Hoja Técnica del Indicador LED Bicolor SMT CBI LTL-M12YB1H310U - Amarillo/Azul - 10mA - 72/78mW - Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-M12YB1H310U es un Indicador para Placa de Circuito (CBI) de Tecnología de Montaje Superficial (SMT). Consiste en una carcasa negra de plástico en ángulo recto diseñada para acoplarse con lámparas LED específicas. Este componente está diseñado para facilitar su montaje en placas de circuito impreso (PCB), ofreciendo un diseño apilable para crear matrices horizontales o verticales. Su función principal es proporcionar una indicación visual de estado clara y de alto contraste en equipos electrónicos.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Diseño de Montaje Superficial:Totalmente compatible con procesos automáticos de ensamblaje SMT, permitiendo una colocación eficiente y de gran volumen en PCBs.
• Visibilidad Mejorada:El material de la carcasa negra proporciona un alto contraste con el LED iluminado, mejorando la legibilidad en diversas condiciones de iluminación.
• Fuente de Color Dual:Integra AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para la emisión amarilla e InGaN (Nitruro de Indio y Galio) para la emisión azul, combinados con una lente difusora blanca para una apariencia de luz uniforme.
• Eficiencia Energética:Se caracteriza por un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa, siendo adecuado para aplicaciones sensibles a la potencia.
• Cumplimiento Ambiental:Este es un producto libre de plomo y cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Pruebas de Fiabilidad:Los dispositivos se someten a un acondicionamiento previo acelerado según los estándares JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos) Nivel 3, lo que indica un nivel robusto de sensibilidad a la humedad adecuado para procesos estándar de reflujo SMT.

1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo

Este indicador está diseñado para su uso en equipos electrónicos ordinarios en varias industrias clave:

• Sistemas Informáticos:Luces de estado en placas base, servidores, dispositivos de almacenamiento y periféricos.
• Equipos de Comunicación:Indicadores para conmutadores de red, routers, módems y dispositivos de telecomunicaciones.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de encendido, modo o función en equipos de audio/vídeo, electrodomésticos y dispositivos personales.
• Controles Industriales:Indicadores de panel para maquinaria, instrumentación y sistemas de control que requieren retroalimentación visual fiable.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (P_d):Amarillo: 72 mW, Azul: 78 mW. Este parámetro limita la potencia eléctrica total que puede convertirse en calor dentro del encapsulado del LED.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):80 mA para ambos colores. Esta es la corriente instantánea máxima permitida, típicamente para operación pulsada con un ciclo de trabajo ≤ 1/10 y un ancho de pulso ≤ 0.1ms. Exceder este valor puede causar un fallo catastrófico.
• Corriente Directa en CC (I_F):Amarillo: 30 mA, Azul: 20 mA. Esta es la corriente continua máxima recomendada para una operación fiable a largo plazo. El valor más bajo para el LED azul refleja las características típicas del material InGaN.
• Rangos de Temperatura:Operación: -40°C a +85°C; Almacenamiento: -40°C a +100°C. Estos amplios rangos aseguran la funcionalidad en entornos hostiles y condiciones de almacenamiento seguras.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa (I_V):Amarillo: 18 mcd (mín.), Azul: 12.6 mcd (mín.) a I_F= 10mA. Esto mide el brillo percibido por el ojo humano. El código de clasificación para I_Vestá marcado en la bolsa de embalaje para fines de clasificación.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):Amarillo: 592 nm (típ.), Azul: 468 nm (típ.). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Amarillo: 582-595 nm, Azul: 464-476 nm a I_F= 10mA. Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta longitud de onda única representa mejor el color percibido del LED y define su clasificación de color.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):Amarillo: 15 nm (típ.), Azul: 25 nm (típ.). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática. Los LEDs amarillos de AlInGaP típicamente tienen espectros más estrechos que los LEDs azules de InGaN.
• Tensión Directa (V_F):Amarillo: 1.7-2.4V, Azul: 2.7-3.8V a I_F= 10mA. La caída de tensión a través del LED cuando conduce corriente. La V_Fmás alta para el azul es característica de la tecnología InGaN.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (máx.) para ambos colores a V_R= 5V. Los LEDs no están diseñados para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

La hoja de datos implica un sistema de clasificación basado en parámetros ópticos clave para asegurar la consistencia de color y brillo en la producción.

• Clasificación por Longitud de Onda/Color:Los rangos de longitud de onda dominante (λ_d) (Amarillo: 582-595nm, Azul: 464-476nm) definen la variación de color aceptable. Los productos se clasifican en lotes dentro de estos rangos.
• Clasificación por Intensidad Luminosa:La intensidad luminosa (I_V) tiene un valor mínimo especificado. Es probable que los dispositivos se prueben y clasifiquen en lotes de intensidad, con el código de lote específico marcado en el embalaje (como se indica en la hoja de datos).
• Clasificación por Tensión Directa:Aunque no se establece explícitamente como un parámetro clasificado, el rango especificado de V_Findica la variación permitida. Una V_Fconsistente es importante para el emparejamiento de corriente en circuitos paralelos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para el diseño.

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Muestra la relación entre la corriente directa (I_F) y la tensión directa (V_F). Es no lineal, con una tensión de encendido/umbral (aprox. 1.5V para amarillo, 2.5V para azul) después de la cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de tensión. Esto requiere limitación de corriente en los circuitos de excitación.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Típicamente muestra que I_Vaumenta linealmente con I_Fa corrientes más bajas, pudiendo saturarse a corrientes más altas debido a la caída térmica y de eficiencia.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa generalmente disminuye al aumentar la temperatura de unión. La tensión directa también disminuye al aumentar la temperatura (coeficiente de temperatura negativo).
• Distribución Espectral:El gráfico mostraría la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda, con un pico en λ_Py un ancho definido por Δλ. La longitud de onda dominante λ_dse calcula a partir de este espectro.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones de Contorno

El componente presenta un perfil de montaje en ángulo recto (90 grados). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia por defecto de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• El material de la carcasa es plástico negro.
• El LED integrado es de tipo bicolor amarillo/azul con una lente difusora blanca para mezcla de luz y un ángulo de visión más amplio.

5.2 Identificación de Polaridad y Montaje

Aunque la disposición exacta de las almohadillas no se detalla en el texto proporcionado, los LEDs SMT requieren una orientación de polaridad correcta. El diseño de la huella en el PCB debe coincidir con la configuración de los terminales del componente. La carcasa negra y el diseño en ángulo recto ayudan en el alineamiento mecánico durante la colocación.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. Usar dentro de un año a partir de la fecha de sellado de la bolsa.
• Paquete Abierto:Para componentes extraídos de bolsas barrera de humedad, almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (1 semana) posteriores a la exposición.
• Exposición Prolongada:Si la exposición supera las 168 horas, se requiere un secado a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante el reflujo.

6.2 Parámetros del Proceso de Soldadura

• Soldadura Manual (con Cautín):Temperatura máxima 350°C, tiempo máximo 3 segundos por unión. Aplicar solo una vez.
• Soldadura por Ola:Precalentamiento: 150-200°C hasta 120 segundos. Ola de soldadura: Máximo 260°C hasta 5 segundos. El proceso máximo es dos veces.
• Soldadura por Reflujo:El componente está cualificado para JEDEC Nivel 3. Se proporciona un perfil de reflujo de ejemplo, enfatizando la necesidad de seguir los límites JEDEC y las recomendaciones del fabricante de la pasta de soldar. El proceso de reflujo no debe exceder dos ciclos. El perfil típicamente incluye etapas de precalentamiento, estabilización térmica, pico de reflujo (recomendado ~245-260°C) y enfriamiento.

6.3 Limpieza y Estrés Mecánico

• Usar disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico para la limpieza si es necesario.
• Evitar aplicar estrés mecánico a los terminales o la carcasa durante el ensamblaje. No usar la base del marco de terminales como punto de apoyo para doblar.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

• Cinta Portadora:Diseño estándar con paso de 10 agujeros de piñón. Material: Aleación de poliestireno conductor negro. Espesor: 0.40 ±0.06 mm.
• Carrete:Carrete estándar de 13 pulgadas (330mm) de diámetro. Cantidad: 1,400 piezas por carrete.
• Cartón:Un carrete se embala con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad en una Bolsa Barrera de Humedad (MBB). Tres MBBs se embalan en un Cartón Interno (4,200 pzas. en total). Diez Cartones Internos se embalan en un Cartón Externo (42,000 pzas. en total).

7.2 Número de Parte y Revisión

El número de parte base es LTL-M12YB1H310U. Se lleva un historial de revisiones del documento, siendo la fecha efectiva de la especificación actual el 01/04/2021.

8. Recomendaciones de Diseño para Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Consideración Crítica:Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. Para asegurar un brillo uniforme, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Modelo de Circuito A). No se recomienda excitar múltiples LEDs en paralelo directamente desde una fuente de tensión (Modelo de Circuito B), ya que pequeñas variaciones en la tensión directa individual (V_F) causarán diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo.

El valor de la resistencia en serie (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{de alimentación}- V_F) / I_F, donde I_Fes la corriente de operación deseada (ej., 10mA) y V_Fes la tensión directa típica de la hoja de datos.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, mantener la temperatura de unión del LED dentro del rango de operación especificado es crucial para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegurar un área de cobre adecuada en el PCB o alivio térmico alrededor de las almohadillas de soldadura para disipar calor, especialmente si se opera cerca de la corriente continua máxima.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con chips LED discretos o LEDs SMT más simples, este CBI (Indicador para Placa de Circuito) ofrece ventajas distintivas:

• Solución Integrada:Combina el chip LED, la lente y una carcasa estructural en ángulo recto en un solo encapsulado SMT, simplificando el diseño mecánico y el ensamblaje.
• Legibilidad Mejorada:La carcasa negra y la lente difusora proporcionan un contraste y ángulo de visión superiores en comparación con muchos LEDs sin carcasa y con lente transparente.
• Funcionalidad Bicolor:La integración de dos materiales semiconductores distintos (AlInGaP e InGaN) en un solo encapsulado permite la indicación de doble estado (ej., encendido/en espera, modo A/modo B) sin usar espacio adicional en el PCB.
• Diseño Apilable:Facilita la creación de barras o matrices de múltiples indicadores con espaciado y alineación consistentes.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Puedo excitar este LED directamente desde una salida lógica de 5V o 3.3V?

R1: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y el LED azul (V_F~3.2V típ.) a 10mA: R_s= (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ω. Puede necesitarse un transistor excitador o un CI excitador de LED dedicado para corrientes más altas o multiplexación.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico (λ_P) y Longitud de Onda Dominante (λ_d)?

R2: λ_Pes el pico físico del espectro de luz. λ_des un valor calculado que representa el color percibido por el ojo humano, derivado del espectro completo y las funciones de igualación de color CIE. λ_des más relevante para la especificación de color y la clasificación.

P3: ¿Cómo interpreto el acondicionamiento previo JEDEC Nivel 3?

R3: JEDEC Nivel 3 significa que el componente puede estar expuesto a condiciones ambientales de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta 168 horas (1 semana) después de abrir la bolsa barrera de humedad sin requerir un secado antes de la soldadura por reflujo. Esto ofrece flexibilidad en la programación de la fabricación.

P4: ¿Por qué las corrientes máximas son diferentes para el amarillo y el azul?

R4: Los diferentes materiales semiconductores (AlInGaP vs. InGaN) tienen diferentes propiedades eléctricas y térmicas, lo que lleva a diferentes densidades de corriente máxima segura de operación definidas por las pruebas de fiabilidad del fabricante.

11. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un panel de estado para un conmutador de red.El panel necesita una luz verde para \"Enlace Activo\", una luz amarilla para \"Actividad\" y una luz azul para \"PoE (Power over Ethernet) Activo\". Aunque esta parte específica es amarilla/azul, se podrían usar componentes CBI similares en verde. El diseñador haría:

1. Colocar tres huellas CBI (para verde, amarillo, azul) en una matriz vertical en el área del panel frontal del PCB.
2. Para cada LED, calcular la resistencia en serie apropiada basándose en la tensión de E/S digital de 3.3V del sistema y la corriente de excitación deseada de 8mA para un brillo adecuado.
3. Enrutar las señales de control desde el microcontrolador principal del conmutador a las resistencias limitadoras de corriente y luego a los ánodos de los LED. Conectar todos los cátodos a tierra.
4. En las instrucciones de ensamblaje, especificar que la línea SMT debe seguir el perfil de reflujo JEDEC Nivel 3 y que cualquier placa con CBIs expuestos durante más de 168 horas antes de soldar debe ser secada.

Este enfoque produce un panel de indicadores de aspecto profesional y uniforme que es fácil de ensamblar automáticamente.

12. Introducción al Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región de unión (la capa activa). Allí, se recombinan, liberando energía. En estos materiales (AlInGaP e InGaN), esta energía se libera principalmente como fotones (luz) – un proceso llamado electroluminiscencia. El color específico (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado en la capa activa. El AlInGaP tiene una banda prohibida correspondiente a la luz roja, naranja y amarilla, mientras que el InGaN puede producir luz desde el verde hasta el ultravioleta, siendo el azul una salida común. La lente difusora blanca dispersa la luz, creando un ángulo de visión más uniforme y amplio.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de indicadores SMT como el CBI sigue tendencias más amplias en electrónica:

• Miniaturización e Integración:Reducción continua del tamaño del encapsulado e integración de más funciones (ej., multicolor RGB, excitadores IC incorporados) en encapsulados SMT únicos.
• Mayor Eficiencia:Mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna (IQE) y técnicas de extracción de luz conducen a una mayor intensidad luminosa por unidad de potencia eléctrica de entrada.
• Fiabilidad y Robustez Mejoradas:Los avances en materiales de encapsulado y tecnologías de unión del chip mejoran el rendimiento en rangos de temperatura más amplios y con mayor vida útil.
• Estandarización:Adopción más amplia de huellas estandarizadas y características ópticas para simplificar el diseño y el abastecimiento para los ingenieros.