Hoja de Datos del LED LTLMR4EVX3DA - Tamaño 4.2x4.2x6.9mm - Voltaje 1.8-2.4V - Potencia 120mW - Rojo 626nm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLMR4EVX3DA es un LED de montaje superficial de alto brillo diseñado para aplicaciones de iluminación exigentes. Utiliza un chip rojo de AllnGaP con una longitud de onda de emisión pico de 626nm, alojado en un encapsulado rojo difuso. Este dispositivo está diseñado para ofrecer una salida de intensidad luminosa superior manteniendo un bajo consumo de energía y alta eficiencia.

La ventaja principal de este LED radica en su diseño óptico integrado. El encapsulado presenta una geometría de lente específica que proporciona un ángulo de visión controlado y estrecho (típicamente 35°), eliminando la necesidad de ópticas externas adicionales en muchas aplicaciones de carteles. Esto resulta en un patrón de radiación uniforme ideal para pantallas de mensajes. Además, el componente se construye utilizando tecnología de epoxi avanzada, que ofrece una excelente resistencia a la humedad y protección UV, mejorando su fiabilidad para uso tanto interior como exterior. El producto cumple plenamente con las directivas RoHS, siendo libre de plomo y halógenos.

El mercado objetivo incluye principalmente fabricantes de señalización electrónica, como señales de mensajes de vídeo, señales de tráfico y diversos tableros de información donde se requiere una iluminación roja consistente, brillante y enfocada.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. La operación siempre debe mantenerse dentro de estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):120 mW máximo. Esta es la potencia total que el encapsulado puede disipar como calor a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.
• Corriente Directa Continua (IF):50 mA máximo en operación continua.
• Corriente Directa Pico:120 mA máximo, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10µs).
• Derating (Reducción de Carga):La corriente directa continua máxima debe reducirse linealmente en 0.75 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supere los 45°C.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiental.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
• Condición de Soldadura por Reflujo:Soporta una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, compatible con procesos estándar de reflujo sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a TA=25°C e IF=20mA, salvo que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 5500 mcd hasta un máximo típico de 12000 mcd. El valor Iv se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta del ojo fotópico CIE. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a los valores garantizados.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):35° típico (30° mín, 40° máx). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (central). La tolerancia de medición es de ±2°.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):634 nm típico. Esta es la longitud de onda en el punto más alto del espectro de emisión.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Entre 618 nm y 630 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, calculada a partir de las coordenadas de cromaticidad CIE, definiendo el color como rojo.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):15 nm típico. Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Tensión Directa (VF):Entre 1.8 V y 2.4 V a IF=20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED durante su operación.
• Corriente Inversa (IR):10 µA máximo cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V.Importante:Este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Binning (Clasificación)

Para garantizar la consistencia en las series de producción, los LED se clasifican en bins (lotes) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para brillo y voltaje.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa (Iv)

Los LED se clasifican en tres bins de intensidad a IF=20mA. El código del bin está marcado en el embalaje.

• Bin W:5500 mcd (Mín) a 7200 mcd (Máx)
• Bin X:7200 mcd (Mín) a 9300 mcd (Máx)
• Bin Y:9300 mcd (Mín) a 12000 mcd (Máx)

La tolerancia en cada límite de bin es de ±15%.

3.2 Binning de Tensión Directa (VF)

Los LED también se clasifican según su caída de tensión directa a IF=20mA.

• Bin 1A:1.8 V (Mín) a 2.0 V (Máx)
• Bin 2A:2.0 V (Mín) a 2.2 V (Máx)
• Bin 3A:2.2 V (Mín) a 2.4 V (Máx)

La tolerancia en cada límite de bin es de ±0.1V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las tendencias de rendimiento típicas para tales LED pueden inferirse de la sección de características eléctricas/ópticas. Las relaciones clave incluyen:

• Curva IV (Corriente vs. Tensión):La tensión directa (VF) exhibe una relación logarítmica con la corriente directa (IF). Operar a los 20mA recomendados asegura que el dispositivo se mantenga dentro de su rango VF especificado y los límites de disipación de potencia.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente (Iv-IF):La intensidad luminosa generalmente aumenta con la corriente directa, pero puede volverse sub-lineal a corrientes muy altas debido a la caída de eficiencia y efectos térmicos. Operar a o por debajo de la corriente continua especificada es crucial para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. La especificación de derating para la corriente directa por encima de 45°C es una medida directa para gestionar este efecto térmico y prevenir el sobrecalentamiento.
• Distribución Espectral:El espectro de emisión está centrado alrededor de 634nm (pico) con un ancho medio típico de 15nm, indicando una fuente de luz roja de banda relativamente estrecha. La longitud de onda dominante (618-630nm) determina el punto de color percibido.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones de Contorno

El LTLMR4EVX3DA es un dispositivo de montaje superficial con las siguientes dimensiones clave (en milímetros, con pulgadas entre corchetes):

• Tamaño del Cuerpo del Encapsulado: 4.2 ±0.2 [0.17±0.01] (Largo) x 4.2 ±0.2 [0.17±0.01] (Ancho).
• Altura Total: 6.9 ±0.5 [0.27±0.02].
• Ancho de la Pata (Terminal): 0.45 [0.02].
• Separación entre Patas (Pitch): Medido donde las patas emergen del encapsulado. La resina protuberante bajo la brida es un máximo de 1.0mm [0.04\"].

La tolerancia general es de ±0.25mm [.010\"] a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El dispositivo tiene tres terminales: P1 (Ánodo), P2 (Cátodo) y P3 (Ánodo). La configuración de doble ánodo es común para flexibilidad en el diseño térmico y eléctrico. Se proporciona un patrón de pads de soldadura recomendado para asegurar una soldadura adecuada y una gestión térmica. Se recomienda específicamente conectar el pad P3 a un disipador de calor o mecanismo de refrigeración para ayudar en la disipación de calor durante la operación, lo cual es crítico para mantener el rendimiento y la fiabilidad.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación (MSL3)

Este componente está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 (MSL3) según JEDEC J-STD-020.

• Almacenamiento en Bolsa Sellada:Puede almacenarse hasta 12 meses a <30°C y 90% HR.
• Vida Útil en Planta (Floor Life):Después de abrir la bolsa barrera de humedad, los componentes deben soldarse dentro de las 168 horas (7 días) cuando se mantienen en condiciones de <30°C / 60% HR.
• Horneado (Baking):Requerido si la tarjeta indicadora de humedad muestra >10% HR, la vida útil en planta excede las 168 horas, o las piezas están expuestas a >30°C / 60% HR. Condición de horneado recomendada: 60°C ±5°C durante 20 horas. El horneado debe realizarse solo una vez.
• Los LED no utilizados deben almacenarse con desecante en una bolsa barrera de humedad resellada para prevenir la oxidación de las patas plateadas.

6.2 Parámetros de Soldadura

Soldadura por Reflujo (Recomendada):

• Precalentamiento: 150–200°C
• Tiempo de Precalentamiento: 120 segundos máximo.
• Temperatura Pico: 260°C máximo.
• Tiempo en Pico: 10 segundos máximo.
• Número Máximo de Reflujos: 2.

Soldadura Manual (con Cautín):

• Temperatura del Cautín: 315°C máximo.
• Tiempo de Soldadura: 3 segundos máximo por unión.
• Número Máximo de Ciclos de Soldadura Manual: 1.

Notas Importantes:Este LED está diseñado para soldadura por reflujo, no para soldadura por inmersión. Evite aplicar estrés externo durante la soldadura mientras el LED está caliente, y evite el enfriamiento rápido desde la temperatura pico.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, utilice disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.

7. Embalaje e Información de Pedido

El LTLMR4EVX3DA se suministra en cinta portadora con relieve para montaje automatizado pick-and-place. Las dimensiones de la cinta están especificadas para ser compatibles con equipos SMT estándar. Cada carrete contiene un total de 1,000 piezas. La especificación de embalaje asegura que los componentes estén protegidos y orientados correctamente durante el envío y manipulación.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Aplicaciones Típicas

• Señales de mensajes de vídeo y pantallas de gran formato.
• Señales de tráfico y señalización vial.
• Tableros de información y publicidad.
• Otro equipo electrónico que requiera indicadores rojos de alto brillo y enfocados.

8.2 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LED, especialmente en configuraciones en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED (Modelo de Circuito A). No se recomienda conducir LED en paralelo sin regulación de corriente individual (Modelo de Circuito B), ya que pequeñas variaciones en la característica de tensión directa (VF) entre LED individuales pueden conducir a diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, a un brillo desigual.

8.3 Gestión Térmica

Un diseño térmico adecuado es esencial. Exceder la temperatura máxima de la unión reducirá la salida de luz y acortará la vida útil. Utilice el patrón de pads recomendado, conectando el pad térmico (P3) a una zona de cobre o un disipador de calor dedicado en el PCB para disipar efectivamente los 120mW de potencia máxima.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTLMR4EVX3DA se diferencia de los LED SMD o tipo PLCC estándar a través de su diseño óptico integrado. El encapsulado en sí proporciona un ángulo de visión controlado y estrecho (35°), lo cual es una ventaja clave para aplicaciones de carteles. Esto elimina el costo, la complejidad y los problemas de alineación asociados con agregar lentes externas secundarias para lograr un haz enfocado. La combinación de alta intensidad luminosa, un patrón de radiación predefinido y un encapsulado robusto resistente a la humedad lo convierte en una solución especializada optimizada para señalización, en comparación con LED de propósito general con ángulos de visión más amplios.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Puedo conducir este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

R1: No. Un LED debe ser conducido con una corriente controlada. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, pudiendo destruir el dispositivo instantáneamente. Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante.

P2: ¿Por qué es importante el ángulo de visión para aplicaciones de señalización?

R2: Un ángulo de visión estrecho y controlado asegura que la luz se dirija hacia el espectador y no se desperdicie iluminando áreas fuera de la zona de visión prevista. Esto aumenta el brillo percibido y la eficiencia del letrero, especialmente para la visualización dirigida.

P3: ¿Qué significa MSL3 y por qué es necesario el horneado?

R3: MSL3 indica que el componente puede absorber humedad del aire. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede convertirse rápidamente en vapor, causando deslaminación interna o \"efecto palomita de maíz\", lo que daña el encapsulado. El horneado elimina esta humedad absorbida antes del proceso de soldadura a alta temperatura.

P4: ¿Puedo usar este LED para indicación de voltaje inverso?

R4: No. El dispositivo no está diseñado para operación inversa. La especificación de corriente inversa (IR) es solo para fines de prueba. Aplicar un voltaje inverso continuo probablemente dañará el LED.

11. Caso de Estudio de Diseño Práctico

Considere diseñar un letrero compacto de \"SALIDA\". El diseño requiere una iluminación roja brillante y uniforme en las letras. Usando el LTLMR4EVX3DA, se puede colocar una matriz de LED detrás de un panel difusor. Debido a su ángulo de visión de 35°, la luz de cada LED se enfocará hacia adelante, minimizando el derrame y asegurando alta eficiencia. Cada LED en la matriz se conduciría en una configuración serie-paralelo, con cada cadena en serie teniendo una resistencia limitadora de corriente común, alimentada por una fuente DC estable. El haz estrecho ayuda a mantener un brillo uniforme en la cara del letrero sin puntos calientes. La clasificación MSL3 requiere planificar el proceso de montaje para completar la soldadura dentro de las 168 horas de vida útil en planta después de abrir el carrete.

12. Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (compuesta de AllnGaP para luz roja). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (partículas de luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. El encapsulado difuso contiene fósforos o partículas de dispersión dentro del encapsulante para ampliar la extracción de luz y crear una apariencia más uniforme desde la superficie emisora.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología LED para señalización e iluminación continúa hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color y una mayor fiabilidad. La tecnología de encapsulado está evolucionando para gestionar mejor la extracción de calor, permitiendo corrientes de conducción más altas y una mayor salida de luz desde huellas más pequeñas. También hay un enfoque en desarrollar materiales y estructuras que mantengan el rendimiento en rangos de temperatura más amplios y vidas útiles más largas. Para LED de color como el tipo rojo AllnGaP, la investigación apunta a mejorar la eficiencia a densidades de corriente más altas y a mejorar la estabilidad del punto de color a lo largo del tiempo y las condiciones de operación.