Hoja de Datos del LED SMD LTSA-G6SVUWETU - Luz Blanca, Lente Amarillo - Especificaciones Eléctricas y Ópticas

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un Diodo Emisor de Luz (LED) de Montaje Superficial (SMD) de alto rendimiento. El dispositivo está diseñado para procesos de montaje automatizado y es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos donde la eficiencia de espacio y la fiabilidad son críticas. El LED presenta una fuente de luz blanca, lograda mediante tecnología InGaN, y está encapsulado dentro de una lente de color amarillo, lo que puede influir en el color final percibido y las características de difusión de la luz.

Las ventajas principales de este componente incluyen su conformidad con las directivas RoHS, compatibilidad con equipos de colocación automática y soldadura por reflujo infrarrojo, y su calificación según el estándar AEC-Q101 para componentes de grado automotriz. Sus mercados objetivo principales incluyen aplicaciones de accesorios automotrices, electrónica portátil, dispositivos informáticos y sistemas de red.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La disipación de potencia absoluta máxima es de 900 mW. Puede manejar una corriente directa continua que va desde 5 mA hasta 250 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 500 mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1ms. El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica desde -40°C hasta +110°C. Es crucial señalar que este LED no está diseñado para operación con tensión inversa.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 140mA, se definen los parámetros clave de rendimiento. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de 11.2 cd a 22.0 cd. El ángulo de visión (2θ1/2), que representa el ángulo donde la intensidad es la mitad del valor axial, es típicamente de 120 grados, indicando un patrón de haz amplio. La tensión directa (VF) típicamente cae entre 2.8V y 3.6V a la corriente de prueba. Las coordenadas de cromaticidad (Cx, Cy) se centran alrededor de (0.33, 0.34), definiendo el punto blanco en el espacio de color CIE. La corriente inversa (IR) es típicamente de 2 μA a una tensión inversa (VR) de 5V, aunque la operación inversa no está prevista.

2.3 Características Térmicas

Una gestión térmica efectiva es vital para el rendimiento y la longevidad del LED. La resistencia térmica desde la unión al ambiente (RθJA) es típicamente de 45 °C/W, medida en un sustrato FR4 estándar con una pista de 16mm². Más significativamente, la resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (RθJS) es típicamente de 25 °C/W, destacando la importancia de un diseño adecuado de la pista térmica en el PCB. La temperatura máxima permitida en la unión (Tj) es de 150°C.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave para garantizar consistencia en la aplicación. El código de lote se presenta típicamente en el formato: Vf / Iv / CIE (ej., 64/FA/IM).

3.1 Clasificación por Tensión Directa (Vf)

Los LEDs se categorizan en cuatro lotes de tensión a 140mA: Lote 24 (2.8-3.0V), Lote 64 (3.0-3.2V), Lote A4 (3.2-3.4V) y Lote E4 (3.4-3.6V). Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada lote.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Se definen tres lotes de intensidad a 140mA: Lote FA (11.2-14.0 cd, ~37.8 lm típ.), Lote FB (14.0-18.0 cd, ~48.0 lm típ.) y Lote GA (18.0-22.0 cd, ~58.0 lm típ.). Se aplica una tolerancia de ±11% a cada lote.

3.3 Clasificación por Color (Cromaticidad)

El punto de color blanco se controla estrictamente mediante la clasificación por coordenadas de cromaticidad CIE. Se definen múltiples lotes (ej., GM, HM, IM, JM, KM) con límites cuadriláteros específicos en el diagrama CIE 1931 (x, y). El objetivo típico está alrededor de (0.33, 0.34). Se mantiene una tolerancia de ±0.01 para las coordenadas x e y dentro de cada lote de tono.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a datos gráficos específicos en la hoja de datos (ej., Figura 2: Distribución Espacial), las curvas típicas para estos LEDs ilustrarían la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (mostrando una caída sub-lineal a corrientes altas), la tensión directa vs. temperatura, y la intensidad relativa vs. longitud de onda (distribución espectral de potencia). El gráfico de distribución espacial confirma el amplio ángulo de visión de 120 grados, mostrando cómo disminuye la intensidad de la luz fuera del eje.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED viene en un formato de encapsulado EIA estándar adecuado para montaje SMD. El marco de conexión del cátodo está explícitamente designado como el disipador de calor principal del dispositivo, lo cual es crítico para el diseño del layout del PCB para garantizar un rendimiento térmico óptimo. Los planos dimensionales detallados especifican el contorno del encapsulado, el espaciado de las patillas y el tamaño general, con tolerancias típicamente dentro de ±0.1 mm. El color de la lente es amarillo mientras que la luz emitida es blanca.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

La hoja de datos recomienda un perfil de reflujo infrarrojo conforme a J-STD-020 para procesos de soldadura sin plomo. Este perfil típicamente incluye tasas específicas de calentamiento, una zona de precalentamiento/estabilización, un tiempo por encima del líquido (TAL), una temperatura pico y tasas de enfriamiento controladas para prevenir choque térmico en el componente.

6.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un diseño sugerido para las pistas de conexión en la placa de circuito impreso para garantizar una soldadura fiable y una disipación de calor efectiva desde la pista térmica del cátodo.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo se recomienda la inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Debe evitarse el uso de productos químicos no especificados, ya que pueden dañar el encapsulado.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

El producto está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 2 según JEDEC J-STD-020. Cuando la bolsa anti-humedad está sellada con desecante, el almacenamiento debe ser a ≤30°C y ≤70% HR, con una vida útil de un año. Una vez abierta, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y deben someterse a soldadura por reflujo dentro de un año. Para un almacenamiento prolongado fuera del embalaje original, son esenciales condiciones de almacenamiento seco apropiadas.

7. Embalaje e Información de Pedido

Los LEDs se suministran en formato de cinta y carrete compatible con máquinas pick-and-place automáticas. El ancho de la cinta es de 12mm, enrollada en un carrete estándar de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 1000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se especifica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para iluminación interior y de accesorios automotrices, retroiluminación para indicadores en electrónica de consumo (teléfonos, portátiles), indicadores de estado en equipos de red e iluminación de propósito general en dispositivos compactos.

8.2 Consideraciones de Diseño

Gestión Térmica:Debido a la disipación de potencia (hasta 900mW) y las cifras de resistencia térmica, diseñar una vía térmica adecuada desde la pista del cátodo hacia el área de cobre del PCB o un disipador externo es primordial para mantener la temperatura de la unión por debajo de 150°C y garantizar una fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable.
Conducción de Corriente:Se recomienda un driver de corriente constante sobre una fuente de tensión constante para garantizar una intensidad luminosa y un punto de color consistentes. El driver debe diseñarse para operar dentro del rango especificado de corriente directa continua (5-250mA).
Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 120 grados lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia sin ópticas secundarias. Para haces enfocados, serían necesarias lentes o reflectores externos.

9. Comparativa y Diferenciación Técnica

Los factores clave de diferenciación para este LED incluyen su calificación AEC-Q101, lo que lo hace adecuado para entornos automotrices exigentes más allá de la electrónica de consumo básica. La combinación de una potencia nominal alta (900mW), una resistencia térmica unión-punto de soldadura relativamente baja (25°C/W) y una clasificación tridimensional detallada (Vf, Iv, CIE) ofrece a los diseñadores un componente con un rendimiento predecible para aplicaciones críticas en color y con restricciones térmicas. La designación explícita del cátodo como disipador simplifica el diseño de la gestión térmica.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 5V?
R: No directamente. La tensión directa está típicamente entre 2.8V y 3.6V. Conectarlo directamente a una fuente de 5V causaría una corriente excesiva y una falla inmediata. Se debe usar una resistencia limitadora de corriente o, preferiblemente, un circuito driver de corriente constante.

P: ¿Cuál es la diferencia entre intensidad luminosa (cd) y flujo luminoso (lm)?
R: La intensidad luminosa mide el brillo del LED en una dirección específica (candelas). El flujo luminoso mide la salida total de luz visible en todas las direcciones (lúmenes). La hoja de datos proporciona equivalentes típicos en lúmenes para los lotes de intensidad, pero la especificación principal es la intensidad debido a la naturaleza direccional de la medición.

P: ¿Por qué la resistencia térmica al punto de soldadura (RθJS) es menor que al ambiente (RθJA)?
R: RθJS mide la vía térmica desde la unión de silicio directamente a las pistas de soldadura en su PCB. RθJA incluye la resistencia adicional desde el PCB al aire circundante. RθJS es más útil para diseñar la gestión térmica del PCB, ya que muestra cuán efectivo es su diseño de placa para extraer calor del propio LED.

P: ¿Qué significa "No diseñado para operación inversa"?
R: Significa que el LED nunca debe estar sujeto a una polarización inversa en la operación normal del circuito. Aunque se especifica una pequeña corriente inversa (2μA a 5V) para fines de prueba, aplicar tensión inversa en un circuito activo puede dañar el dispositivo.

11. Caso Práctico de Aplicación

Escenario: Indicador en el Salpicadero para un Accesorio Automotriz.
Un diseñador necesita un indicador de estado brillante y fiable para un nuevo accesorio automotriz de posventa. Selecciona este LED en el lote 64/FA/IM. Diseña un PCB con una gran área de cobre conectada a la pista del cátodo para disipación de calor. Se implementa un circuito simple de corriente constante ajustado a 140mA usando un CI driver. El amplio ángulo de visión de 120 grados asegura que el indicador sea visible desde varias posiciones de asiento. La calificación AEC-Q101 proporciona confianza en la capacidad del componente para soportar el rango de temperatura y vibración automotriz. La clasificación específica asegura un color y brillo consistentes en todas las unidades de producción.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Esta es una fuente de luz de estado sólido basada en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa (hecha de materiales InGaN), liberando energía en forma de fotones. La emisión primaria del chip InGaN está en el espectro azul o ultravioleta. Para producir luz blanca, esta emisión primaria se convierte utilizando una capa de fósforo dentro del encapsulado. Los fotones azules/UV excitan los fósforos, que luego re-emiten luz a través de un espectro más amplio (amarillo, rojo), mezclándose con la luz azul restante para crear la percepción de blanco. La lente externa de color amarillo actúa como un filtro/difusor final, potencialmente calentando ligeramente la temperatura de color y esparciendo la luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en LEDs SMD como este es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), un índice de reproducción cromática (CRI) mejorado para una mayor precisión de color y tolerancias de clasificación más estrictas para aplicaciones como retroiluminación de pantallas. También existe un impulso continuo hacia paquetes de mayor densidad de potencia y menor resistencia térmica para permitir salidas más brillantes en huellas más pequeñas. La adopción de nuevas tecnologías de fósforo y diseños de chips apunta a proporcionar un rendimiento de color más estable con la temperatura y a lo largo de la vida útil. La búsqueda de la miniaturización continúa mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico y térmico.