Hoja de Datos del LED LTLMR4TBTV3DA - Dimensiones 4.2x4.2x6.9mm - Voltaje 2.5-3.5V - Azul 470nm - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial azul de alto brillo. Diseñado para ser compatible con líneas de ensamblaje estándar de Tecnología de Montaje Superficial (SMT), este dispositivo está concebido para aplicaciones que requieren un rendimiento fiable y una distribución de luz controlada. El componente presenta un encapsulado con lente especializada que proporciona un ángulo de visión estrecho, lo que lo hace especialmente adecuado para la iluminación de letreros donde es esencial un control preciso del haz sin necesidad de ópticas secundarias adicionales. La construcción utiliza materiales epoxi avanzados que ofrecen una mayor resistencia a la humedad y protección UV, contribuyendo a la longevidad y estabilidad del dispositivo en diversos entornos operativos.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Salida Luminosa:Proporciona un brillo intenso adecuado para aplicaciones de alta visibilidad.
• Eficiencia Energética:Funciona con un bajo consumo de energía manteniendo una alta eficacia luminosa.
• Cumplimiento Ambiental:Fabricado sin plomo, sin halógenos y cumple plenamente con las directivas RoHS.
• Construcción Robusta:Presenta una resistencia superior a la humedad, mejorando la fiabilidad.
• Óptica Optimizada:La lente integrada proporciona un ángulo de visión típico de 35 grados para una emisión de luz controlada.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED está dirigido principalmente a aplicaciones de señalización y pantallas donde una iluminación uniforme, brillante y enfocada es crítica. Los casos de uso típicos incluyen letreros de mensajes de vídeo, señales de información de tráfico y diversas formas de paneles de mensajes interiores y exteriores.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

La siguiente sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para el dispositivo. Comprender estos valores es crucial para un diseño de circuito y una gestión térmica adecuados.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (P_D):85 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C.
• Corriente Directa:No se debe exceder una corriente directa continua (I_F) de 25 mA para operación continua. Se permite una corriente directa de pico más alta de 100 mA solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10µs).
• Derivación Térmica:Para temperaturas ambiente superiores a 45°C, la corriente directa continua máxima permitida debe reducirse linealmente a una tasa de 0.62 mA por grado Celsius. Esto es crítico para prevenir la fuga térmica.
• Rangos de Temperatura:El dispositivo está clasificado para operar desde -40°C hasta +85°C y puede almacenarse en entornos desde -40°C hasta +100°C.
• Soldadura por Reflujo:El componente puede soportar una temperatura máxima de pico del perfil de reflujo de 260°C durante hasta 10 segundos, lo que se alinea con los procesos comunes de soldadura sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a T_A=25°C y bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 3200 mcd hasta un máximo típico de 7200 mcd cuando se alimenta a I_F= 20 mA. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a los valores garantizados.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Se define como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial. El valor típico es de 35°, con un rango de 30° a 40° y una tolerancia de medición de ±2°.
• Longitud de Onda:La longitud de onda de emisión pico (λ_P) es típicamente de 464 nm. La longitud de onda dominante (λ_d), que define el color percibido, varía de 460 nm a 480 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es típicamente de 25 nm.
• Voltaje Directo (V_F):Entre 2.5 V y 3.5 V a I_{F= 20 mA. Los diseñadores deben tener en cuenta este rango al diseñar el circuito de accionamiento.}
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 µA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. Es importante señalar que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.

3. Especificación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en aplicaciones de producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se clasifican en tres lotes (U, V, W) según su intensidad luminosa mínima a 20 mA:

- Lote U:3200 - 4200 mcd

- Lote V:4200 - 5500 mcd

- Lote W:5500 - 7200 mcd

Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de lote.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican en cinco grupos (B1 a B5) según su longitud de onda dominante para controlar la variación de color:

- Lote B1:460 - 464 nm

- Lote B2:464 - 468 nm

- Lote B3:468 - 472 nm

- Lote B4:472 - 476 nm

- Lote B5:476 - 480 nm

Se mantiene una tolerancia ajustada de ±1 nm para cada lote.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo tiene una huella compacta de montaje superficial. Las dimensiones clave incluyen un tamaño del cuerpo de aproximadamente 4.2 mm x 4.2 mm, con una altura total de 6.9 mm ±0.5 mm. Los terminales tienen un espaciado donde emergen del encapsulado, y se especifica una protuberancia máxima de resina bajo la brida de 1.0 mm. Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario.

4.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El componente tiene tres terminales: P1 (Ánodo), P2 (Cátodo) y P3 (Ánodo). La orientación correcta de la polaridad es esencial durante el diseño de la PCB y el ensamblaje. Se proporciona un patrón recomendado de pads de soldadura para garantizar la formación de juntas de soldadura fiables y una conexión térmica y eléctrica adecuada. El diseño incluye esquinas redondeadas de los pads (R0.5) para mitigar la migración de la soldadura y la concentración de tensiones. Se declara explícitamente que este LED está diseñado para soldadura por reflujo en una PCB y no es adecuado para procesos de soldadura por inmersión.

5. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

El manejo y ensamblaje adecuados son críticos para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

5.1 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Este componente está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 3 según JEDEC J-STD-020. Las bolsas de barrera de humedad sin abrir pueden almacenarse hasta 12 meses a <30°C y 90% HR. Después de abrir la bolsa, los LED deben mantenerse en un entorno de <30°C y <60% HR, y toda la soldadura debe completarse dentro de las 168 horas (7 días). Se requiere un horneado a 60°C ±5°C durante 20 horas si la tarjeta indicadora de humedad muestra >10% HR, la vida útil en planta excede las 168 horas, o los dispositivos han estado expuestos a >30°C y 60% HR. El horneado debe realizarse solo una vez.

5.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se recomienda un perfil de reflujo sin plomo:

- Precalentamiento/Saturación:150°C a 200°C durante un máximo de 120 segundos.

- Tiempo por Encima del Líquido (T_L=217°C):60 a 150 segundos.

- Temperatura de Pico (T_P):260°C máximo.

- Tiempo dentro de 5°C del Pico:30 segundos máximo.

- Tiempo Total de Rampa:De 25°C a la temperatura de pico no debe exceder los 5 minutos.

5.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico (IPA).

6. Embalaje e Información de Pedido

6.1 Especificación de Empaquetado

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve para colocación automática. Las dimensiones de la cinta se especifican para garantizar la compatibilidad con equipos estándar pick-and-place. Cada carrete contiene 1,000 piezas. Para envíos a granel, los carretes se empaquetan adicionalmente: un carrete se coloca en una bolsa de barrera de humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad; tres de estas bolsas se empaquetan en una caja interior (3,000 pzas. en total); y diez cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior (30,000 pzas. en total).

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para aplicaciones de señalización tanto interiores como exteriores, incluyendo letreros de mensajes de vídeo, señales de tráfico y pantallas de información general. Su ángulo de visión estrecho y alto brillo lo hacen efectivo para la iluminación directa de las caras de los letreros donde la luz necesita dirigirse hacia el espectador con un desbordamiento mínimo.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente:Se recomienda un driver de corriente constante para mantener una salida luminosa y un color estables, ya que el brillo del LED es principalmente una función de la corriente, no del voltaje.
• Gestión Térmica:Aunque el dispositivo tiene una buena resistencia a la humedad, es necesario un diseño térmico adecuado de la PCB (área de cobre suficiente para disipación de calor) para gestionar la temperatura de unión, especialmente cuando se opera cerca de los límites máximos o en altas temperaturas ambientales. Adhiérase a la curva de derivación por encima de 45°C.
• Protección ESD:Aunque no se declara explícitamente en el extracto proporcionado, se deben observar las precauciones estándar ESD durante el manejo y ensamblaje de todos los dispositivos semiconductores.
• Integración Óptica:La lente incorporada proporciona un haz controlado. Para aplicaciones que requieren diferentes patrones de haz, se pueden considerar ópticas secundarias, aunque el ángulo nativo de 35° está diseñado para ser adecuado para muchas aplicaciones de letreros de visión directa.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los encapsulados LED SMD o PLCC (Portador de Chip con Terminales Plásticos) estándar, este dispositivo ofrece una ventaja clave: su encapsulado integrado con lente ovalada/redonda proporciona un ángulo de visión controlado y estrecho (típicamente 35°) sin requerir una lente óptica externa adicional. Esto simplifica el diseño mecánico del producto final, reduce el número de piezas y puede reducir el coste total del sistema. La combinación de una alta intensidad luminosa en una huella SMD compacta, junto con un encapsulado robusto y resistente a la humedad, lo posiciona favorablemente para aplicaciones exteriores y semi-exteriores exigentes donde la fiabilidad y el rendimiento óptico son primordiales.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λ_P) es la única longitud de onda a la que el espectro de emisión es más intenso (464 nm típico). La longitud de onda dominante (λ_d) es un valor calculado a partir de las coordenadas de color en el diagrama CIE; representa la única longitud de onda de luz monocromática pura que coincidiría con el color percibido del LED (rango de 460-480 nm). La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Por qué hay un factor de derivación para la corriente directa por encima de 45°C?

R: El factor de derivación (0.62 mA/°C) es necesario para limitar la temperatura interna de unión del LED. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la capacidad del dispositivo para disipar calor disminuye. Reducir la corriente de operación evita una acumulación excesiva de calor que podría acelerar la degradación, reducir la salida de luz o causar una falla catastrófica.

P: ¿Puedo usar este LED para indicación o protección de voltaje inverso?

R: No. La hoja de datos declara explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa. El parámetro de corriente inversa (I_R) es solo para fines de prueba. Aplicar un voltaje inverso continuo probablemente dañará el LED.

P: ¿Qué tan crítica es la vida útil de 168 horas en planta después de abrir la bolsa de barrera de humedad?

R: Es muy crítica para la fiabilidad. Los componentes MSL 3 han absorbido humedad de la atmósfera. Si se someten a soldadura por reflujo después de la ventana de 168 horas sin un horneado adecuado, el calentamiento rápido puede hacer que la humedad atrapada se vaporice instantáneamente, lo que podría provocar una delaminación interna o "efecto palomita de maíz", que puede agrietar el encapsulado y causar una falla.

10. Principios de Operación

Este dispositivo es un Diodo Emisor de Luz (LED) basado en material semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) crecido sobre un sustrato, responsable de su emisión azul. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del dispositivo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que se correlaciona directamente con la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, alrededor de 470 nm (azul). El encapsulado con lente epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, extraer la luz de manera eficiente y dar forma a la radiación emitida en el patrón de ángulo de visión deseado.