Hoja de Datos Técnica del Indicador LED SMT CBI LTL-M11KS1H310Q - LED Amarillo con Lente Difuso Blanco - Corriente Directa 10mA - Voltaje Directo Típico 2.5V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-M11KS1H310Q es un Indicador de Placa de Circuito (CBI) de Tecnología de Montaje Superficial (SMT). Consiste en un soporte (carcasa) negro de plástico en ángulo recto diseñado para acoplarse con una lámpara LED específica. La función principal de este componente es servir como luz indicadora o de estado altamente visible en placas de circuito impreso (PCB). Sus ventajas principales incluyen facilidad de montaje debido a su compatibilidad SMT y diseño apilable para crear matrices, mayor contraste visual proporcionado por la carcasa negra, y cumplimiento de estándares ambientales como producto libre de plomo y conforme a RoHS. El LED integrado cuenta con un chip semiconductor amarillo de AlInGaP encapsulado por un lente difuso blanco, que amplía el ángulo de visión y suaviza la salida de luz. Este producto está dirigido a aplicaciones en los sectores de informática, comunicaciones, electrónica de consumo y equipos industriales donde se requieren soluciones de indicación confiables y de bajo consumo.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está especificado para operar bajo las siguientes condiciones absolutas máximas, medidas a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daño permanente.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW. Esta es la potencia máxima que el dispositivo puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA. Esta corriente es permisible solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 0.1ms) y no debe usarse para operación continua en CC.
• Corriente Directa en CC (IF):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este amplio rango de temperatura.
• 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 (0.079\") del cuerpo del componente. Esta especificación es crítica para procesos de soldadura por ola o manual.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se definen a TA=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 10mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 8.7 mcd hasta un valor típico de 25 mcd y un máximo de 50 mcd. El valor real de Iv para una unidad específica está clasificado y marcado en su embalaje.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor pico (axial). El lente difuso blanco es responsable de lograr este ángulo de visión.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):592 nm. Esta es la longitud de onda en la cual la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía desde 582 nm (mín) a 589 nm (típ) hasta 595 nm (máx) a IF=10mA. Este parámetro, derivado del diagrama de cromaticidad CIE, define el color percibido de la luz (amarillo).
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 2.5V, con un máximo de 2.5V a IF=10mA. El mínimo se indica como 2.0V.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Se señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica el uso de un sistema de clasificación (binning) para parámetros ópticos clave para garantizar consistencia en el diseño de aplicaciones. La intensidad luminosa (Iv) tiene un código de clasificación que se marca en cada bolsa de embalaje individual. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes de un lote de intensidad específico para lograr un brillo uniforme en múltiples indicadores dentro de un sistema. De manera similar, la longitud de onda dominante (λd) se especifica con valores mín/típ/máx (582/589/595 nm), lo que implica una variación de producción que puede clasificarse en lotes. Los diseñadores deben consultar la información de embalaje o pedido específica para obtener componentes de un lote deseado para igualar color o intensidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar para un dispositivo de este tipo normalmente incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de forma sub-lineal a corrientes más altas debido a efectos de calentamiento.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Ilustra la característica V-I del diodo, crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es vital para aplicaciones en ambientes de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en 592 nm y el ancho medio de 15 nm.

Estas curvas permiten a los ingenieros predecir el rendimiento bajo sus condiciones operativas específicas, como conducir el LED a una corriente distinta de 10mA o a una temperatura ambiente distinta de 25°C.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

El componente es un paquete SMT en ángulo recto. El soporte (carcasa) está hecho de plástico negro. Las notas mecánicas clave son:

• Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con pulgadas entre paréntesis.
• Se aplica una tolerancia general de ±0.25mm (±0.010\") a menos que se especifique lo contrario en el dibujo dimensional.
• El LED en sí es amarillo, alojado dentro de un lente difuso blanco.
• El contorno físico y las dimensiones de la huella son críticos para el diseño del PCB para garantizar un ajuste y soldadura adecuados. El diseño en ángulo recto permite que la luz se emita paralela a la superficie del PCB, lo cual es ideal para paneles con iluminación lateral o indicadores de estado visibles desde el costado de un ensamblaje.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

El dispositivo es sensible a la humedad. En su bolsa de barrera de humedad (MBB) sellada original con desecante, debe almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30°C y 60% HR. Los componentes expuestos más allá de 168 horas requieren secado (baking) a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para prevenir daños por \"efecto palomita de maíz\" durante el reflujo.

6.2 Proceso de Soldadura

Se proporcionan instrucciones detalladas de soldadura para prevenir daños térmicos o mecánicos:

• Soldadura por Reflujo:Se permite un máximo de dos ciclos de reflujo. Se hace referencia a un perfil de temperatura de ejemplo conforme a los estándares JEDEC, que típicamente involucra una etapa de precalentamiento (150-200°C hasta 120s) y una temperatura máxima de la ola de soldadura que no exceda los 260°C durante un máximo de 5 segundos.
• Soldadura Manual/Por Ola:Al usar un soldador de hierro, la temperatura de la punta no debe exceder los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos, una sola vez. Se debe mantener una distancia mínima de 2mm entre el punto de soldadura y la base del lente/soporte.
• Limpieza:Se recomienda alcohol isopropílico o solventes similares a base de alcohol si es necesaria la limpieza.
• Esfuerzo Mecánico:Durante el montaje, se debe usar una fuerza de sujeción mínima para evitar esfuerzos en los terminales o la carcasa.

7. Información de Empaquetado y Pedido

La especificación de embalaje se detalla para el montaje automatizado:

• 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, con una tolerancia acumulativa de paso de 10 agujeros de piñón de ±0.20.
• Capacidad del Carrete:Cada carrete de 13\" contiene 1,400 piezas.
• Embalaje en Cartón:Un carrete se empaca con una tarjeta indicadora de humedad y desecante en una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB). Tres MBBs se empacan en un Cartón Interno (total 4,200 pzas). Diez Cartones Internos se empacan en un Cartón Externo (total 42,000 pzas).
• Número de Parte:El código base de pedido es LTL-M11KS1H310Q.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED. La hoja de datos hace referencia a un \"Modelo de Circuito (A)\" que representa esta configuración: Fuente de Alimentación (+) -> Resistencia -> Ánodo del LED -> Cátodo del LED -> Fuente de Alimentación (-). Este método compensa las variaciones menores en el voltaje directo (VF) de LEDs individuales, evitando la concentración de corriente y una iluminación desigual. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada, donde I_deseada no debe exceder la corriente directa máxima en CC de 30mA.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Si bien la disipación de potencia es baja (72mW máx.), asegurar un área de cobre de PCB adecuada o alivio térmico alrededor de las almohadillas de soldadura puede ayudar a mantener temperaturas de unión más bajas, preservando la intensidad luminosa y la longevidad.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 40 grados y el lente difuso blanco proporcionan una emisión de luz amplia y suave. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, pueden ser necesarios lentes externos o guías de luz.
• Polaridad:Como diodo, la orientación correcta de ánodo/cátodo es esencial. El diseño de la huella en el PCB debe indicar claramente la polaridad para evitar errores de montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL-M11KS1H310Q se diferencia por su diseño integrado de soporte SMT en ángulo recto. En comparación con los LEDs chip estándar que se sueldan directamente a la placa, este paquete CBI ofrece protección mecánica para el LED, manejo más fácil para el montaje y una orientación óptica definida. La carcasa negra mejora significativamente la relación de contraste, haciendo que el indicador parezca más brillante y definido cuando está apagado, lo cual es una ventaja clave sobre carcasas transparentes o blancas. El uso de tecnología AlInGaP para el chip amarillo ofrece alta eficiencia y estabilidad en comparación con tecnologías más antiguas.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

Respuesta:No. No se recomienda alimentar un LED directamente desde una fuente de voltaje y es probable que destruya el dispositivo debido a una sobrecorriente. El voltaje directo de un LED tiene un coeficiente de temperatura negativo y puede variar de una unidad a otra. Una resistencia en serie (o un controlador de corriente constante) es obligatoria para una operación estable y segura.

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

Respuesta:La Longitud de Onda Pico (λP) es la longitud de onda única en la que el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado a partir de la colorimetría que representa el color percibido. Para una fuente monocromática como este LED amarillo, a menudo están cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color en aplicaciones centradas en el ser humano.

10.3 ¿Por qué hay un límite de tiempo estricto para el reflujo después de abrir la bolsa?

Respuesta:El empaquetado de plástico es higroscópico (absorbe humedad). Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad absorbida puede convertirse rápidamente en vapor, causando delaminación interna, grietas o \"efecto palomita de maíz\", lo cual daña permanentemente el dispositivo. La vida útil de 168 horas y los procedimientos de secado están diseñados para eliminar esta humedad.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñando un panel de indicadores de estado para un router de red.El panel requiere múltiples LEDs amarillos para mostrar la actividad del enlace y el estado de la alimentación, visibles desde el panel frontal. El diseñador selecciona el LTL-M11KS1H310Q por su emisión en ángulo recto (la luz brilla hacia adelante), carcasa negra (alto contraste contra el bisel) y compatibilidad SMT (permite montaje automatizado). En el PCB, el diseñador crea una huella que coincide con las dimensiones de la hoja de datos del componente. Cada LED se alimenta en una configuración paralela desde un riel de 5V. Usando el VF típico de 2.5V y una corriente objetivo de 10mA para un brillo adecuado, se calcula una resistencia en serie de R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 240 Ohmios o 270 Ohmios. El diseño del PCB mantiene la distancia recomendada de 2mm entre la almohadilla y la carcasa del LED. Después del montaje, los LEDs proporcionan indicadores amarillos brillantes y uniformes que son fácilmente visibles desde el ángulo de visión previsto.

12. Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en un diodo semiconductor. La región activa del LED está compuesta de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica un voltaje de polarización directa (que excede el voltaje directo del diodo, ~2.5V), los electrones del semiconductor tipo n y los huecos del semiconductor tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo (~589 nm). La luz generada pasa a través de un lente epóxico difuso blanco, que dispersa los fotones para crear un ángulo de visión más amplio y uniforme.

13. Tendencias Tecnológicas

El componente refleja varias tendencias actuales en optoelectrónica: el dominio continuo de la Tecnología de Montaje Superficial (SMT) para miniaturización y montaje automatizado; el uso de materiales semiconductores avanzados como AlInGaP para LEDs de color de alta eficiencia; y la integración de elementos mecánicos y ópticos (el soporte y el lente difuso) en un solo paquete fácil de usar. Los desarrollos futuros en esta categoría de producto pueden centrarse en una mayor miniaturización, mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio), adopción más amplia de empaquetado a escala de chip (CSP) e integración de funciones inteligentes o controladores en el paquete. El énfasis en el cumplimiento de RoHS y la fabricación libre de plomo es ahora un requisito estándar de la industria impulsado por regulaciones ambientales globales.