Hoja de Datos del LED SMD LTW-C190DA5 - Blanco InGaN - Corriente Directa 5mA - Intensidad Luminosa 45-180mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un Diodo Emisor de Luz (LED) de montaje superficial (SMD) que utiliza un chip blanco de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) de Ultra Alta Luminosidad. El componente está diseñado para procesos de ensamblaje automatizado y cumple con los estándares RoHS y de producto ecológico, lo que lo hace adecuado para diseños electrónicos respetuosos con el medio ambiente.

El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando la fabricación automatizada de alto volumen con máquinas pick-and-place. Su diseño es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para las líneas de ensamblaje modernas de tecnología de montaje superficial (SMT). El dispositivo también se destaca por ser compatible con circuitos integrados (I.C.), lo que indica que sus características eléctricas son adecuadas para la interfaz directa con salidas de circuitos integrados sin requerir circuitos controladores adicionales en muchas aplicaciones.

2. Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y no deben excederse bajo ninguna condición de operación.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la potencia total máxima que el encapsulado del LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. No debe usarse para operación en corriente continua (DC).
• Corriente Directa en DC (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje inverso que exceda este límite puede causar una falla inmediata y catastrófica. La hoja de datos señala explícitamente que el voltaje inverso no puede usarse para operación continua.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-30°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcionará dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-55°C a +105°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:El encapsulado puede soportar una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos durante la soldadura por reflujo.

3. Características Eléctricas y Ópticas

Las características eléctricas y ópticas típicas se miden a una temperatura ambiente de 25°C y una corriente directa (I_F) de 5 mA, a menos que se indique lo contrario. Esto constituye la línea base para el rendimiento del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_V):45.0 mcd (Mín.), 180.0 mcd (Máx.). La intensidad se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. El valor real para una unidad específica cae dentro de un rango de clasificación (ver Sección 4).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (Típico). Este amplio ángulo de visión indica un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):x=0.203, y=0.319 (Típico). Estas coordenadas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 definen el punto blanco del LED. Se aplica una tolerancia de ±0.01 a estos valores, y las unidades específicas se clasifican en consecuencia.
• Voltaje Directo (V_F):2.55 V (Mín.), 3.15 V (Máx.) a I_F=5mA. Se entiende que el valor típico está alrededor del centro de este rango. V_Ftambién está sujeto a clasificación.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (Máx.) a V_R=5V.

Notas Importantes:

• Precaución ESD:El LED es sensible a las Descargas Electroestáticas (ESD) y a los picos de voltaje. Son obligatorios los procedimientos adecuados de manejo ESD, incluyendo el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guantes antiestáticos y asegurarse de que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra.
• Equipo de Medición:Las coordenadas de cromaticidad y los valores de intensidad luminosa se verifican utilizando un probador CAS140B.

4. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en rangos de rendimiento. El LTW-C190DA5 utiliza un sistema de clasificación tridimensional para el Voltaje Directo (V_F), la Intensidad Luminosa (I_V) y el Tono (coordenadas de cromaticidad x, y).

4.1 Clasificación del Voltaje Directo (V_F)

A una corriente de prueba de 5mA, las unidades se clasifican en tres rangos:

- Rango A: V_F= 2.55V a 2.75V

- Rango B: V_F= 2.75V a 2.95V

- Rango C: V_F= 2.95V a 3.15V

Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada límite de rango.

4.2 Clasificación de la Intensidad Luminosa (I_V)

A una corriente de prueba de 5mA, las unidades se clasifican en tres rangos:

- Rango P: I_V= 45.0 mcd a 71.0 mcd

- Rango Q: I_V= 71.0 mcd a 112.0 mcd

- Rango R: I_V= 112.0 mcd a 180.0 mcd

Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de rango.

4.3 Clasificación del Tono (Cromaticidad)

Este es el parámetro de clasificación más complejo, que define el punto de color de la luz blanca en el diagrama CIE 1931. Se definen ocho rangos (A1 a A8), cada uno representando un área cuadrilátera pequeña en el plano de coordenadas (x, y). La tabla y el diagrama proporcionados en la página 5 detallan las coordenadas exactas de las esquinas para cada rango. Se aplica una tolerancia de ±0.01 a los valores (x, y) dentro de cada rango. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LEDs con una consistencia de color muy ajustada para aplicaciones donde una apariencia blanca uniforme es crítica.

5. Información del Encapsulado y Mecánica

El LED se suministra en un encapsulado SMD estándar. Las dimensiones específicas del encapsulado se detallan en los dibujos de la hoja de datos. Las notas mecánicas clave incluyen:

• Todas las dimensiones principales se proporcionan en milímetros, con una tolerancia acompañante de ±0.10 mm (0.004") a menos que se especifique lo contrario.
• El color de la lente se especifica como "Verde", lo que típicamente se refiere al color de la resina de encapsulado, no al color de la luz emitida (que es blanca).
• Se proporcionan las dimensiones recomendadas para las almohadillas de soldadura para garantizar una unión de soldadura confiable y una alineación adecuada durante el reflujo.

6. Guías de Soldadura, Ensamblaje y Almacenamiento

6.1 Proceso de Soldadura

El componente es totalmente compatible con la soldadura por reflujo infrarrojo (IR). El perfil sugerido debe adherirse al límite absoluto máximo de 260°C durante 10 segundos. Una condición recomendada típica incluye una etapa de precalentamiento a 150-200°C durante un máximo de 120 segundos, seguida de una temperatura máxima que no exceda los 260°C. El tiempo por encima de la temperatura de liquidus y la tasa de enfriamiento deben controlarse de acuerdo con las pautas estándar JEDEC para el ensamblaje SMT. La soldadura manual con cautín es posible pero estrictamente limitada: una temperatura máxima de la punta del cautín de 300°C por no más de 3 segundos, y solo se permite un intento de soldadura.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es crucial para mantener la soldabilidad:

- Paquete Sellado:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año cuando la bolsa hermética con desecante está intacta.

- Paquete Abierto:Si se abre el embalaje original, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes deben usarse dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben guardarse en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados por más de una semana fuera del embalaje original requieren un pretratamiento de horneado (aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas) antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los solventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. El uso de líquidos químicos no especificados puede dañar el encapsulado del LED.

7. Especificaciones de Empaque y Carrete

El producto se suministra para ensamblaje automatizado:

- Empaquetado en cinta portadora con relieve de 8 mm de ancho.

- Enrollado en carretes estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

- Cada carrete completo contiene 4000 piezas.

- La cantidad mínima de pedido para remanentes es de 500 piezas.

- Las especificaciones de la cinta y el carrete cumplen con ANSI/EIA 481-1-A-1994.

- Los espacios vacíos en la cinta se sellan con una cinta de cubierta.

- El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos ("lámparas faltantes") en un carrete es de dos.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

Uso Previsto:Este LED está diseñado para aplicaciones en equipos electrónicos estándar, incluyendo equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos.

Aplicaciones Críticas:La hoja de datos contiene una advertencia crucial. Indica que se requiere consulta antes de usar este LED en aplicaciones donde se necesita una confiabilidad excepcional, particularmente donde una falla podría poner en riesgo la vida o la salud. Esto incluye, pero no se limita a, aviación, transporte, control de tráfico, sistemas médicos/de soporte vital y dispositivos de seguridad. Para tales aplicaciones, se deben obtener componentes con las calificaciones de confiabilidad apropiadas.

Diseño del Circuito:Debido a la naturaleza de diodo de los LEDs, casi siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante en serie con el LED cuando se conecta a una fuente de voltaje. El valor de la resistencia en serie (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_fuente- V_F) / I_F. Los diseñadores deben usar el V_Fmáximo del rango o de la hoja de datos para garantizar una corriente suficiente bajo todas las condiciones. El amplio rango de V_F(2.55V-3.15V) resalta la importancia de este cálculo o del uso de controladores activos de corriente constante para un brillo consistente.

Gestión Térmica:Aunque no es un LED de alta potencia, adherirse a la disipación de potencia máxima (72mW) y al rango de temperatura de operación es importante para la longevidad. Una corriente excesiva o un diseño térmico deficiente de la PCB que conduzca a altas temperaturas de unión acelerará la depreciación de lúmenes y reducirá la vida operativa.

9. Comparación Técnica y Características Clave

El LTW-C190DA5 representa un LED SMD blanco de brillo estándar para fines de indicación general y retroiluminación. Sus diferenciadores y características clave incluyen:

• Tecnología InGaN:El uso de un chip de Nitruro de Galio e Indio es estándar para los LEDs blancos y azules modernos, ofreciendo buena eficiencia y confiabilidad.
• Cumplimiento RoHS/Ecológico:Esencial para la mayoría de los mercados globales actuales.
• Clasificación Integral:La clasificación de tres parámetros (V_F, I_V, Tono) permite una selección precisa para aplicaciones que requieren uniformidad de color o brillo entre múltiples LEDs.
• Compatibilidad SMT:El empaque en cinta de 8 mm y carrete y la compatibilidad con reflujo IR son obligatorios para una fabricación de alto volumen y rentable.
• Amplio Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para aplicaciones donde el LED necesita ser visible desde una amplia gama de posiciones, no solo directamente en el eje.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es el voltaje directo típico para alimentar este LED?

R1: El V_Ftípico es de alrededor de 2.85V a 5mA, pero puede variar de 2.55V a 3.15V. Siempre diseñe para el V_Fmáximo en su rango elegido para garantizar que se logre la corriente deseada.

P2: ¿Puedo alimentar este LED con 20mA continuamente?

R2: Sí, 20mA es la corriente directa continua máxima recomendada. Operar en este máximo producirá la salida de luz más alta, pero puede reducir la vida útil a largo plazo en comparación con corrientes más bajas. Considere siempre la gestión térmica.

P3: ¿Cómo interpreto el diagrama de Clasificación de Tono (Página 5)?

R3: El diagrama traza los ocho rangos (A1-A8) en el gráfico de cromaticidad CIE 1931. Cada rango es un cuadrilátero pequeño. Las coordenadas (x, y) en la tabla definen las esquinas de estos cuadriláteros. Usted selecciona un código de rango para garantizar que el punto de color del LED caiga dentro de esa región específica en el gráfico.

P4: Mi proceso de ensamblaje utiliza un perfil de reflujo con un pico de 250°C. ¿Es esto aceptable?

R4: Sí, un pico de 250°C está dentro del límite especificado de 260°C máximo. Asegúrese de que el tiempo total por encima de la temperatura de liquidus de la soldadura y las tasas de rampa se controlen de acuerdo con las pautas SMT estándar.

P5: ¿Por qué es tan importante la protección ESD para los LEDs?

R5: La unión semiconductor en un LED es muy sensible a las descargas electrostáticas de alto voltaje, que pueden degradar o destruir instantáneamente el dispositivo. El daño por ESD puede no ser visible de inmediato, pero puede causar fallas prematuras o un rendimiento alterado.