Hoja de Datos del LED SMD LTW-C283DS5 - Paquete 2.8x3.5mm - Voltaje Directo 3.2V - Luz Blanca - Potencia 36mW - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-C283DS5 es una lámpara LED de montaje superficial (SMD) diseñada para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Su factor de forma miniaturizado lo hace idóneo para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este LED presenta un chip blanco InGaN (Nitruro de Galio e Indio) ultradelgado de 0.2 mm, que proporciona un alto brillo. Cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, conforme a los estándares EIA (Alianza de Industrias Electrónicas), garantizando compatibilidad con equipos automáticos de colocación de alta velocidad. Su diseño también es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), estándar en las líneas de ensamblaje de PCB modernas.

Los mercados objetivo principales incluyen equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, electrodomésticos y equipos industriales. Las aplicaciones específicas abarcan retroiluminación de teclados y teclados, indicadores de estado, micro-pantallas y diversas aplicaciones de iluminación de señales y símbolos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

La siguiente sección proporciona un desglose detallado de las especificaciones eléctricas, ópticas y térmicas del LED LTW-C283DS5.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):36 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):50 mA. Esta es la corriente pulsada máxima permitida, típicamente especificada bajo condiciones de un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. No debe usarse para operación continua.
• Corriente Directa en CC (I_F):10 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C. El LED puede almacenarse sin daño dentro de estos límites.
• Condición de Soldadura Infrarroja:260°C durante 10 segundos. Esto define el perfil de temperatura máxima y tiempo que el encapsulado puede soportar durante la soldadura por reflujo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C y una corriente directa (I_F) de 5mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 112.0 mcd hasta un máximo de 280.0 mcd. El valor real se clasifica (binned) como se describe en la Sección 4. La medición se realiza con un sensor y filtro que aproximan la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima medida a 0 grados (en el eje).
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):Los valores típicos son x=0.304, y=0.301 en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Estas coordenadas definen el punto blanco de la luz emitida y también están sujetas a un sistema de clasificación.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 2.5V a 3.2V a I_F=5mA. El valor exacto se clasifica.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 µA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. Es crucial señalar que este parámetro es solo para fines de prueba infrarroja (IR); el LED no está diseñado para operar bajo polarización inversa.

2.3 Consideraciones Térmicas

La clasificación de disipación de potencia de 36 mW y el rango de temperatura de operación especificado son parámetros térmicos clave. Exceder la temperatura máxima de unión, que está influenciada por la temperatura ambiente y la corriente directa, puede provocar una reducción en la salida luminosa, una degradación acelerada y una eventual falla. Un diseño térmico adecuado de la PCB, que incluya un área suficiente de almohadilla de cobre para disipación de calor, es esencial para mantener el rendimiento y la confiabilidad, especialmente cuando se opera cerca de la clasificación de corriente máxima.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos para su aplicación.

3.1 Clasificación del Voltaje Directo (V_F)

El voltaje directo se categoriza en siete lotes (V1 a V7), cada uno con un rango de 0.1V, desde 2.5V-2.6V (V1) hasta 3.1V-3.2V (V7). Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada lote. Esto es importante para diseñar circuitos de excitación y garantizar un brillo uniforme en matrices alimentadas por una fuente de voltaje constante.

3.2 Clasificación de la Intensidad Luminosa (I_V)

La salida luminosa se divide en dos lotes principales:

• Lote R:112.0 mcd a 180.0 mcd
• Lote S:180.0 mcd a 280.0 mcd

Se aplica una tolerancia de ±15% a cada lote. El código de lote específico está marcado en el embalaje del producto.

3.3 Clasificación de Tono (Cromaticidad)

El color de la luz blanca se define por sus coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE 1931. El LTW-C283DS5 utiliza seis lotes de tono (S1 a S6), cada uno representando una región cuadrilátera específica en la carta de cromaticidad. Esta clasificación garantiza la consistencia de color entre múltiples LED en un ensamblaje. Se aplica una tolerancia de ±0.01 a las coordenadas (x, y) dentro de cada lote.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, corriente directa típica vs. voltaje directo, intensidad luminosa relativa vs. corriente directa, intensidad luminosa relativa vs. temperatura ambiente), sus tendencias pueden describirse analíticamente.

El voltaje directo (V_F) de un LED tiene un coeficiente de temperatura negativo; disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. Por el contrario, la intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. Para el chip blanco InGaN de este producto, se puede esperar que la salida de luz caiga significativamente si se excede la temperatura máxima de operación. La característica del ángulo de visión muestra una distribución Lambertiana o casi Lambertiana, con la intensidad más alta a 0 grados y disminuyendo hacia los bordes del cono de 130 grados.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LTW-C283DS5 utiliza una huella estándar de paquete 2835. Las dimensiones clave son aproximadamente 2.8 mm de longitud y 3.5 mm de ancho, con una altura que incluye el chip superdelgado de 0.2 mm. Todas las tolerancias dimensionales son de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. El color de la lente es amarillo, mientras que la fuente de luz es un chip blanco InGaN.

5.2 Almohadilla de Montaje en PCB Recomendada y Polaridad

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para la PCB para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. El LED tiene terminales de ánodo y cátodo. La hoja de datos incluye un diagrama que indica la marca del cátodo, lo cual es esencial para la orientación correcta durante el ensamblaje para asegurar que el dispositivo se encienda cuando se aplica polarización directa.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de reflujo específico:

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo de 260°C.
• Tiempo a Temperatura Máxima:Máximo de 10 segundos. El LED no debe someterse a más de dos ciclos de reflujo.

Se enfatiza que el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno utilizado. Se recomienda caracterizar para la aplicación específica.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Precauciones contra Descarga Electroestática (ESD):El dispositivo es sensible a la ESD. La manipulación debe realizarse utilizando pulseras y guanti antiestáticos, con todo el equipo correctamente conectado a tierra.

Sensibilidad a la Humedad:Los LED se empaquetan en una bolsa barrera de humedad con desecante. Cuando está sellada, debe almacenarse a ≤30°C y ≤90% de humedad relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, los componentes tienen un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3. Deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y deben someterse a reflujo IR dentro de una semana. Si se almacenan más tiempo fuera de la bolsa original, se requiere un secado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar, 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 no especificados pueden dañar el material del encapsulado.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve de 8 mm de ancho. La cinta se enrolla en carretes estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para lotes restantes. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El LED se excita típicamente con una fuente de corriente constante para una estabilidad y longevidad óptimas. Se puede usar una resistencia en serie simple con una fuente de voltaje constante, donde el valor de la resistencia R = (V_suministro- V_F) / I_F. La I_Felegida no debe exceder la corriente directa máxima en CC de 10mA. Para matrices en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar resistencias limitadoras de corriente individuales para cada LED para compensar las variaciones de clasificación de V_Fy evitar el acaparamiento de corriente.

8.2 Gestión Térmica en el Diseño

Para mantener la salida de luz y la vida útil, una disipación de calor efectiva es crucial. Los diseñadores deben usar el diseño de almohadilla de PCB recomendado, que a menudo incluye conexiones de alivio térmico a planos de cobre más grandes. Evitar la operación en los límites absolutos máximos de corriente y temperatura proporciona un margen de confiabilidad.

8.3 Limitaciones de Aplicación

La hoja de datos especifica que estos LED están destinados a equipos electrónicos ordinarios. Para aplicaciones que requieren una confiabilidad excepcional, o donde una falla podría poner en peligro la seguridad (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, control de transporte), se requiere consultar con el fabricante antes de su uso.

9. Comparación y Posicionamiento Técnico

El LTW-C283DS5 se posiciona con varios diferenciadores clave: su chip ultradelgado de 0.2 mm permite diseños de perfil más bajo en comparación con algunos LED estándar. El uso de un chip blanco InGaN típicamente ofrece mayor eficiencia y mejor reproducción cromática que tecnologías más antiguas como los LED azules convertidos por fósforo con diferentes sustratos. El amplio ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia en lugar de un haz enfocado. Su total compatibilidad con el ensamblaje SMT automatizado y los procesos estándar de reflujo IR lo alinea con los flujos de trabajo de fabricación modernos y rentables.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre los lotes de intensidad luminosa R y S?
R1: El Lote R cubre el rango de 112-180 mcd, mientras que el Lote S cubre 180-280 mcd a 5mA. Elegir el Lote S garantiza un brillo mínimo más alto.

P2: ¿Puedo excitar este LED con una fuente de 3.3V?
R2: Posiblemente, pero depende del lote de voltaje directo (V_F). Para los lotes V6 (3.0-3.1V) y V7 (3.1-3.2V), una fuente de 3.3V puede no proporcionar suficiente margen de voltaje para que una resistencia limitadora de corriente en serie opere de manera efectiva, especialmente considerando las tolerancias. Un controlador LED de corriente constante dedicado o un voltaje de suministro más alto suele ser más confiable.

P3: ¿Por qué la clasificación de corriente inversa es solo para prueba IR?
R3: Esta especificación se utiliza durante las pruebas de fabricación. La unión semiconductora del LED no está diseñada para bloquear un voltaje inverso significativo. En los circuitos de aplicación, se debe usar protección, como un diodo en paralelo, si son posibles eventos de voltaje inverso.

P4: ¿Qué tan crítico es el tiempo de vida útil de 1 semana después de abrir la bolsa barrera de humedad?
R4: Para componentes MSL 3, exceder este tiempo sin un secado previo al reflujo aumenta significativamente el riesgo de daño interno del paquete debido a la presión de vapor (efecto palomita) durante el proceso de soldadura a alta temperatura, lo que puede provocar fallas inmediatas o latentes.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Retroiluminación de un Teclado de Membrana.Un diseñador necesita iluminar uniformemente 12 teclas en un panel. Planea usar un LED LTW-C283DS5 por tecla, colocado debajo de una guía de luz. Selecciona LED del Lote S para un brillo alto y consistente, y de un solo lote de Tono (por ejemplo, S3) para garantizar un color blanco uniforme en todas las teclas. Los LED se excitan en paralelo desde un riel de 5V, cada uno con su propia resistencia en serie de 150Ω (resultando en I_F≈ (5V - 2.9V)/150Ω ≈ 14mA, que está por encima del máximo recomendado de 10mA, lo que resalta un error de diseño). Un diseño mejor sería usar una resistencia de 220Ω para ~9.5mA o implementar un arreglo de controladores de corriente constante. El diseño de la PCB sigue el patrón de almohadilla recomendado con conexiones térmicas a un plano de tierra. La placa ensamblada pasa por un horno de reflujo sin plomo utilizando el perfil especificado, y el teclado proporciona una retroiluminación uniforme y brillante.

12. Principio de Operación

El LTW-C283DS5 se basa en un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones, un proceso llamado electroluminiscencia. La composición específica de la aleación InGaN le permite emitir luz en el espectro azul/ultravioleta. Para crear luz blanca, esta emisión primaria se convierte típicamente usando un recubrimiento de fósforo (probablemente contenido dentro de la lente amarilla) que absorbe parte de la luz azul y la reemite como luz amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla generada por el fósforo es percibida por el ojo humano como blanca.

13. Tendencias Tecnológicas

La industria de la iluminación de estado sólido continúa evolucionando con varias tendencias claras. Existe un impulso constante por una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), lo que mejora la eficiencia energética. El índice de reproducción cromática (IRC) es cada vez más importante, especialmente en iluminación de pantallas y arquitectónica, impulsando sistemas de fósforo que producen luz blanca más natural. La miniaturización sigue siendo clave para la electrónica portátil y densa, apoyando el uso de chips ultradelgados como el de este producto. Además, la integración es una tendencia, con paquetes LED que incorporan controladores, sensores o múltiples chips de color en módulos únicos. Finalmente, la confiabilidad y longevidad bajo corrientes y temperaturas de operación más altas son áreas de investigación y desarrollo continuo.