Hoja de Datos del LED SMT CBI LTLM11KF1H310U - Color Ámbar - 2.0V Típ. - 72mW Máx. - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLM11KF1H310U es un Indicador para Placa de Circuito (CBI) diseñado para procesos de montaje superficial (SMT). Consta de una carcasa (soporte) negra de plástico en ángulo recto que integra un diodo emisor de luz. Este componente está diseñado para aplicaciones que requieren una indicación de estado clara en placas de circuito impreso (PCB).

1.1 Características Principales

• Compatibilidad SMT:Diseñado para procesos automatizados de pick-and-place y soldadura por reflujo.
• Contraste Mejorado:El material de la carcasa negra mejora el contraste visual del indicador iluminado contra el fondo de la PCB.
• Alta Eficiencia:Ofrece bajo consumo de energía con alta eficiencia luminosa.
• Cumplimiento Ambiental:Este es un producto sin plomo que cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Diseño Óptico:Utiliza un chip semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) que emite luz ámbar, acoplado a una lente difusa blanca para un ángulo de visión uniforme y amplio.
• Fiabilidad:Los dispositivos se someten a un preacondicionamiento acelerado al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC, garantizando robustez contra daños inducidos por humedad durante la soldadura.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED indicador es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo:

• Periféricos y placas base de computadora
• Dispositivos de comunicación y equipos de red
• Electrónica de consumo
• Sistemas de control industrial e instrumentación

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (TA) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW máximo.
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA máximo. Este límite aplica en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo ≤ 1/10 y un ancho de pulso ≤ 0.1 ms.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA DC máximo.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante un máximo de 5 segundos durante la soldadura por reflujo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (Iv):8.7 mcd (mínimo), 30 mcd (típico), 50 mcd (máximo) a una corriente directa (IF) de 10 mA. El código de clasificación Iv está marcado en cada bolsa de empaque para fines de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial máximo.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):608 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):598 nm (mínimo), 605 nm (típico), 612 nm (máximo) a IF=10 mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (ámbar).
• Ancho Medio Espectral (Δλ):18 nm (típico). Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Tensión Directa (VF):1.8 V (mínimo), 2.0 V (típico), 2.6 V (máximo) a IF = 10 mA.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo a una tensión inversa (VR) de 5V.Nota Importante:Este dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto emplea un sistema de clasificación (binning) para garantizar la consistencia del color y el rendimiento.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa (Iv) se clasifica en grupos (bins), con el código específico del grupo impreso en la bolsa de empaque del producto. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con niveles de brillo consistentes para sus aplicaciones, lo cual es crítico para paneles con múltiples indicadores donde se desea una apariencia uniforme.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda

La longitud de onda dominante (λd) se especifica con un rango de 598 nm a 612 nm. Aunque no se detalla explícitamente como grupos separados en esta hoja de datos, los valores mín/típ/máx indican la variación controlada en el punto de color (tono) entre lotes de producción. Para aplicaciones con requisitos de color estrictos, se recomienda consultar con el fabricante la disponibilidad de grupos específicos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas (referenciadas en la hoja de datos) ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se reproducen aquí, se analizan sus implicaciones.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La curva I-V para un LED de AlInGaP típicamente muestra una relación exponencial. La tensión directa (VF) especificada de 2.0V típico a 10mA es un parámetro de diseño clave para calcular el valor de la resistencia limitadora de corriente en serie en el circuito de conducción.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa generalmente aumenta de forma lineal con la corriente directa en el rango de operación normal (hasta la corriente continua nominal). Operar por encima de 10mA producirá un brillo mayor, pero también aumenta la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que puede afectar la longevidad y causar un cambio de color.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. La intensidad luminosa de los LEDs de AlInGaP típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. El rango de temperatura de operación especificado de -40°C a +85°C define las condiciones ambientales bajo las cuales se garantizan las especificaciones publicadas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo presenta una configuración de montaje en ángulo recto (90 grados), permitiendo que la luz se emita paralela a la superficie de la PCB. Esto es ideal para paneles con iluminación lateral o indicadores de estado vistos desde el costado de una carcasa. El material de la carcasa se especifica como plástico negro. Las tolerancias dimensionales críticas son ±0.25mm, a menos que se indique lo contrario en el dibujo mecánico detallado proporcionado en la hoja de datos.

5.2 Identificación de Polaridad

Como dispositivo de montaje superficial, la polaridad se indica mediante el diseño físico de la huella del componente en la cinta y el carrete de empaque, y el diseño de pads correspondiente en la PCB. Los diseñadores deben adherirse estrictamente al patrón de pistas recomendado para garantizar la orientación correcta durante el montaje automatizado y para prevenir la polarización inversa.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en la bolsa barrera de humedad (MBB) sellada con desecante es de un año.
• Paquete Abierto:Si se abre la MBB, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30°C y 60% HR. Los componentes deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición. Para almacenamiento más allá de 168 horas, se recomienda encarecidamente un horneado de 48 horas a 60°C antes del montaje SMT para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita de maíz" durante el reflujo.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo conforme a JEDEC para garantizar uniones de soldadura fiables sin dañar el LED. Los parámetros clave del perfil incluyen:

• Precalentamiento/Saturación:150°C a 200°C durante un máximo de 100 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquido (T_L=217°C):60 a 150 segundos.
• Temperatura Pico (T_P):260°C máximo.
• Tiempo dentro de 5°C de la Temp. de Clasificación Especificada (T_C=255°C):30 segundos máximo.
• Tiempo Total desde 25°C hasta el Pico:5 minutos máximo.

Precaución:Exceder la temperatura pico o el tiempo a temperatura puede causar deformación de la lente de plástico o fallo catastrófico del chip LED.

6.3 Limpieza

Si es necesaria una limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico (IPA). Los limpiadores químicos agresivos pueden dañar la carcasa de plástico o la lente.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación del Empaquetado

• Cinta Portadora:Los componentes se suministran en carretes de 13 pulgadas. La cinta portadora está hecha de aleación de poliestireno conductor negro, de 0.40mm ±0.06mm de espesor.
• Cantidad por Carrete:1,400 piezas.
• Cartón Interno:Contiene 3 carretes (total 4,200 pcs), cada uno sellado en una Bolsa Barrera de Humedad (MBB) con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad.
• Cartón Externo:Contiene 10 cartones internos (total 42,000 pcs).

7.2 Número de Parte

El número de parte base esLTLM11KF1H310U. Este código alfanumérico identifica de forma única los atributos específicos del producto, incluido el tipo de encapsulado, color, grupo de brillo y otros códigos de fabricación.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar una salida de luz estable y consistente, deben ser alimentados por una fuente de corriente o, más comúnmente, por una fuente de tensión con una resistencia limitadora de corriente en serie.

Circuito Recomendado:Un método de conducción simple y efectivo es conectar el LED en serie con una resistencia a una fuente de tensión DC (V_CC). El valor de la resistencia (R_S) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, donde V_Fes la tensión directa del LED (usar 2.0V típico para margen de diseño) e I_Fes la corriente directa deseada (ej., 10mA).

Nota Crítica para Conexiones en Paralelo:Al alimentar múltiples LEDs desde una sola fuente de tensión, serecomienda encarecidamenteusar una resistencia limitadora de corriente separada para cada LED. Se desaconseja conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales debido a la variación natural en la tensión directa (V_F) de un dispositivo a otro. Esta variación puede causar un desequilibrio significativo de corriente, donde un LED puede consumir mucha más corriente que otros, lo que lleva a un brillo no uniforme y a una posible sobrecarga y fallo del LED con la V_F.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (72mW máx.), un diseño térmico adecuado extiende la vida útil del LED y mantiene la estabilidad del color. Asegúrese de que la PCB tenga un área de cobre adecuada conectada a las almohadillas térmicas del LED (si las hay) o al área general de la placa para actuar como disipador de calor, especialmente cuando se opera a corrientes más altas o en temperaturas ambientales elevadas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED CBI SMT se diferencia a través de varios atributos clave:

• Factor de Forma en Ángulo Recto:A diferencia de los LEDs de vista superior que emiten luz perpendicular a la placa, este diseño en ángulo recto es óptimo para aplicaciones de emisión lateral, ahorrando espacio vertical dentro de una carcasa.
• Tecnología AlInGaP:El uso de AlInGaP para la emisión ámbar ofrece alta eficiencia y excelente saturación de color en comparación con tecnologías más antiguas como GaP filtrado.
• Lente Difuso Blanco:La lente difusa proporciona un ángulo de visión amplio y uniforme (40°) y suaviza la apariencia del chip brillante, creando una luz indicadora agradable.
• Clasificación JEDEC MSL3:El preacondicionamiento al Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 proporciona garantía de fiabilidad en entornos estándar de montaje SMT.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Cuál es el propósito de la carcasa negra?

La carcasa negra cumple dos funciones principales: 1) Aumenta el contraste visual entre el LED iluminado y el área circundante, haciendo que el indicador sea más perceptible. 2) Ayuda a prevenir la fuga de luz o "diafonía" entre indicadores adyacentes en una PCB densamente poblada.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED a 20mA en lugar de 10mA?

Sí, el límite absoluto máximo de corriente directa continua es 30 mA. Operar a 20 mA producirá una intensidad luminosa mayor que la condición de prueba de 10mA. Sin embargo, debe recalcular el valor de la resistencia en serie en consecuencia, asegurarse de que la disipación de potencia total (V_F* I_F) no exceda los 72mW, y considerar el impacto potencial en la fiabilidad a largo plazo debido al aumento de la temperatura de unión.

10.3 ¿Por qué es necesario el horneado si la bolsa se abre por más de 168 horas?

Los encapsulados plásticos de montaje superficial pueden absorber humedad de la atmósfera. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede delaminar el encapsulado, agrietar el chip o dañar las uniones por alambrado, un fenómeno conocido como "efecto palomita de maíz". El horneado a 60°C durante 48 horas elimina de forma segura esta humedad absorbida antes de que el componente se someta al reflujo.

11. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de encendido ("ON") para un dispositivo alimentado por un riel de 5V. El objetivo es operar el LED a su corriente típica de 10mA.

1. Seleccionar Componente:Elegir el LTLM11KF1H310U por su luz ámbar en ángulo recto.
2. Calcular Resistencia en Serie: R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 Ohmios. El valor estándar E24 más cercano es 300Ω o 330Ω. Usar 330Ω resultará en una corriente ligeramente menor: I_F≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA, lo cual es seguro y está dentro de la especificación.
3. Verificar Disipación de Potencia:En la resistencia: P_R= I_F²* R = (0.0091)²* 330 ≈ 0.027W (una resistencia estándar de 1/8W o 1/10W es suficiente). En el LED: P_LED= V_F* I_F≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW, muy por debajo del máximo de 72mW.
4. Diseño de PCB:Colocar el componente de acuerdo con el patrón de pistas recomendado. Asegurarse de que la polaridad (ánodo/cátodo) coincida con la huella. Proporcionar un pequeño área de cobre alrededor de las almohadillas para una disipación de calor menor.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de AlInGaP. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial de barrera de la unión, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde las capas tipo n y tipo p, respectivamente. Estos portadores de carga se recombinan de forma radiativa, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, ámbar (~605 nm). La luz generada es luego moldeada y difundida por la lente de plástico blanca integrada para lograr el ángulo de visión y apariencia deseados.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs indicadores como este sigue tendencias más amplias en optoelectrónica y montaje SMT:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a producir una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica de entrada), permitiendo corrientes de operación más bajas y un menor consumo de energía del sistema.
• Miniaturización:Existe una tendencia continua hacia huellas de encapsulado y alturas más pequeñas para adaptarse a la electrónica de consumo e industrial cada vez más compacta.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en materiales de encapsulado, técnicas de unión del chip y resistencia a la humedad (clasificaciones MSL más altas) contribuyen a una mayor vida operativa y robustez en entornos hostiles.
• Integración:Existe una tendencia hacia la integración de funcionalidad adicional, como resistencias limitadoras de corriente incorporadas ("LEDs con resistencia") o incluso controladores IC dentro del encapsulado, simplificando el diseño del circuito y el layout de la placa.