Hoja de Datos del LED SMD LTW-C181HDS5-GE - 1.6x0.8x0.55mm - 3.15V Máx. - 76mW - Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTW-C181HDS5-GE, una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este producto pertenece a una familia de LEDs miniaturizados diseñados para el montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), lo que los hace ideales para aplicaciones donde el espacio es limitado. Su perfil ultrafino y su compatibilidad con equipos de colocación de alto volumen posicionan a este componente como una solución clave para diseños electrónicos modernos y compactos.

1.1 Características

• Cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).
• Presenta un encapsulado superfino con una altura de solo 0,55 milímetros.
• Utiliza un chip emisor de luz blanca ultrabrillante de Nitruro de Galio e Indio (InGaN).
• Suministrado en cinta estándar de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para manejo automatizado.
• Conforma a los contornos de encapsulado estándar de la EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• La entrada es compatible con niveles lógicos de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para su uso con equipos estándar de montaje automático pick-and-place.
• Resiste los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) comúnmente utilizados en líneas de montaje SMT.

1.2 Aplicaciones

El LTW-C181HDS5-GE es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos. Sus principales áreas de aplicación incluyen:

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems y teléfonos.
• Automatización de Oficina y Electrónica de Consumo:Retroiluminación para teclados, pantallas micro y periféricos en dispositivos como portátiles.
• Electrodomésticos y Equipos Industriales:Indicadores de encendido, modo o fallo.
• Señalización Interior y Luminarias:Iluminación de señales y símbolos a pequeña escala donde el tamaño compacto es crítico.

2. Dimensiones y Configuración del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado SMD rectangular y compacto. Las dimensiones críticas son las siguientes:

• Longitud del Encapsulado:1,6 mm
• Ancho del Encapsulado:0,8 mm
• Altura del Encapsulado:0,55 mm

Notas sobre las Dimensiones:Todas las dimensiones proporcionadas están en milímetros. La tolerancia estándar para estas medidas es de ±0,1 mm a menos que una nota específica indique lo contrario. El dispositivo presenta una lente de color amarillo que modifica la salida de la fuente de luz blanca InGaN interna, lo que típicamente resulta en un blanco cálido o un punto de cromaticidad específico.

3. Especificaciones y Características

Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, a menos que se indique lo contrario. Exceder las Especificaciones Absolutas Máximas puede causar daños permanentes en el dispositivo.

3.1 Especificaciones Absolutas Máximas

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):100 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms)
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA DC
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +105°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +105°C
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflujo IR Recomendado (Proceso Libre de Plomo)

Para el montaje con soldadura libre de plomo, se debe seguir un perfil térmico específico para garantizar la fiabilidad sin dañar el LED. La recomendación incluye:

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima de 260°C:Máximo 10 segundos. Este proceso de reflujo no debe realizarse más de dos veces.

Es crucial tener en cuenta que el perfil óptimo puede variar según el diseño del PCB, la pasta de soldar y las características del horno. Se recomienda realizar pruebas a nivel de placa.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensidad Luminosa (I_V):112,0 mcd (Mínimo) a 224,0 mcd (Máximo). El lote específico determina el valor real.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima medida a 0 grados (en el eje).
• Coordenadas de Cromaticidad (CIE 1931):x = 0,284, y = 0,272. Estas coordenadas definen el punto de color blanco en el diagrama de cromaticidad CIE. Se aplica una tolerancia de ±0,01 a estas coordenadas.
• Tensión Directa (V_F):2,70 V (Mínimo) a 3,15 V (Máximo) a 5mA. El valor real está determinado por el lote de tensión directa.
• Corriente Inversa (I_R):2 μA (Máximo) cuando se aplica una tensión inversa (V_R) de 5V.Importante:Este dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; este parámetro es solo para fines informativos y de prueba.

Notas Críticas sobre Pruebas y Manejo:La intensidad luminosa se mide utilizando un sensor y un filtro calibrados según la curva de respuesta del ojo fotópico CIE. El dispositivo es sensible a las Descargas Electroestáticas (ESD). Son obligatorias las precauciones adecuadas contra ESD, como el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra y alfombrillas antiestáticas, durante el manejo. Todo el equipo de producción debe estar correctamente conectado a tierra.

4. Sistema de Clasificación por Lotes (Binning)

Para garantizar la consistencia en la aplicación, los LEDs se clasifican en lotes según parámetros clave. El código del lote está marcado en el embalaje.

4.1 Clasificación de Tensión Directa (V_F)

Clasificación a I_F= 5mA, color blanco. Tolerancia por lote: ±0,1V.

• Código de Lote A:2,70 V (Mín) – 2,85 V (Máx)
• Código de Lote B:2,85 V (Mín) – 3,00 V (Máx)
• Código de Lote C:3,00 V (Mín) – 3,15 V (Máx)

4.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificación a I_F= 5mA, color blanco. Tolerancia por lote: ±15%.

• Código de Lote R1:112,0 mcd (Mín) – 146,0 mcd (Máx)
• Código de Lote R2:146,0 mcd (Mín) – 180,0 mcd (Máx)
• Código de Lote S1:180,0 mcd (Mín) – 224,0 mcd (Máx)

4.3 Clasificación de Tonalidad (Cromaticidad)

Clasificación a I_F= 5mA. El LED se clasifica en regiones específicas del diagrama de cromaticidad CIE 1931 definidas por límites de coordenadas (x, y). Ejemplos de la hoja de datos incluyen:

• S1-1:Definido por el cuadrilátero que conecta los puntos (x=0,274, y=0,226), (0,274, 0,258), (0,284, 0,272), (0,284, 0,240).
• S2-1:Definido por los puntos (0,274, 0,258), (0,274, 0,291), (0,284, 0,305), (0,284, 0,272).

La tolerancia en cada lote de tonalidad es de ±0,01 para ambas coordenadas x e y. Esta clasificación precisa permite a los diseñadores seleccionar LEDs para aplicaciones que requieren una consistencia de color estricta.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye representaciones gráficas de las relaciones clave, esenciales para el diseño de circuitos y la gestión térmica. Aunque las curvas específicas no se muestran en el texto proporcionado, típicamente abarcan:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Muestra la relación no lineal entre corriente y tensión, crítica para seleccionar resistencias limitadoras o diseñar circuitos de alimentación.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Ilustra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, ayudando a optimizar la corriente de alimentación para el brillo y la eficiencia deseados.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo que es vital para el diseño térmico en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.
• Distribución Espectral de Potencia Relativa:Representa la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda, definiendo las características de color de la salida de luz blanca.

6. Guía del Usuario e Información de Montaje

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, utilice únicamente los disolventes especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado o la lente del LED. El método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.2 Patrón de Pistas en PCB Recomendado

Se proporciona una huella sugerida para las almohadillas de soldadura en la placa de circuito impreso para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y disipación térmica. Adherirse a este patrón ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (levantamiento de un extremo durante el reflujo) y asegura una buena conexión eléctrica.

6.3 Especificaciones de Embalaje en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve y cinta protectora, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las especificaciones clave incluyen:

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Paso de los Alvéolos:Paso estándar para cinta de 8 mm.
• Cantidad por Carrete:5000 unidades por carrete completo.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos alvéolos vacíos consecutivos según la especificación de la cinta (ANSI/EIA 481).

7. Precauciones e Información de Fiabilidad

7.1 Ámbito de Aplicación

Este LED está destinado a su uso en equipos electrónicos comerciales y de consumo estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en riesgo la vida o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad en transporte), es obligatoria una consulta técnica especializada antes de su integración en el diseño para evaluar la idoneidad y la posible necesidad de pruebas o calificaciones adicionales.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Un almacenamiento adecuado es crítico para mantener la soldabilidad y prevenir daños inducidos por la humedad durante el reflujo ("efecto palomita").

• Bolsa de Barrera de Humedad (MBB) Sellada:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil dentro de la bolsa sellada con desecante es de un año.
• Después de Abrir la Bolsa:Comienza la "vida útil en planta". Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Para este dispositivo, que típicamente tiene un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 2a, se recomienda completar el proceso de reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) posteriores a la apertura de la bolsa.
• Almacenamiento Prolongado (Abierto):Si no se utiliza dentro de las 672 horas, almacenar en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Re-horneado:Los componentes almacenados fuera de su embalaje original durante más de 672 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida.

7.3 Directrices de Soldadura

Además del perfil de reflujo IR, se permite la soldadura manual con cautín bajo condiciones estrictas:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por unión de soldadura.
• Frecuencia:La soldadura manual debe realizarse solo una vez. Evitar el calentamiento repetido.

8. Consideraciones de Diseño y Análisis Técnico

8.1 Alimentación del LED

El LED debe alimentarse con una fuente de corriente constante o mediante una resistencia limitadora en serie con una fuente de tensión. Usar una resistencia es el método más simple. El valor de la resistencia (R_limit) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_limit= (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Es crítico usar el V_Fmáximo del lote (por ejemplo, 3,15V para el Lote C) en este cálculo para asegurar que la corriente no exceda la I_Fdeseada (por ejemplo, 20mA) en las peores condiciones. Exceder la especificación de corriente máxima absoluta reducirá drásticamente la vida útil y puede causar un fallo inmediato.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (76mW máx.), una gestión térmica efectiva sigue siendo importante para la longevidad y la estabilidad de la salida de luz. La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Para minimizar el aumento de temperatura:

• Utilice el patrón de pistas en PCB recomendado para proporcionar un área de cobre adecuada para la disipación de calor.
• Evite colocar el LED cerca de otros componentes que generen calor.
• Asegure una ventilación adecuada en la carcasa del producto final.
• Opere el LED a la corriente directa práctica más baja que cumpla con el requisito de brillo.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y difusa en lugar de un haz enfocado, como retroiluminación o indicadores de estado que deben ser visibles desde varios ángulos. Para una luz más direccional, se requerirían ópticas secundarias (lentes o guías de luz). La lente amarilla actúa como un filtro de color, desplazando las coordenadas de cromaticidad del blanco nativo (bomba azul + fósforo) del chip InGaN a los valores especificados (x, y), a menudo produciendo un tono blanco más cálido.

9. Comparativa y Guía de Selección

Los diferenciadores clave del LTW-C181HDS5-GE son sualtura ultrafina de 0,55 mmy suhuella estándar de 1,6x0,8 mm. Al seleccionar un LED SMD, los ingenieros deben comparar:

• Tamaño/Altura del Encapsulado:Este dispositivo es uno de los más finos, crucial para productos ultradelgados.
• Brillo (Intensidad Luminosa):El lote S1 ofrece un alto brillo para su tamaño.
• Ángulo de Visión:Un ángulo de 130 grados es muy amplio, ideal para iluminación de área.
• Consistencia de Color:La clasificación multiparámetro (V_F, I_V, Tonalidad) permite un emparejamiento preciso en aplicaciones que utilizan múltiples LEDs.
• Fiabilidad y Compatibilidad:El cumplimiento RoHS y la compatibilidad con reflujo IR son estándar para los LEDs SMD modernos.

Para aplicaciones que no requieren la altura mínima, otros tamaños de encapsulado (por ejemplo, 3528, 5050) pueden ofrecer una mayor salida de luz o un mejor rendimiento térmico.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es el propósito de los diferentes códigos de lote?

R1: Las variaciones de fabricación causan ligeras diferencias en V_F, brillo y color. La clasificación por lotes agrupa los LEDs con características casi idénticas, permitiendo a los diseñadores obtener componentes que funcionarán de manera consistente en su circuito, especialmente cuando se usan múltiples LEDs en una matriz.

P2: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 5V o 3,3V?

R2: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora en serie. Conectarlo directamente a una fuente de tensión hará que fluya una corriente excesiva, destruyendo el LED al instante. Calcule el valor de la resistencia en función de su tensión de alimentación y la corriente directa deseada.

P3: ¿Cómo interpreto las coordenadas de cromaticidad (x=0,284, y=0,272)?

R3: Estas coordenadas trazan un punto en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, que es el estándar para definir el color. Este punto específico corresponde a un color blanco con un ligero desplazamiento, a menudo percibido como "blanco frío" o "blanco neutro", influenciado por la lente amarilla. El color percibido exacto también depende de la temperatura de color correlacionada (CCT), que puede derivarse de estas coordenadas.

P4: ¿Por qué son tan estrictas las condiciones de almacenamiento después de abrir la bolsa?

R4: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado o deslaminar capas internas, un fallo conocido como "efecto palomita". La clasificación MSL y las directrices de almacenamiento previenen esto.

11. Introducción Tecnológica y Tendencias

11.1 Tecnología LED InGaN

El LTW-C181HDS5-GE utiliza un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). InGaN es el material elegido para producir LEDs azules, verdes y blancos de alta eficiencia. Un LED blanco se crea típicamente recubriendo un chip azul InGaN con un fósforo amarillo. Parte de la luz azul es convertida por el fósforo en luz amarilla, y la mezcla de luz azul y amarilla es percibida por el ojo humano como blanca. Este método, conocido como blanco convertido por fósforo (pc-white), es altamente eficiente y permite ajustar el punto de color blanco modificando la composición del fósforo.

11.2 Tendencias de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para aplicaciones de indicación y retroiluminación continúa hacia:

• Miniaturización:Encapsulados aún más pequeños y finos, como la altura de 0,55 mm de este dispositivo, para permitir productos finales más delgados.
• Mayor Eficiencia:Más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Mejor Índice de Reproducción Cromática y Consistencia:Tolerancias de clasificación más estrictas y nuevas tecnologías de fósforo para producir luz blanca más natural y consistente.
• Fiabilidad Mejorada:Materiales y técnicas de encapsulado mejorados para resistir temperaturas de soldadura más altas y entornos operativos más severos.
• Integración:La aparición de LEDs con resistencias limitadoras integradas o controladores IC dentro del mismo encapsulado minúsculo.

Esta hoja de datos representa un componente diseñado para las demandas principales de compacidad, montaje automatizado y rendimiento fiable en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.