillo mediante la modulación de corriente.

5.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva representa la reducción térmica de la salida de luz. La intensidad luminosa generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión, lo cual es un factor crítico para aplicaciones que operan en entornos de temperatura elevada o a altas corrientes de excitación.

5.4 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral de potencia muestra la intensidad de la luz emitida en función de la longitud de onda. Confirma la longitud de onda de pico (λ_P) y el ancho medio espectral (Δλ), definiendo la pureza del color de la emisión roja.

6. Guías de Ensamblaje y Manejo

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.2 Diseño Recomendado de Pads en el PCB

Se proporciona un dibujo detallado de la geometría sugerida para las almohadillas de soldadura para garantizar la formación de una unión de soldadura fiable, una alineación correcta y una resistencia mecánica suficiente. Adherirse a esta huella es vital para una soldadura por reflujo exitosa.

6.3 Especificaciones del Embalaje en Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora con relieve y una cinta protectora de cubierta. Los detalles clave del embalaje incluyen:

• Ancho de la cinta portadora: 8 mm.
• Diámetro del carrete: 7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por carrete: 3000 unidades.
• Cantidad mínima de pedido para restos: 500 unidades.
• El embalaje cumple con los estándares ANSI/EIA-481.

7. Notas de Aplicación y Precauciones

7.1 Uso Previsto

Este componente está diseñado para equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está clasificado para aplicaciones críticas para la seguridad donde un fallo podría poner directamente en peligro la vida o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, control de transporte). Para tales aplicaciones, se requiere consultar con el fabricante.

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 retirados de su bolsa sellada, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C / 60% HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) posteriores a la exposición, correspondiente al Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 2a. Para exposiciones más largas, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para prevenir el efecto "popcorn" durante el reflujo.

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Soldadura por Reflujo (Proceso Libre de Plomo):

• Temperatura de Precalentamiento: 150-200°C
• Tiempo de Precalentamiento: Máximo 120 segundos
• Temperatura Máxima del Cuerpo: Máximo 260°C
• Tiempo por Encima de 260°C: Máximo 10 segundos en total (máx. 2 ciclos de reflujo)

Soldadura Manual (Soldador):

• Temperatura de la Punta: Máximo 300°C
• Tiempo de Contacto: Máximo 3 segundos (una sola vez)

Nota: El perfil de reflujo óptimo depende del diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno. Las condiciones proporcionadas son pautas basadas en estándares JEDEC y verificación a nivel de componente.

7.4 Diseño del Circuito de Excitación

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al excitar múltiples LED en paralelo, se debe colocar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED. Esto compensa la variación natural en el voltaje directo (V_F) de un dispositivo a otro, evitando la concentración de corriente y una iluminación desigual. No se recomienda excitar los LED directamente desde una fuente de voltaje sin resistencia en serie, ya que probablemente conducirá a un fallo prematuro.

8. Análisis Técnico Profundo y Consideraciones de Diseño

8.1 Tecnología AllnGaP

El Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AllnGaP) es un sistema de material semiconductor particularmente adecuado para producir LED rojos, naranjas y amarillos de alta eficiencia. En comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Arsénico de Galio (GaAsP), el AllnGaP ofrece una eficacia luminosa significativamente mayor (salida de luz por vatio eléctrico), una mejor estabilidad térmica y una pureza de color superior. Esto lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren indicadores rojos brillantes y fiables.

8.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, gestionar la temperatura de la unión es crítica para la fiabilidad a largo plazo y el mantenimiento de la salida de luz. Debe respetarse la especificación máxima de disipación de potencia de 50 mW. Los diseñadores deben considerar la ruta térmica desde la unión del LED al ambiente. Utilizar un área adecuada de pad de cobre en el PCB actúa como disipador de calor, ayudando a disipar el calor y reducir la temperatura de operación de la unión, preservando así la intensidad luminosa y la vida útil.

8.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 130 grados clasifica a este LED como de ángulo amplio. Esto es ideal para indicadores de estado que necesitan ser visibles desde una amplia gama de perspectivas. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (como lentes o guías de luz). La lente transparente proporciona la máxima extracción de luz posible del chip, maximizando la intensidad luminosa directa.

8.4 Comparación con Tecnologías Alternativas

La principal ventaja de este LED rojo AllnGaP es su combinación de brillo y eficiencia. Para aplicaciones menos exigentes donde no se requiere el brillo máximo, los LED GaAsP más antiguos podrían ser una alternativa de menor costo, pero serían más tenues y menos eficientes. Para aplicaciones que requieren emisión roja profunda o infrarroja, podrían usarse chips de Arseniuro de Galio (GaAs) o Arseniuro de Aluminio y Galio (AlGaAs). La elección depende de los objetivos específicos de longitud de onda, eficiencia y costo de la aplicación.