Hoja de Datos Técnicos del Indicador LED SMT CBI LTL-M11KS1AH310Q - LED Amarillo con Lente Difuso Blanco - Corriente Directa 10mA - Voltaje Directo Típico 2.5V

1. Descripción General del Producto

El LTL-M11KS1AH310Q es un Indicador para Placa de Circuito Impreso (CBI) de Tecnología de Montaje Superficial (SMT). Consiste en un soporte (carcasa) negro de plástico en ángulo recto diseñado para alojar una lámpara LED específica. Su función principal es servir como indicador de estado o de alimentación en placas de circuito impreso (PCB). Su diseño enfatiza la facilidad de montaje e integración en líneas de producción SMT automatizadas.

1.1 Ventajas Principales

• Compatibilidad SMT:Diseñado para procesos estándar de montaje superficial, permitiendo el poblado automatizado y de alto volumen de PCBs.
• Contraste Mejorado:El material de la carcasa negra proporciona un alto índice de contraste con el LED iluminado, mejorando la visibilidad.
• Flexibilidad de Diseño:El factor de forma en ángulo recto permite la emisión de luz paralela al plano del PCB, ideal para aplicaciones de visión lateral o diseños con espacio limitado.
• Respetuoso con el Medio Ambiente:El producto no contiene plomo y cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).
• Fiabilidad:El dispositivo se somete a un acondicionamiento previo acelerado hasta el Nivel 3 JEDEC, lo que indica un enfoque en la sensibilidad a la humedad y la fiabilidad para componentes de montaje superficial.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este indicador es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos donde se requiere una indicación de estado fiable y de bajo consumo. Los sectores de aplicación típicos incluyen:

• Periféricos y placas base de ordenador
• Equipos de comunicación (routers, switches, módems)
• Electrónica de consumo (equipos de audio/vídeo, electrodomésticos)
• Sistemas de control industrial e instrumentación

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW máximo. Es la potencia total que el dispositivo puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA máximo de corriente continua.
• Corriente Directa de Pico:80 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 0.1ms).
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para entornos de temperatura industrial.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o manual.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (TA) de 25°C y una corriente directa (IF) de 10mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 8.7 mcd (mínimo) hasta 50 mcd (máximo), con un valor típico de 25 mcd. La intensidad se mide usando un filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica (ojo humano) (CIE). El código de clasificación Iv específico está marcado en el embalaje del producto.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados. Es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor pico (axial). Define la dispersión del haz del LED.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):592 nm. Es la longitud de onda a la que la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía desde 582 nm hasta 595 nm, con un valor típico de 589 nm. Es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (amarillo, en este caso), derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. Indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):Varía desde 2.0V hasta 2.5V, con un valor típico de 2.5V a IF=10mA.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V.Importante:Este LED no está diseñado para operar bajo polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para los ingenieros de diseño. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones se analizan a continuación.

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

Esta curva mostraría la relación no lineal entre la corriente a través del LED y el voltaje a través de él. El VF típico de 2.5V a 10mA es un punto de operación clave. Los diseñadores usan esta curva para calcular el valor necesario de la resistencia limitadora de corriente para un voltaje de alimentación dado.

3.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta relación es generalmente lineal dentro del rango de operación. Aumentar la corriente directa incrementa la salida de luz, pero también aumenta la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que puede afectar la longevidad y causar desviación de color.

3.3 Distribución Espectral

El gráfico espectral referenciado mostraría la potencia de salida relativa a través de las longitudes de onda, con un pico en 592 nm (λP) y un ancho medio definido de 15 nm (Δλ), confirmando la emisión monocromática amarilla.

4. Información Mecánica y de Embalaje

4.1 Dimensiones y Construcción

El dispositivo presenta una carcasa negra de plástico en ángulo recto. Las notas mecánicas clave incluyen:

• Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros, con tolerancias típicamente de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• El material de la carcasa es plástico negro.
• El LED integrado emite luz amarilla a través de una lente difusa blanca, lo que ayuda a ampliar el ángulo de visión y suavizar el punto de luz.

4.2 Identificación de Polaridad

Para componentes SMT, la polaridad suele indicarse mediante una marca en la carcasa o mediante un diseño de pad asimétrico en la huella del PCB. El dibujo de contorno de la hoja de datos especificaría la identificación del cátodo/ánodo.

4.3 Especificación de Embalaje

El producto se suministra en embalaje de cinta y carrete, adecuado para máquinas pick-and-place automatizadas.

• Cinta Portadora:Fabricada de aleación de poliestireno conductor negro, de 0.40mm de espesor.
• Capacidad del Carrete:1,400 piezas por carrete estándar de 13 pulgadas.
• Embalaje en Cartón:Los carretes se empaquetan con desecante y una tarjeta indicadora de humedad en Bolsas de Barrera de Humedad (MBB). Tres MBBs se empaquetan en un cartón interior (4,200 pzas. en total). Diez cartones interiores se empaquetan en un cartón exterior (42,000 pzas. en total).

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. Usar dentro de un año.
• Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes deben soldarse por reflujo IR dentro de las 168 horas (1 semana) posteriores a la exposición. Si se almacenan más tiempo, se requiere un horneado de 48 horas a 60°C antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita\" durante el reflujo.

5.2 Parámetros del Proceso de Soldadura

Soldadura Manual/Por Ola:Temperatura máxima del soldador 350°C por ≤3 segundos. Para soldadura por ola, mantener una distancia mínima de 2mm entre la lente/soporte y el punto de soldadura. La temperatura máxima de soldadura de terminales es de 260°C durante 5 segundos.

Soldadura por Reflujo:El proceso debe cumplir con un perfil de temperatura estándar JEDEC. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento: 150-200°C hasta 120 segundos.
• Temperatura Máxima de Reflujo: Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus: Máximo 5 segundos.
• Crítico:El número total de ciclos de reflujo no debe exceder dos.

El perfil debe caracterizarse para el diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados.

5.3 Limpieza y Manipulación

• Usar disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico para la limpieza si es necesario.
• Evitar cualquier estrés mecánico en los terminales o la lente durante la manipulación y el montaje.

6. Consideraciones de Aplicación y Diseño

6.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y evitar la absorción desigual de corriente, una resistencia limitadora de corriente en serie esobligatoriapara cada LED, incluso cuando varios LED se conectan en paralelo a la misma fuente de voltaje (ver Circuito A recomendado en la hoja de datos). No se recomienda conectar LED directamente en paralelo sin resistencias individuales (Circuito B), ya que ligeras variaciones en el voltaje directo (VF) pueden causar diferencias significativas en la corriente y, por lo tanto, en el brillo entre dispositivos.

El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada. Usando el VF típico de 2.5V y una corriente deseada de 10mA con una alimentación de 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohmios. Una resistencia estándar de 240 o 270 Ohmios sería adecuada, y se debe verificar su potencia nominal (P = I²R).

6.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (72mW máx.), asegurar que el dispositivo opere dentro de sus clasificaciones de temperatura es crucial para la fiabilidad a largo plazo. Un área adecuada de cobre en el PCB alrededor de los pads puede ayudar a disipar el calor. Evitar operar a la corriente absoluta máxima (30mA) de forma continua a menos que un análisis térmico confirme que es seguro.

6.3 Integración Óptica

El diseño en ángulo recto dirige la luz horizontalmente a través del PCB. Considerar la ubicación relativa a los marcos, guías de luz o paneles de visualización. La lente difusa blanca proporciona un punto de luz más suave y amplio en comparación con una lente transparente.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Los factores diferenciadores clave de este CBI SMT son su combinación específica de atributos: la carcasa negra en ángulo recto, la tecnología de chip amarillo AlInGaP (conocida por su alta eficiencia y estabilidad), la lente difusa blanca integrada para el ángulo de visión y apariencia, y su calificación para procesos estándar de reflujo SMT, incluido el acondicionamiento previo Nivel 3 JEDEC. Esto lo convierte en una opción robusta para la fabricación automatizada de electrónica profesional e industrial donde la fiabilidad y el rendimiento consistente son críticos.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Cuál es el propósito del \"código de clasificación Iv\" en la bolsa?

La intensidad luminosa (Iv) de los LED puede variar de lote a lote dentro del rango mínimo/máximo especificado. El código de clasificación permite la trazabilidad y selección para aplicaciones que requieren un emparejamiento estricto de brillo.

8.2 ¿Puedo conducir este LED a 20mA en lugar de 10mA?

Sí, la corriente directa continua máxima es de 30mA. Conducirlo a 20mA producirá una mayor salida de luz (consultar la curva Iv vs. IF) pero también aumentará la disipación de potencia (Pd = VF * IF) y la temperatura de unión. Asegúrese de que el Pd total no exceda los 72mW y de que las condiciones térmicas sean aceptables.

8.3 ¿Por qué se requiere horneado si la bolsa se abre por más de 168 horas?

Los encapsulados plásticos SMT absorben 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 deslaminar el encapsulado o agrietar el chip (\"efecto palomita\"). El horneado elimina esta humedad absorbida, haciendo que el componente sea seguro para el reflujo.

9. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de indicadores de estado para un router industrial. Se necesitan cuatro indicadores idénticos amarillos de alimentación/actividad, espaciados a lo largo de un borde del PCB, visibles desde el panel frontal.

Implementación:

1. Selección del Componente:Se elige el LTL-M11KS1AH310Q por su emisión en ángulo recto (la luz viaja al borde del panel), compatibilidad SMT (montaje automatizado) y clasificación de temperatura industrial.
2. Diseño del PCB:Se colocan cuatro huellas idénticas con la lente orientada hacia el borde de la placa. La orientación cátodo/ánodo es consistente. Se conecta una pequeña área de cobre a los pads térmicos para disipación de calor.
3. Diseño del Circuito:Se utiliza un rail común de 5V. Cada LED tiene su propia resistencia limitadora de corriente de 240Ω en serie, calculada para ~10mA de corriente de conducción ( (5V - 2.5V)/240Ω ≈ 10.4mA ). Esto garantiza un brillo uniforme.
4. Notas de Fabricación:Se instruye a la casa de montaje para que siga el perfil de reflujo JEDEC con una temperatura máxima ≤260°C. Los componentes se mantienen en bolsas selladas hasta justo antes de la configuración de la línea SMT para cumplir con la vida útil de 168 horas.

10. Principio de Funcionamiento

El dispositivo es un diodo emisor de luz (LED). Cuando se aplica un voltaje directo que excede su voltaje directo característico (VF), los electrones se recombinan con huecos dentro del material semiconductor (AlInGaP - Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas semiconductoras determina la longitud de onda (color) de la luz emitida, que en este caso está en la región amarilla (~589 nm de longitud de onda dominante). La lente epoxi difusa blanca encapsula el chip, proporcionando protección mecánica, dando forma a la salida de luz (ángulo de visión de 40 grados) y difundiendo la fuente de luz para una apariencia más suave.

11. Tendencias Tecnológicas

El uso de material AlInGaP para LED amarillos representa una tecnología madura y altamente eficiente. Las tendencias generales en LED indicadores incluyen la continua miniaturización, el aumento de la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio), la adopción más amplia de estándares de encapsulado y pruebas de alta fiabilidad (como los niveles MSL de JEDEC) y la integración de características como resistencias integradas o controladores IC para simplificar el diseño de circuitos. El enfoque en RoHS y otros estándares de cumplimiento ambiental sigue siendo fuerte en toda la industria.