Hoja de Datos del LED SMD LTST-C990NSKT-PO - Amarillo AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para ensamblaje automatizado y aplicaciones con limitaciones de espacio. El dispositivo utiliza un chip Ultra Brillante de AlInGaP para ofrecer una salida de luz amarilla vibrante, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos modernos.

1.1 Características

• Cumple con los estándares ambientales RoHS.
• Incorpora una lente de tipo domo para una distribución de luz optimizada.
• Utiliza un chip semiconductor Ultra Brillante de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP).
• Suministrado en cinta estándar de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para colocación automática pick-and-place.
• El encapsulado cumple con los estándares EIA (Electronic Industries Alliance).
• Corriente de accionamiento compatible con nivel lógico.
• Totalmente compatible con equipos de colocación y ensamblaje automatizados.
• Resiste los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

Este LED está diseñado para integrarse en diversos sistemas electrónicos, incluyendo, entre otros:

• Dispositivos de telecomunicaciones y equipos de automatización de oficinas.
• Electrodomésticos y paneles de control industrial.
• Retroiluminación de teclados y teclados numéricos.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas y paneles informativos compactos.
• Iluminación de señalización y luminarias simbólicas.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los siguientes límites no deben superarse bajo ninguna circunstancia, ya que hacerlo puede causar daños permanentes al dispositivo. Todas las especificaciones se dan a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):62.5 mW. Esta es la potencia total máxima que el encapsulado puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):60 mA. Permisible solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA DC. La corriente máxima recomendada para operación continua.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede dañar la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Resiste una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario. Definen el comportamiento operativo del LED.

• Intensidad Luminosa (I_V):710.0 a 1800.0 mcd (milicandelas). Medida con un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. El amplio rango se gestiona mediante el sistema de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):75 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial máximo, indicando un cono de visión relativamente amplio típico de los encapsulados con lente de domo.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Típicamente 591 nm. La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):587.0 a 597.0 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color amarillo del LED, derivada de las coordenadas de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Típicamente 15 nm. El ancho de banda del espectro de luz emitida a la mitad de su intensidad máxima, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (V_F):1.7 a 2.5 V. La caída de voltaje a través del LED cuando se alimenta a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un rendimiento consistente en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo, color y voltaje para su aplicación.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los lotes definen el rango de caída de voltaje directo a 20mA. La tolerancia dentro de cada lote es de ±0.1V.

• E2:1.7V – 1.9V
• E3:1.9V – 2.1V
• E4:2.1V – 2.3V
• E5:2.3V – 2.5V

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Los lotes categorizan la salida luminosa mínima y máxima a 20mA. La tolerancia dentro de cada lote es de ±15%.

• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd
• W1:1120.0 – 1400.0 mcd
• W2:1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Tono)

Los lotes garantizan la consistencia del color agrupando los LED según su longitud de onda dominante. La tolerancia dentro de cada lote es de ±1 nm.

• J:587.0 – 589.5 nm
• K:589.5 – 592.0 nm
• L:592.0 – 594.5 nm
• M:594.5 – 597.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan información sobre el comportamiento del LED bajo diversas condiciones. Son esenciales para un diseño de circuito robusto.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V demuestra la relación exponencial entre corriente y voltaje. El voltaje directo (V_F) tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. Los diseñadores deben tener esto en cuenta al diseñar circuitos limitadores de corriente para evitar la fuga térmica en configuraciones en paralelo.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida de luz es aproximadamente lineal con la corriente en el rango de operación típico (hasta la clasificación máxima DC). Conducir el LED más allá de sus límites absolutos máximos conducirá a una caída de eficiencia super-lineal, mayor calor y una depreciación acelerada del lumen.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz de los LED AlInGaP disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta curva de reducción de potencia es crítica para aplicaciones que operan en entornos de temperatura elevada, ya que informa el margen de diseño necesario para mantener los niveles de brillo requeridos.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico espectral confirma la longitud de onda pico cercana a 591nm y el estrecho ancho medio espectral de aproximadamente 15nm, característico de la tecnología AlInGaP y que resulta en un color amarillo saturado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED cumple con una huella estándar de la industria para SMD. Las dimensiones clave incluyen un tamaño del cuerpo y un espaciado de terminales diseñados para una soldadura confiable y manejo automatizado. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.1mm, salvo que se especifique lo contrario. El encapsulado presenta una lente transparente de forma de domo.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Montaje en PCB

Se proporciona un diagrama del patrón de soldadura para garantizar una formación adecuada de la unión, gestión térmica y estabilidad mecánica. Adherirse a esta huella recomendada minimiza el efecto "tombstoning" y otros defectos de soldadura durante el reflujo.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo está típicamente marcado en el cuerpo del dispositivo. Se debe consultar la hoja de datos para el esquema de marcado específico. Se debe observar la polaridad correcta durante el ensamblaje para evitar daños por polarización inversa.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda el siguiente perfil:

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Pico del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima de 260°C:Máximo 10 segundos.
• Número Máximo de Pasadas de Reflujo: Two.

El perfil debe cumplir con los estándares JEDEC. Es necesaria una caracterización específica de la placa, ya que la masa térmica y el diseño varían.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un cautín con control de temperatura.

• Temperatura de la Punta del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura por Terminal:Máximo 3 segundos.
• Importante:La soldadura manual debe limitarse únicamente a reparaciones puntuales, no para el ensamblaje inicial.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, utilice únicamente disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol isopropílico (IPA) o alcohol etílico. La inmersión debe ser a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones ESD:Este dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Deben usarse controles ESD adecuados (pulseras antiestáticas, estaciones de trabajo conectadas a tierra, suelos conductivos) durante la manipulación.
• Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL):El componente tiene una clasificación MSL 3. Una vez abierta la bolsa original con barrera de humedad, los LED deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana en condiciones ambientales que no excedan los 30°C / 60% HR.
• Almacenamiento a Largo Plazo (Bolsa Abierta):Para almacenamiento más allá de una semana, seque los LED a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar, o almacénelos en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Vida Útil en Almacén (Bolsa Sellada):Un año cuando se almacena a ≤ 30°C y ≤ 90% HR en el embalaje original a prueba de humedad con desecante.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve para ensamblaje automatizado.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:3000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• Estándar de Embalaje:Conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481. Los huecos vacíos se sellan con cinta de cubierta.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito de accionamiento de corriente constante. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del lote o de la hoja de datos para garantizar corriente suficiente en todas las condiciones.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño adecuado del PCB es esencial para la longevidad. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas de soldadura para que actúe como disipador de calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Evite colocar LED cerca de otros componentes que generen calor.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 75 grados proporciona un haz amplio. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serán necesarias ópticas secundarias (lentes, guías de luz). La lente de domo ofrece una buena intensidad en el eje, adecuada para visualización directa como indicador.

8.4 Fiabilidad y Vida Útil

La vida útil del LED se define típicamente como el punto donde la salida luminosa se degrada al 50% (L70) o 70% (L50) de su valor inicial. Operar el LED por debajo de sus límites absolutos máximos, particularmente en términos de corriente y temperatura, es el factor principal para maximizar su vida útil operativa.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda específica a la que el LED emite la mayor potencia óptica. Es una medición física del espectro.Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única de la luz monocromática que parecería tener el mismo color que el LED para un observador humano estándar. Se calcula a partir de las coordenadas de cromaticidad CIE y es más relevante para la especificación del color.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

No.El voltaje directo es de solo 1.7-2.5V. Conectarlo directamente a 3.3V causaría un flujo de corriente excesivo, muy superior al máximo de 25mA, lo que llevaría a un fallo inmediato o rápido. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un regulador.

9.3 ¿Por qué existe un sistema de clasificación para voltaje e intensidad?

Las variaciones en los procesos de fabricación de semiconductores causan ligeras diferencias en el rendimiento. La clasificación (binning) ordena los LED en grupos con parámetros estrictamente controlados. Esto permite a los diseñadores seleccionar un lote que garantice que su diseño funcionará correctamente (por ejemplo, asegurar un brillo uniforme en múltiples LED de una matriz seleccionando el mismo lote de intensidad).

9.4 ¿Cómo interpreto la clasificación MSL 3?

MSL (Nivel de Sensibilidad a la Humedad) 3 significa que el encapsulado puede estar expuesto a las condiciones del piso de fábrica ( ≤ 30°C / 60% HR) hasta 168 horas (7 días) después de abrir la bolsa antes de que se requiera la soldadura por reflujo. Si se excede este tiempo, las piezas deben secarse para eliminar la humedad absorbida que podría causar "efecto palomita de maíz" (agrietamiento del encapsulado) durante el reflujo.

10. Introducción Tecnológica y Tendencias

10.1 Principio de la Tecnología AlInGaP

El Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) es un compuesto semiconductor III-V utilizado principalmente para producir LED de alta eficiencia en las regiones roja, naranja, ámbar y amarilla del espectro visible. Al ajustar las proporciones de aluminio, indio y galio, se puede sintonizar el bandgap del material, lo que determina directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Los LED AlInGaP son conocidos por su alta eficacia luminosa y buena estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP.

10.2 Tendencias de la Industria

La tendencia general en los LED SMD es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mayor densidad de potencia en encapsulados más pequeños y una mejor consistencia y reproducción del color. También existe un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales sin plomo y sin halógenos para cumplir con las estrictas regulaciones ambientales a nivel mundial. La tecnología de encapsulado continúa evolucionando para gestionar mejor la extracción de calor, que es el principal limitador del rendimiento y la vida útil en aplicaciones de alta potencia.