Hoja de Datos de Lámpara LED LTLMH4T BR7DA - Dimensiones 4.2x4.2x6.2mm - Voltaje 2.9V - Potencia 85mW - Azul 470nm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLMH4T BR7DA es una lámpara LED de montaje superficial de alto brillo diseñada para aplicaciones de iluminación exigentes. Este dispositivo utiliza tecnología semiconductor avanzada de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul con una longitud de onda dominante de 470nm. Encapsulado en un paquete de epoxi azul difuso, está diseñado para un rendimiento superior en aplicaciones de cartelería, ofreciendo un patrón de radiación controlado sin necesidad de ópticas secundarias adicionales. Su factor de forma de dispositivo de montaje superficial (SMD) garantiza compatibilidad con líneas de montaje SMT (Tecnología de Montaje Superficial) estándar de alto volumen y procesos de soldadura por reflujo industriales.

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa, que puede alcanzar hasta 2850 milicandelas (mcd), junto con un bajo consumo de energía para una alta eficiencia. El paquete está construido con materiales de epoxi avanzados que proporcionan una excelente resistencia a la humedad y protección UV, mejorando su fiabilidad para uso tanto interior como exterior. Además, el producto cumple con los estándares medioambientales, siendo libre de plomo, libre de halógenos y compatible con RoHS.

El mercado objetivo para este componente es principalmente la industria profesional de señalización. Sus aplicaciones típicas incluyen señales de mensajes variables, señales de tráfico y diversas formas de pantallas de mensajes donde una iluminación consistente, brillante y fiable es crítica. El diseño del LED es particularmente adecuado para aplicaciones que requieren un patrón de radiación uniforme y ángulos de visión controlados.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al LED. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. La disipación de potencia máxima es de 85 mW. El dispositivo puede soportar una corriente directa de pico de 100 mA, pero solo en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo del 10% o menos y un ancho de pulso que no exceda los 10 milisegundos. La corriente directa continua en DC es más conservadora, de 25 mA. Para garantizar una operación segura a temperaturas más altas, se aplica un factor de reducción lineal de 0.62 mA por grado Celsius desde los 45°C hacia arriba. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento se extiende hasta +100°C. Crítico para el ensamblaje, el LED puede soportar un perfil de soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Las características eléctricas y ópticas son los parámetros clave de rendimiento en condiciones normales de funcionamiento, también especificados a TA=25°C.

• Intensidad Luminosa (Iv):Medida a una corriente directa (IF) de 20mA, la intensidad luminosa tiene un valor típico de 1600 mcd, con un mínimo de 1000 mcd y un máximo de 2850 mcd. La clasificación Iv está marcada en la bolsa de embalaje, y las pruebas de garantía incluyen una tolerancia de ±15%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El dispositivo presenta un ángulo de visión típico de 70/45 grados. Este parámetro, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial, indica un patrón de haz moderadamente enfocado adecuado para iluminación direccional.
• Longitud de Onda:La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 461 nm. La longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, varía de 465 nm a 475 nm, con un valor típico de 470 nm (azul). El ancho medio espectral (Δλ) es típicamente de 23 nm.
• Voltaje Directo (VF):A IF=20mA, la caída de voltaje directo es típicamente de 2.9V, con un rango de 2.5V a 3.5V. Este parámetro es crucial para el diseño del circuito de accionamiento.
• Corriente Inversa (IR):La corriente inversa máxima es de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Es importante señalar que este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

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 cuatro lotes de intensidad (BQ, BR, BS, BT) según su intensidad luminosa medida a 20mA. Los límites de los lotes son: BQ (1000-1300 mcd), BR (1300-1700 mcd), BS (1700-2200 mcd) y BT (2200-2850 mcd). Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de lote.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Para la consistencia de color, la longitud de onda dominante se clasifica en dos códigos: B1 (465-470 nm) y B2 (470-475 nm). La tolerancia para cada límite de lote es de ±1 nm. El número de pieza LTLMH4T BR7DA indica una combinación específica de estos lotes (por ejemplo, 'BR' para intensidad y '7D' probablemente relacionado con el lote de longitud de onda, aunque el mapeo exacto del código en el número de pieza no se detalla completamente en el extracto proporcionado).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas no se detallan en el extracto de texto, las curvas de rendimiento típicas para tales LED incluirían:

• Curva IV (Corriente vs. Voltaje):Esta curva muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente directa. Es esencial para determinar el punto de operación y los efectos térmicos en la caída de voltaje.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Este gráfico típicamente muestra una relación casi lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz dentro del rango de operación recomendado, destacando la eficiencia del dispositivo.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Comprender esto es vital para la gestión térmica en la aplicación final.
• Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~461nm y el ancho espectral, lo que afecta la pureza del color.

Los diseñadores deben consultar estas curvas para optimizar las condiciones de accionamiento y la disipación de calor para un rendimiento consistente durante la vida útil del producto.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED tiene un paquete de montaje superficial rectangular y compacto. Las dimensiones clave incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 4.2mm (±0.2mm) de largo y ancho. La altura total, incluida la lente, es de 6.2mm (±0.5mm). El paquete cuenta con una brida para estabilidad mecánica durante la colocación. La tolerancia para la mayoría de las dimensiones es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Diseño de Pads e Identificación de Polaridad

El dispositivo tiene tres terminales eléctricos (P1, P2, P3). P1 y P3 son las conexiones del ánodo (+), mientras que P2 es la conexión del cátodo (-). Esta configuración puede usarse para mejorar la distribución de corriente o la gestión térmica. El patrón de pistas de soldadura recomendado en el PCB incluye una pista más grande (a menudo conectada a P3) que está específicamente diseñada para conectarse a un disipador de calor o mecanismo de refrigeración para distribuir eficazmente el calor generado durante la operación. Se sugiere un radio de filete (R0.5) en el diseño de la pista para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED está clasificado como Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 (MSL3) según JEDEC J-STD-020. Los parámetros recomendados del perfil de reflujo sin plomo son: Precalentamiento/Remojo de 150°C a 200°C durante un máximo de 120 segundos. El tiempo por encima de la temperatura líquida (217°C) debe estar entre 60 y 150 segundos. La temperatura máxima del cuerpo del paquete (Tp) no debe exceder los 260°C, y el tiempo dentro de los 5°C de la temperatura de clasificación especificada (255°C) debe ser un máximo de 30 segundos. El tiempo total desde 25°C hasta la temperatura máxima no debe exceder los 5 minutos. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Los LED en bolsas selladas de barrera de humedad pueden almacenarse hasta 12 meses a <30°C y 90% HR. Después de abrir la bolsa, los componentes deben mantenerse a <30°C y 60% HR y deben soldarse 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, si la vida útil en planta excede las 168 horas, o si los componentes están expuestos a >30°C y 60% HR. El horneado debe realizarse solo una vez.

6.3 Limpieza y Soldadura Manual

Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico. Si se requiere soldadura manual, debe limitarse a una sola vez con una temperatura del soldador que no exceda los 315°C durante un máximo de 3 segundos por unión. No debe aplicarse estrés externo al LED durante la soldadura mientras está a alta temperatura, y debe evitarse el enfriamiento rápido desde la temperatura máxima.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve y carrete. Las dimensiones de la cinta están especificadas, con un paso de bolsillo de 8.0mm (±0.1mm) y un ancho de cinta de 16.0mm (±0.3mm). Cada carrete contiene 1,000 piezas, embaladas dentro de una bolsa de barrera de humedad marcada con una advertencia de descarga electrostática (ESD). Se empaquetan tres carretes por caja interior (total 3,000 pzas), y nueve cajas interiores por caja exterior (total 27,000 pzas). En cada lote de envío, solo el último paquete puede no estar completo.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para señalización interior y exterior, incluyendo señales de mensajes variables, señales de tráfico y pantallas de mensajes en general. Su alto brillo y ángulo de visión controlado lo hacen ideal para aplicaciones donde la luz necesita dirigirse hacia el espectador para una máxima visibilidad, incluso en condiciones de luz ambiental.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente:Utilice un driver de corriente constante ajustado a 20mA para operación típica, asegurándose de que se mantenga dentro del máximo absoluto de 25mA DC. Considere la reducción a altas temperaturas ambientales.
• Gestión Térmica:Conecte la pista térmica designada (P3) a una zona de cobre o un disipador de calor dedicado en el PCB para transferir eficazmente el calor lejos de la unión del LED, manteniendo la salida de luz y la longevidad.
• Diseño Óptico:La lente difusa integrada proporciona un patrón de radiación uniforme. Para formas de haz específicas, se pueden añadir ópticas secundarias, aunque el ángulo nativo de 70/45 grados suele ser suficiente para aplicaciones de señalización.
• Protección ESD:Implemente precauciones estándar ESD durante la manipulación y el ensamblaje, como se indica en el embalaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED SMD estándar (como los paquetes 3528 o 5050) o los LED PLCC (Portador de Chip con Pistas Plásticas), esta lámpara de montaje superficial ofrece ventajas distintivas para señalización. Su principal diferenciador es el diseño de lente integrado que proporciona un patrón de radiación uniforme y ángulos de visión controlados y estrechos sin requerir una lente óptica externa adicional. Esto simplifica el diseño mecánico de la señal, reduce el número de componentes y puede reducir el costo total de ensamblaje. La alta intensidad luminosa en un paquete compacto también permite pantallas más brillantes o el uso de menos LED por área de señal. El robusto paquete de epoxi con resistencia mejorada a la humedad y los UV proporciona una mejor fiabilidad para aplicaciones exteriores en comparación con algunos paquetes SMD estándar.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Qué significa el número de pieza LTLMH4T BR7DA?

R1: El número de pieza codifica características específicas del producto. 'LTLMH4T' probablemente se refiere a la familia de productos y el tipo de paquete. 'BR' indica el lote de intensidad luminosa (1300-1700 mcd). Se asume que '7D' se correlaciona con el lote de longitud de onda dominante (probablemente 470-475nm, B2). Siempre confirme la clasificación exacta en la hoja de datos completa del proveedor o en la etiqueta del embalaje.

P2: ¿Puedo accionar este LED con una fuente de voltaje constante?

R2: No es recomendable. Los LED son dispositivos accionados por corriente. Su voltaje directo tiene una tolerancia (2.5V-3.5V). Una fuente de voltaje constante podría provocar una variación excesiva de corriente entre unidades, causando diferencias en el brillo y potencialmente acortando la vida útil. Utilice siempre un driver de corriente constante o un circuito que limite activamente la corriente.

P3: ¿Por qué hay una pista térmica (P3) y tengo que conectarla?

R3: La pista térmica está diseñada para transferir calor desde el chip LED al PCB. Se recomienda encarecidamente conectarla a una zona de cobre o un disipador de calor, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o a corriente de accionamiento completa. Una gestión térmica adecuada garantiza una salida de luz estable y maximiza la vida útil operativa del LED.

P4: La hoja de datos dice MSL3. ¿Qué sucede si excedo las 168 horas de vida útil en planta?

R4: Exceder la vida útil en planta expone el LED a la humedad ambiental, que puede vaporizarse durante la soldadura por reflujo, causando daños internos en el paquete (\"efecto palomita\"). Si se excede la vida útil en planta, debe hornear los componentes a 60°C durante 20 horas antes de soldar, según las instrucciones de la sección 8.2.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Señal de Tráfico Exterior de Alta Visibilidad

Un diseñador está creando una señal de tráfico de mensajes variables alimentada por energía solar. Selecciona el LED LTLMH4T BR7DA por su alto brillo (lote BR, ~1500 mcd típ.) y color azul (470nm). La señal debe ser legible a la luz solar directa. El diseñador calcula que una matriz de 100 LED, accionados a 18mA (ligeramente por debajo del valor típico para mejorar la longevidad y tener en cuenta la variación de entrada solar), proporcionará suficiente intensidad luminosa. Se selecciona un circuito integrado driver de corriente constante para alimentar la matriz en configuración serie-paralelo. El PCB se diseña con grandes zonas de cobre conectadas a las pistas P3 de cada LED, que a su vez se conectan a la placa trasera de aluminio de la carcasa de la señal que actúa como disipador de calor. Se sigue estrictamente el procedimiento de manejo MSL3 durante el ensamblaje para prevenir fallos relacionados con la humedad. Este diseño resulta en una señal fiable, brillante y energéticamente eficiente adecuada para operación exterior 24/7.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en la tecnología semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de InGaN determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, azul a 470nm. El encapsulante de epoxi cumple múltiples propósitos: protege el delicado chip semiconductor, actúa como una lente primaria para dar forma a la salida de luz y contiene partículas difusoras para crear una apariencia uniforme. El paquete también incluye una copa reflectante para dirigir la luz hacia arriba y terminales diseñados tanto para conexión eléctrica como para disipación térmica.

13. Tendencias y Desarrollo de la Industria

El mercado de LED de montaje superficial continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mayor densidad de potencia y una mejor consistencia y reproducción del color. Las tendencias relevantes para este tipo de componente incluyen el impulso hacia tolerancias de clasificación aún más estrechas para garantizar uniformidad en pantallas grandes, el desarrollo de materiales de epoxi y silicona con mayor resistencia a condiciones ambientales adversas (calor, humedad, UV) y la integración de ópticas internas más sofisticadas para un control preciso del haz. Además, hay un creciente énfasis en la sostenibilidad, impulsando avances en materiales y procesos de fabricación para reducir aún más el impacto ambiental. La tecnología subyacente de InGaN también se está perfeccionando para superar los límites de eficiencia y habilitar nuevos rangos de longitud de onda para aplicaciones especializadas.