Hoja de Datos del LED SMD LTST-T180UWET - Ángulo de Visión de 120 Grados - Voltaje Directo 2.45-3.25V - Corriente 30mA - Luz Blanca con Lente Amarilla - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-T180UWET es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Presenta un factor de forma compacto adecuado para aplicaciones con limitaciones de espacio. El LED emite luz blanca a través de una lente de tono amarillo, lo que puede influir en la temperatura de color percibida y la difusión de la salida. Este componente está diseñado para procesos de fabricación de alto volumen, incluyendo compatibilidad con perfiles de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las características clave de este LED incluyen el cumplimiento de las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), el embalaje en cinta de 8 mm dentro de carretes de 7 pulgadas para equipos de colocación automática, y el acondicionamiento previo según los estándares de sensibilidad a la humedad JEDEC Nivel 3. Sus aplicaciones principales abarcan equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, electrodomésticos, paneles de control industrial y señalización interior. Se utiliza comúnmente para indicación de estado, iluminación simbólica y retroiluminación de paneles frontales donde se requiere una fuente de luz compacta y fiable.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

A una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, el dispositivo tiene límites operativos definidos para garantizar la fiabilidad y prevenir daños. La disipación máxima de potencia es de 97,5 mW. Puede soportar una corriente directa máxima de 100 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms), mientras que la corriente directa continua en DC recomendada es de 30 mA. El dispositivo está clasificado para operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -40°C a +100°C.

2.2 Características Térmicas

La temperatura máxima permitida en la unión (Tj) es de 125°C. La resistencia térmica típica desde la unión al ambiente (Rθja) es de 60°C/W. Este parámetro es crucial para el diseño de gestión térmica; la potencia disipada por el LED hará que la temperatura de la unión aumente por encima de la temperatura ambiente en 60°C por cada vatio de potencia. Se debe considerar un diseño adecuado del PCB y, si es necesario, disipadores de calor adicionales para mantener la unión dentro de límites seguros durante el funcionamiento continuo.

2.3 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20mA, se definen los parámetros clave de rendimiento. La intensidad luminosa (Iv) tiene un rango típico de 1500 mcd (milcandelas) a 3050 mcd, lo que indica una salida brillante. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es de 120 grados, proporcionando un campo de iluminación muy amplio. El voltaje directo (VF) varía desde un mínimo de 2,45V hasta un máximo de 3,25V. La corriente inversa (IR) se especifica con un máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V, teniendo en cuenta que el dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

Los LED se clasifican en bins según parámetros clave para garantizar la consistencia en la producción en masa. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de circuito o brillo.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Los LED se categorizan en cuatro bins de voltaje (D5 a D8), cada uno con un rango de 0,2V que abarca desde 2,45V hasta 3,25V a 20mA. Se aplica una tolerancia de ±0,1V a cada bin. Esto ayuda a diseñar fuentes de alimentación y circuitos limitadores de corriente con caídas de voltaje predecibles.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (IV)

Se definen tres bins de intensidad: W2 (1500-1800 mcd), X1 (1800-2340 mcd) y X2 (2340-3050 mcd). Se aplica una tolerancia de ±11% a cada bin. Seleccionar un bin superior garantiza una mayor salida de luz, lo que puede ser necesario para aplicaciones que requieren mayor visibilidad o para compensar la difusión de la luz a través de materiales.

3.3 Clasificación por Color

Las coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE 1931 se clasifican en seis grupos principales (A1 a F1). Cada bin define un área cuadrilátera en la carta de colores. La tolerancia para el matiz (x, y) dentro de un bin es de ±0,01. Esta clasificación es crítica para aplicaciones donde la consistencia de color entre múltiples LED es importante, como en matrices de retroiluminación o indicadores de estado donde se desea una apariencia uniforme.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el documento hace referencia a datos gráficos específicos (por ejemplo, curvas típicas), los datos tabulares proporcionados permiten el análisis. La relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF) no es lineal y es típica de un diodo. La condición de prueba de 20mA proporciona el punto de operación estándar. El amplio ángulo de visión de 120 grados sugiere un patrón de radiación Lambertiano o similar donde la luz se emite sobre un área amplia en lugar de un haz enfocado. La variación de la intensidad luminosa y del voltaje directo con la temperatura de la unión es una consideración crítica para el diseño; en general, la eficiencia del LED disminuye y el voltaje directo cae a medida que aumenta la temperatura.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED se ajusta a una huella estándar de paquete SMD EIA. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con una tolerancia estándar de ±0,2 mm a menos que se indique lo contrario. Las dimensiones específicas para la longitud, anchura, altura del cuerpo y el espaciado de las patas/almohadillas se definen en el dibujo del paquete, lo cual es esencial para crear patrones de soldadura precisos en el PCB.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Almohadillas

El componente incluye un diagrama recomendado del diseño de las almohadillas de fijación en el PCB para soldadura por reflujo infrarrojo o de fase vapor. Este diseño asegura la formación adecuada de la junta de soldadura y la estabilidad mecánica. El diagrama típicamente indica las almohadillas del ánodo y el cátodo, que deben alinearse correctamente con las marcas de polaridad en el propio paquete del LED (a menudo una muesca, un punto o una pata recortada).

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Reflujo IR Recomendado

Se proporciona un perfil de soldadura por reflujo sugerido para procesos sin plomo (Pb-free), haciendo referencia al estándar J-STD-020B. Este perfil incluye etapas de precalentamiento, estabilización térmica, reflujo y enfriamiento con restricciones específicas de tiempo y temperatura, con una temperatura máxima que no excede los 260°C. El cumplimiento de este perfil es necesario para prevenir daños térmicos en el paquete o la lente del LED.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LED son sensibles a la humedad. Cuando están sellados en su bolsa original a prueba de humedad con desecante, deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% HR. Los componentes expuestos más allá de 168 horas requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol etílico o isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el paquete.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, con 5000 piezas por carrete. Hay una cantidad mínima de pedido de 500 piezas para restos. Las especificaciones de la cinta y el carrete cumplen con los estándares ANSI/EIA 481. El embalaje incluye una cinta de cubierta superior para sellar los bolsillos vacíos, y hay un límite en el número de componentes faltantes consecutivos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para indicadores de estado en electrónica de consumo (teléfonos, portátiles, electrodomésticos), retroiluminación de botones o paneles en equipos de red y controles industriales, e iluminación de bajo nivel en señalización interior. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde la luz necesita ser visible desde varios ángulos.

8.2 Consideraciones de Diseño

1. Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa a 30mA DC o menos. El diseño del circuito debe tener en cuenta el bin de voltaje directo para garantizar una regulación de corriente adecuada.
2. Gestión Térmica:Considere la resistencia térmica de 60°C/W. Para operación continua a corrientes altas, asegúrese de que el PCB pueda disipar el calor de manera efectiva para mantener la temperatura de la unión por debajo de 125°C.
3. Diseño Óptico:La lente amarilla afectará el color de salida. Para requisitos de luz blanca pura, verifique el bin de cromaticidad. El amplio ángulo de visión puede requerir difusores o guías de luz para dar forma al haz para aplicaciones específicas.
4. Precauciones contra ESD:Aunque no se establece explícitamente para este modelo, se recomiendan las precauciones estándar de manipulación contra descargas electrostáticas (ESD) para LED durante el ensamblaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED SMD genéricos, este componente ofrece una clasificación específica por voltaje, intensidad y color, proporcionando una mayor consistencia para series de producción. El ángulo de visión de 120 grados es notablemente más amplio que el de muchos LED estándar (que pueden ser de 60-90 grados), ofreciendo una iluminación más amplia. Su compatibilidad con el acondicionamiento previo JEDEC Nivel 3 y los perfiles estándar de reflujo IR indica robustez para las líneas de ensamblaje de montaje superficial estándar. La clasificación explícita de resistencia térmica proporciona un parámetro concreto para el diseño térmico, que a menudo se omite en hojas de datos más simples.

10. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de alimentación de 5V?
A: Usando la Ley de Ohm (R = (Vfuente - Vf) / If) y el peor caso de Vf (máx. 3,25V a 20mA), la resistencia mínima es (5 - 3,25) / 0,02 = 87,5 ohmios. Use un valor estándar como 100 ohmios o ligeramente superior para asegurar que la corriente no exceda los 20mA para un LED típico.

P: ¿Puedo controlar este LED con una señal PWM para atenuación?
A: Sí, la operación pulsada es aceptable. El límite absoluto máximo permite una corriente pico de 100 mA con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0,1 ms. Para atenuación PWM, asegúrese de que la corriente promedio en el tiempo no exceda la clasificación de 30mA DC, y que la corriente instantánea durante el pulso "encendido" respete la clasificación de pico.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al brillo?
A: La salida luminosa de los LED generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Para un control preciso del brillo en función de la temperatura, puede ser necesario un circuito de realimentación o compensación. El valor de la resistencia térmica ayuda a calcular el aumento esperado de la temperatura de la unión para una condición operativa dada.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Matriz de Indicadores de Estado en Panel Frontal
En un router de red, se utilizan diez LED LTST-T180UWET para indicar el estado del enlace de diferentes puertos. Los pasos de diseño incluyen: 1) Seleccionar LED del mismo bin de intensidad (por ejemplo, X1) y bin de color para garantizar un brillo y tono uniformes en todo el panel. 2) Diseñar un PCB con el diseño de almohadillas recomendado. 3) Usar una línea de 3,3V y calcular una resistencia limitadora de corriente para ~18mA por LED (por ejemplo, (3,3V - 2,85V_típ) / 0,018A = 25 ohmios). 4) Asegurar que el área de cobre del PCB alrededor de las almohadillas sea suficiente para actuar como disipador de calor, especialmente si todos los LED están encendidos continuamente. 5) Seguir el perfil de reflujo especificado durante el ensamblaje. 6) Realizar una inspección visual posterior al ensamblaje para verificar la soldadura y alineación correctas.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los diodos emisores de luz son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos electrónicos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. Los LED blancos se crean típicamente utilizando un chip LED azul o ultravioleta recubierto con un material de fósforo que convierte parte de la luz emitida en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo), resultando en una mezcla percibida como luz blanca. La lente amarilla en este modelo particular puede modificar aún más la salida espectral o difundir la luz.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en la tecnología de LED SMD continúa hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), un índice de reproducción cromática (IRC) mejorado para LED blancos y tamaños de paquete más pequeños que permiten diseños de mayor densidad. También hay un enfoque en una mayor fiabilidad bajo condiciones de operación a temperaturas más altas y una clasificación más precisa por color y flujo para satisfacer las demandas de aplicaciones como pantallas de alta resolución e iluminación automotriz. La búsqueda de eficiencia energética en todos los dispositivos electrónicos impulsa aún más la adopción de LED con características de rendimiento óptimas.