Hoja de Datos del LED SMD LTST-008GEBW - Lente Difuso Blanco - Chip RGB - Paquete EIA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-008GEBW es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para el montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB). Cuenta con un lente difuso blanco e integra tres chips semiconductores distintos en un solo paquete: Verde (InGaN), Rojo (AlInGaP) y Azul (InGaN). Esta configuración permite aplicaciones versátiles de indicación de color y retroiluminación. El dispositivo está alojado en un paquete estándar de la industria EIA, lo que garantiza compatibilidad con una amplia gama de equipos automatizados de pick-and-place y soldadura por reflujo.

1.1 Características

• Cumple con las directivas ambientales RoHS.
• Empacado en cinta de 12 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para montaje de alto volumen.
• Huella de paquete EIA estándar para compatibilidad de diseño.
• Entrada/salida compatible con circuitos integrados (compatible con I.C.).
• Diseñado para compatibilidad con equipos de colocación automatizada.
• Adecuado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Preacondicionado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad JEDEC 3.

1.2 Aplicaciones

Este LED es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos donde se requiere ahorro de espacio, indicación confiable o retroiluminación sutil. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, routers, switches, teléfonos).
• Dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, impresoras, escáneres, dispositivos multifunción).
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control industrial y equipos.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Iluminación de señales y símbolos.
• Retroiluminación de paneles frontales y teclados.

2. Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El contorno mecánico del LTST-008GEBW se ajusta a las dimensiones estándar del paquete EIA. Todas las dimensiones especificadas están en milímetros, con una tolerancia general de ±0,1 mm a menos que se indique lo contrario. La asignación de pines para los chips RGB integrados es la siguiente:

• Chip Verde: Ánodo en el pin (0,1), Cátodo en el pin 2.
• Chip Rojo: Ánodo en el pin 3, Cátodo en el pin 4.
• Chip Azul: Ánodo en el pin 5, Cátodo en el pin (6,7).

Esta asignación de pines es crítica para un diseño de circuito correcto y debe respetarse para un control individual adecuado de cada color.

3. Especificaciones y Características

3.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Las especificaciones absolutas máximas definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Estas especificaciones se indican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia:102 mW (Verde, Azul), 72 mW (Rojo).
• Corriente Directa de Pico:100 mA para todos los colores (a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms).
• Corriente Directa en CC:30 mA para todos los colores.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.

No se recomienda operar fuera de estos rangos, ya que puede afectar la fiabilidad y la vida útil.

3.2 Perfil de Reflujo IR Sugerido

Para procesos de soldadura sin plomo, el perfil de reflujo infrarrojo recomendado debe cumplir con el estándar J-STD-020B. El perfil típicamente incluye una zona de precalentamiento, una zona de estabilización, una zona de reflujo con una temperatura máxima y una zona de enfriamiento. Adherirse a este perfil es esencial para prevenir choques térmicos y garantizar uniones de soldadura confiables sin dañar el paquete del LED o el chip interno.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estas características se miden a Ta=25°C bajo condiciones de prueba especificadas y representan el rendimiento típico del dispositivo.

• Flujo Luminoso (Φv):Medido con un sensor/filtro que se aproxima a la respuesta fotópica del ojo CIE.
  • Verde (IF=25mA): Mín. 2,81 lm, Máx. 7,12 lm.
  • Rojo (IF=20mA): Mín. 1,07 lm, Máx. 2,71 lm.
  • Azul (IF=15mA): Mín. 0,32 lm, Máx. 0,82 lm.
• Ángulo de Visión (θ1/2):Típicamente 130 grados. Este es el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa es la mitad del valor a 0 grados (en el eje).
• Longitud de Onda Dominante (λd):La longitud de onda única percibida como el color.
  • Verde: 518 nm a 533 nm.
  • Rojo: 618 nm a 628 nm.
  • Azul: 455 nm a 464 nm.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):Los valores típicos son 33 nm (Verde), 20 nm (Rojo) y 22 nm (Azul).
• Tensión Directa (VF):La tolerancia es +/-0,1V.
  • Verde: 2,9V a 3,4V a 25mA.
  • Rojo: 1,8V a 2,4V a 20mA.
  • Azul: 2,6V a 3,4V a 15mA.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=5V.Nota:El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para calificación de prueba de IR.

4. Sistema de Códigos de Binning

El LTST-008GEBW se clasifica mediante un sistema de códigos de binning para garantizar la consistencia en la salida luminosa y las coordenadas de color para aplicaciones que requieren uniformidad.

4.1 Rango de Flujo Luminoso (IV)

Los LED se clasifican en bins según su flujo luminoso medido a corrientes de accionamiento específicas. Los códigos de bin (H2, J1, J2, K1) definen rangos desde valores mínimos hasta máximos de flujo luminoso. La tolerancia en cada bin de intensidad luminosa es +/- 11%.

4.2 Rango de Coordenadas de Color (CIE)

La consistencia del color se gestiona mediante un sistema detallado de binning de coordenadas cromáticas CIE 1931. La hoja de datos proporciona una tabla completa y un diagrama de cromaticidad que traza varios códigos de bin (por ejemplo, H2-H7, J2-J7, K2-K7, etc.). Cada bin se define por un área cuadrilátera en el gráfico CIE especificada por cuatro puntos de coordenadas (x, y). La tolerancia para cada bin de tono (x, y) es +/- 0,01. Este binning preciso permite a los diseñadores seleccionar LED con puntos de color casi idénticos para matrices de múltiples LED o indicadores de estado donde la coincidencia de color es crítica.

5. Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye una sección para curvas de rendimiento típicas, que representan gráficamente la relación entre varios parámetros bajo diferentes condiciones. Estas curvas son esenciales para un análisis de diseño en profundidad. Si bien las curvas específicas no se detallan en el texto proporcionado, típicamente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo cambia la salida de luz con la corriente de accionamiento para cada color.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica IV de cada diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz.
• Distribución Espectral de Potencia:Traza la intensidad relativa de la luz emitida a través de las longitudes de onda para cada chip de color.

Consultar estas curvas ayuda a optimizar el circuito de accionamiento, gestionar el rendimiento térmico y predecir el comportamiento en condiciones de operación no estándar.

6. Guía del Usuario e Información de Montaje

6.1 Instrucciones de Limpieza

La limpieza posterior al montaje debe realizarse con cuidado. Use solo alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente normal. El LED debe sumergirse durante menos de un minuto. El uso de limpiadores químicos no especificados puede dañar el material del paquete del LED, el lente de epoxi o las conexiones internas.

6.2 Patrón de Pistas en PCB Recomendado

Se proporciona una huella (patrón de pistas) recomendada para el PCB para garantizar la formación adecuada de la unión de soldadura, la estabilidad mecánica y la gestión térmica durante el reflujo. Seguir este patrón es crucial para lograr una fijación de montaje superficial confiable.

6.3 Dimensiones del Empaque en Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en una cinta portadora en relieve estándar de 12 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La hoja de datos incluye dimensiones detalladas de los bolsillos de la cinta, la cinta de cubierta y el núcleo del carrete para facilitar la compatibilidad con los alimentadores de equipos de montaje automatizado.

7. Consideraciones de Diseño y Notas de Aplicación

7.1 Limitación de Corriente

Como con todos los LED, la corriente directa debe limitarse mediante una resistencia en serie o un controlador de corriente constante. El valor debe calcularse en función de la tensión de alimentación, la tensión directa (VF) del chip de color específico a la corriente deseada y la especificación máxima de corriente directa en CC (30 mA). Se recomienda operar en o por debajo de las corrientes de prueba típicas (25 mA Verde, 20 mA Rojo, 15 mA Azul) para una fiabilidad a largo plazo.

7.2 Gestión Térmica

Si bien la disipación de potencia es relativamente baja, un diseño térmico adecuado en el PCB es importante, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se accionan múltiples LED. El área de cobre del PCB actúa como disipador de calor. Asegurar una buena ruta térmica desde las almohadillas de soldadura del LED hacia un plano de cobre más grande puede ayudar a mantener temperaturas de unión más bajas, preservando la salida luminosa y la vida operativa.

7.3 Diseño Óptico con Lente Difuso

El lente difuso blanco proporciona un ángulo de visión amplio y uniforme (130° típico) al dispersar la luz de las pequeñas y brillantes fuentes de chip. Esto hace que el LED sea ideal para indicadores de estado que necesitan ser visibles desde una amplia gama de ángulos. Reduce el deslumbramiento y los puntos calientes, creando una iluminación suave y uniforme adecuada para retroiluminación de paneles. Los diseñadores deben tener en cuenta esta difusión al modelar la salida de luz para su aplicación específica.

7.4 Control de Color Independiente

Con pares de ánodo/cátodo separados para cada chip de color, el LTST-008GEBW ofrece control totalmente independiente. Esto permite la indicación estática de tres estados diferentes (Verde, Rojo, Azul) o, mediante el uso de modulación por ancho de pulso (PWM) en los canales individuales, la creación de una multitud de colores mezclados. Se necesita un diseño de circuito cuidadoso para gestionar las tres rutas de limitación de corriente separadas.

8. Comparación y Guía de Selección

El LTST-008GEBW ocupa un nicho específico. Los diferenciadores clave incluyen su capacidad RGB integrada en un solo paquete SMD estándar y su lente difuso para visualización de gran angular. Al seleccionar un LED, los ingenieros deben comparar:

• Color Único vs. Múltiples Chips:Este dispositivo consolida tres indicadores en una sola huella, ahorrando espacio en la placa.
• Lente Transparente vs. Difuso:Los lentes difusos sacrifican la intensidad axial máxima por una visualización más amplia y uniforme.
• Binning de Flujo Luminoso:Para aplicaciones que requieren brillo consistente en múltiples unidades, es recomendable especificar un bin de flujo más estrecho (por ejemplo, K1).
• Binning de Color:Para aplicaciones críticas en color, especificar un código de bin CIE específico garantiza la consistencia visual entre diferentes lotes de producción o LED adyacentes.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar los tres colores simultáneamente a su corriente máxima en CC?

R: No. No se debe exceder la disipación de potencia absoluta máxima del paquete. Accionar simultáneamente Verde (102mW), Rojo (72mW) y Azul (102mW) en sus especificaciones máximas excedería con creces la capacidad térmica del paquete. Reduzca las corrientes o use multiplexación/PWM para gestionar la potencia total.

P: ¿Cuál es el propósito del preacondicionamiento JEDEC Nivel 3?

R: Indica la sensibilidad a la humedad del dispositivo. El Nivel 3 significa que el paquete puede estar expuesto a condiciones de piso de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta 168 horas antes de que deba hornearse antes de la soldadura por reflujo para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del paquete debido a la humedad vaporizada).

P: ¿Cómo interpreto la tabla de códigos de bin CIE?

R: Cada código de bin (por ejemplo, H2) define una pequeña región cuadrilátera en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Los cuatro pares de coordenadas (x,y) en la tabla son las esquinas de esa región. A un LED cuyas coordenadas de color medidas caen dentro de esa región se le asigna ese código de bin.

P: ¿Es necesario un diodo de protección inversa?

R: Si bien el dispositivo puede soportar una tensión inversa de 5V para fines de prueba, no está diseñado para operar en polarización inversa. En circuitos donde son posibles transitorios de tensión inversa (por ejemplo, cargas inductivas, conexión en caliente), se recomienda encarecidamente una protección externa, como un diodo en serie o un diodo TVS en paralelo con el LED, para prevenir daños.

10. Principios Técnicos y Tendencias

10.1 Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en los LED se basa en la electroluminiscencia en materiales semiconductores. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. Los compuestos semiconductores específicos (InGaN para verde/azul, AlInGaP para rojo) determinan la energía del bandgap y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida. El lente difuso blanco está típicamente hecho de epoxi o silicona con partículas de dispersión (por ejemplo, dióxido de titanio) añadidas para difundir la luz de fuente puntual del chip.

10.2 Tendencias de la Industria

El mercado de LED SMD continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor miniaturización. Los paquetes de múltiples chips como el LTST-008GEBW representan una tendencia hacia la integración funcional, reduciendo el número de componentes y la complejidad del montaje. Además, hay un creciente énfasis en tolerancias de binning más estrictas tanto para flujo como para color para satisfacer las demandas de aplicaciones como pantallas a todo color e iluminación arquitectónica donde la consistencia es primordial. La búsqueda de una mayor fiabilidad en aplicaciones automotrices e industriales también impulsa avances en materiales de paquetes y rendimiento térmico.