Hoja de Datos del LED LTLMR4EW2DA - Tamaño 4.2x4.2x6.9mm - Voltaje 1.8-2.4V - Potencia 120mW - Rojo 624nm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLMR4EW2DA es un LED de montaje superficial de alto brillo diseñado para el ensamblaje electrónico moderno. Utiliza un chip rojo de AllnGaP con una longitud de onda de emisión pico de 630nm, alojado en un encapsulado difuso. Su objetivo principal de diseño es proporcionar una iluminación intensa y focalizada, adecuada para aplicaciones que requieren una visibilidad clara sin ópticas secundarias adicionales.

Las ventajas principales de este dispositivo incluyen su alta intensidad luminosa, que alcanza hasta 12000 mcd con una corriente de accionamiento estándar de 20mA, y su bajo consumo de energía. El encapsulado está diseñado con tecnología de epoxi avanzada, proporcionando una resistencia superior a la humedad y protección UV, mejorando su fiabilidad tanto para uso interior como exterior. Cumple plenamente con los estándares ambientales libres de plomo, libres de halógenos y RoHS.

El mercado objetivo abarca una amplia gama de aplicaciones de señalización y pantallas. Su ángulo de visión estrecho y controlado, típicamente de 25°, lo hace especialmente adecuado para letreros de mensajes variables, señales de tráfico y diversos tableros de información donde la luz dirigida y el alto contraste son esenciales.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

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

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a TA=25°C e IF=20mA a menos que se especifique lo contrario, representando el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 7200 mcd (mínimo) hasta 12000 mcd (máximo), con un valor típico proporcionado. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a los límites de clasificación.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):25° típico, con un rango de 20° a 30°. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial, definiendo la dispersión del haz.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):630 nm típico. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Entre 618 nm y 630 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el color como rojo.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):15 nm típico. Esto indica la pureza espectral o saturación de color de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):Entre 1.8V y 2.4V a 20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (IR):10 µA máximo a un voltaje inverso (VR) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para pruebas de corriente de fuga.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave de rendimiento para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los lotes se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a IF=20mA.

• Código de Lote X:7200 mcd (Mín) a 9300 mcd (Máx).
• Código de Lote Y:9300 mcd (Mín) a 12000 mcd (Máx).
• Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de lote durante las pruebas.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los lotes se definen por rangos de voltaje directo a IF=20mA.

• Código de Lote 1A:1.8V (Mín) a 2.0V (Máx).
• Código de Lote 2A:2.0V (Mín) a 2.2V (Máx).
• Código de Lote 3A:2.2V (Mín) a 2.4V (Máx).
• Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada límite de lote.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque los datos gráficos específicos se refieren en la hoja de datos, las relaciones típicas se pueden describir:

• Curva IV (Corriente vs. Voltaje):El voltaje directo (VF) exhibe un aumento logarítmico con la corriente directa (IF). Operar a los 20mA recomendados garantiza una eficiencia y longevidad óptimas, evitando el calor excesivo generado a corrientes más altas cerca del límite máximo.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. La especificación de reducción de carga para la corriente directa (0.75 mA/°C por encima de 45°C) es una medida directa para gestionar este efecto térmico y mantener el rendimiento.
• Distribución Espectral:El espectro de emisión está centrado alrededor de 630nm (pico) con un ancho medio relativamente estrecho de 15nm, característico del material AllnGaP, resultando en un color rojo saturado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones Principales

El LED presenta un encapsulado de montaje superficial con una lente redonda u ovalada. Las dimensiones clave incluyen:

• Tamaño del Cuerpo del Encapsulado: 4.2mm ±0.2mm de largo y ancho.
• Altura Total: 6.9mm ±0.5mm.
• Separación de Terminales: 3.65mm ±0.2mm (medida donde los terminales emergen del encapsulado).
• Se especifica una protuberancia máxima de resina de 1.0mm bajo la brida.
• Todas las dimensiones incluyen una tolerancia por defecto de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad

El dispositivo tiene tres terminales (P1, P2, P3). P1 y P3 están designados como el Ánodo (+), y P2 está designado como el Cátodo (-). La orientación correcta de la polaridad durante el diseño de la PCB y el montaje es crítica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

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

• Las bolsas barrera de humedad sin abrir se pueden almacenar hasta 12 meses a <30°C y 90% HR.
• Después de abrir la bolsa, los componentes deben almacenarse a <30°C y 60% HR y deben someterse a soldadura 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 el piso de fábrica excede las 168 horas, o si se produce una exposición a >30°C/60% HR. El horneado debe realizarse solo una vez.
• Utilice las precauciones adecuadas contra descargas electrostáticas (ESD) durante la manipulación.

6.2 Proceso de Soldadura

El LED es compatible con perfiles estándar de soldadura por reflujo sin plomo.

• Perfil de Reflujo:La temperatura pico (Tp) no debe exceder los 260°C. El tiempo por encima de la temperatura líquida (Tl=217°C) debe estar entre 60 y 150 segundos. El tiempo dentro de los 5°C de la temperatura pico debe ser un máximo de 30 segundos.
• Soldadura Manual:Si es necesario, se puede usar un soldador a una temperatura máxima de 315°C durante no más de 3 segundos por terminal, una sola vez.
• Limpieza:Se recomienda alcohol isopropílico o solventes similares a base de alcohol para la limpieza posterior a la soldadura si es requerida.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para colocación automática.

• Cinta Portadora:El ancho es de 16.0mm ±0.3mm. El paso de los alvéolos es de 8.0mm ±0.1mm.
• Carrete:Cada carrete contiene 1,000 unidades de LEDs.
• Protección contra la Humedad:Cada carrete se empaqueta con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad dentro de una bolsa barrera de humedad.
• Embalaje en Cartón:Se empaquetan 3 carretes (3,000 unidades) por caja interior. Se empaquetan 10 cajas interiores (30,000 unidades en total) por caja de envío exterior.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Letreros de Mensajes Variables:Ideal para pantallas pixeladas debido al alto brillo y al ángulo de haz estrecho.
• Señales de Tráfico y Semáforos:Adecuado para iluminación suplementaria o indicadores de estado que requieren alta visibilidad y fiabilidad.
• Tableros de Información:Utilizado en sistemas de información de transporte público, letreros publicitarios minoristas y paneles de estado industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante para mantener la corriente directa en o por debajo de los 20mA recomendados para operación continua.
• Gestión Térmica:Asegure un área de cobre adecuada en la PCB o vías térmicas para disipar el calor, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o cerca de los límites máximos. Adhiérase a la curva de reducción de carga por encima de 45°C.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 25° proporciona luz dirigida. Para una iluminación más amplia, pueden ser necesarios múltiples LEDs o paneles difusores.
• Verificación de Polaridad:Verifique que la huella en la PCB coincida con la configuración ánodo/cátodo (P1/P3 = Ánodo, P2 = Cátodo) para evitar conexión inversa.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs estándar SMD (por ejemplo, 0603, 0805) o de encapsulado PLCC (Portador de Chip con Terminales Plásticos), el LTLMR4EW2DA ofrece ventajas distintivas para aplicaciones de señalización:

• Mayor Intensidad Luminosa:Proporciona una salida en mcd significativamente mayor en un encapsulado compacto, reduciendo el número de LEDs necesarios para un nivel de brillo dado.
• Control Integrado del Haz:La lente moldeada proporciona un ángulo de visión consistente de 25° sin requerir ópticas secundarias adicionales, simplificando el diseño mecánico y reduciendo el costo de ensamblaje.
• Robustez Ambiental Mejorada:La formulación de epoxi avanzada ofrece una mejor resistencia a la humedad y a los rayos UV en comparación con los encapsulados LED estándar, mejorando la longevidad en entornos exteriores o severos.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

R1: La Longitud de Onda Pico (λP) es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado basado en la sensibilidad del ojo humano (curva CIE) que define el color percibido. Para este LED rojo, están muy cerca (630nm vs. 618-630nm).

P2: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin una resistencia?

R2: No. El voltaje directo es solo de 1.8-2.4V. Conectarlo directamente a 3.3V causaría una corriente excesiva, superando el límite máximo y destruyendo el LED. Una resistencia limitadora de corriente o un regulador son obligatorios.

P3: ¿Qué significa MSL 3 para mi proceso de producción?

R3: MSL 3 significa que los componentes son sensibles a la absorción de humedad. Después de sacarlos de la bolsa sellada, tiene 168 horas (1 semana) en condiciones de piso de fábrica (<30°C/60% HR) para completar el proceso de soldadura por reflujo. Si se excede este tiempo, los componentes deben hornearse antes de su uso para evitar daños por "efecto palomita de maíz" durante la soldadura.

P4: ¿Cómo se mide y especifica el ángulo de visión?

R4: El ángulo de visión (2θ1/2) es el ancho angular total donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de la intensidad medida directamente en el eje (0°). Un ángulo típico de 25° significa que la luz se concentra dentro de un cono relativamente estrecho, lo cual es ideal para aplicaciones de iluminación dirigida.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel Compacto de Indicadores de Estado

Un ingeniero está diseñando un panel de control para equipos industriales que requiere varios indicadores de estado rojos de alta visibilidad. El espacio es limitado y los indicadores deben ser visibles bajo luz ambiental brillante. Se selecciona el LTLMR4EW2DA porque su alta intensidad luminosa (hasta 12000 mcd) garantiza la visibilidad. El ángulo de visión estrecho de 25° significa que la luz no se desperdicia iluminando áreas fuera de la línea de visión directa del operador. El encapsulado de montaje superficial permite el ensamblaje automático de la PCB, reduciendo costos. El diseñador implementa un circuito simple con una fuente de 5V, una resistencia limitadora de corriente calculada para ~18mA (proporcionando un margen de seguridad por debajo de 20mA) y sigue las pautas de manipulación MSL3 para garantizar el rendimiento del ensamblaje. La resistencia a la humedad del epoxi asegura la fiabilidad en el entorno industrial potencialmente húmedo.

12. Introducción al Principio Técnico

El LTLMR4EW2DA se basa en un chip semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AllnGaP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de las capas de AllnGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo (~624-630nm). El encapsulante de la lente difusa está dopado con partículas de dispersión para ampliar la extracción de luz del chip y crear una apariencia más uniforme y menos deslumbrante en comparación con una lente transparente, mientras que la forma del encapsulado controla el ángulo final del haz.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

La tendencia en LEDs para indicadores y señalización continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes o candela por vatio), una fiabilidad mejorada y factores de forma más pequeños. También hay un creciente énfasis en el control óptico preciso integrado directamente en el encapsulado, como se ve con el ángulo de visión definido de este dispositivo, para simplificar el diseño del producto final. Las regulaciones ambientales continúan impulsando la eliminación de sustancias peligrosas, haciendo que el cumplimiento de RoHS, libre de plomo y libre de halógenos sea estándar. Además, los avances en materiales de encapsulación apuntan a mejorar la resistencia a los ciclos térmicos, la humedad y la exposición a los rayos UV, extendiendo la vida útil del producto, especialmente para aplicaciones exteriores donde este LED está dirigido.