Hoja de Datos del LED Amarillo LTLMR4YVX3DA - Tamaño 4.2x4.2x6.9mm - Voltaje 1.8-2.4V - Potencia 120mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLMR4YVX3DA es un LED de montaje superficial de alta luminosidad diseñado para aplicaciones exigentes de señalización. Utiliza un chip amarillo de AllnGaP encapsulado en un difusor, ofreciendo una intensa salida luminosa con un ángulo de visión controlado. Su filosofía de diseño principal se centra en la fiabilidad y la compatibilidad con los procesos estándar de montaje en superficie (SMT), incluyendo la soldadura por reflujo sin plomo.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este dispositivo ofrece varias ventajas clave que lo diferencian de los paquetes SMD o PLCC estándar. Su característica principal es un patrón de radiación uniforme y un ángulo de visión estrecho y bien definido, típicamente de 35 grados. Esta característica óptica se logra mediante su diseño específico de lente, eliminando la necesidad de lentes ópticas externas adicionales en muchas aplicaciones, simplificando así el diseño y reduciendo el coste del sistema. El encapsulado emplea tecnología epoxi avanzada, proporcionando una resistencia superior a la humedad y protección UV, lo cual es crítico para la fiabilidad a largo plazo y en exteriores.

Los mercados objetivo son aplicaciones que requieren alta visibilidad y fiabilidad, como señales de mensajes variables, señales de tráfico y diversos displays de mensajes interiores/exteriores. Su construcción está libre de plomo, halógenos y cumple plenamente con las directivas medioambientales RoHS.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Un análisis objetivo y detallado de las características eléctricas y ópticas es esencial para un diseño de circuito correcto y la predicción del rendimiento.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. La disipación máxima de potencia es de 120mW a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. La corriente directa continua no debe superar los 50mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa de pico de 120mA bajo condiciones específicas (ciclo de trabajo ≤1/10, ancho de pulso ≤10µs). Un parámetro crítico es el factor de reducción de la corriente directa: por encima de 45°C, la corriente continua máxima permitida disminuye linealmente a razón de 0.75mA por grado Celsius. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el almacenamiento puede ser de -40°C a +100°C. El dispositivo puede soportar una temperatura máxima de soldadura por reflujo de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a TA=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20mA, los parámetros clave son:

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 5500 mcd hasta un máximo de 12000 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a los límites de los bins.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Se define como el ángulo total en el que la intensidad es la mitad del valor máximo. El valor típico es de 35 grados (mínimo 30 grados), con una tolerancia de medición de ±2 grados.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):Típicamente 594 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 584.5 nm a 594.5 nm, definiendo el color amarillo percibido.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Típicamente 15 nm, indicando la pureza espectral de la luz amarilla.
• Tensión Directa (VF):Varía de 1.8V a 2.4V a 20mA.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA a una tensión inversa (VR) de 5V. Es crucial señalar que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins. El LTLMR4YVX3DA utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a IF=20mA. El código de bin (W, X, Y) define un rango mínimo-máximo para la intensidad luminosa en milicandelas (mcd). Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±15%.
W: 5500 - 7200 mcd
X: 7200 - 9300 mcd
Y: 9300 - 12000 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a IF=20mA. El código de bin (Y1, Y2, Y3, Y4) define un rango mínimo-máximo para la longitud de onda dominante en nanómetros (nm). Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±1nm.
Y1: 584.5 - 587.0 nm
Y2: 587.0 - 589.5 nm
Y3: 589.5 - 592.0 nm
Y4: 592.0 - 594.5 nm

3.3 Clasificación por Tensión Directa

Clasificado a IF=20mA. El código de bin (1A, 2A, 3A) define un rango mínimo-máximo para la tensión directa en voltios (V). Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±0.1V.
1A: 1.8 - 2.0 V
2A: 2.0 - 2.2 V
3A: 2.2 - 2.4 V

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones Principales

El dispositivo tiene una huella compacta de montaje superficial. Las dimensiones clave incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 4.2mm x 4.2mm, con una altura total de 6.9mm ±0.5mm. La separación entre terminales es de 2.0mm ±0.5mm. Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario. Se permite una pequeña protuberancia de resina bajo la brida, con una altura máxima de 1.0mm.

4.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El componente tiene tres terminales (P1, P2, P3). P1 y P3 son las conexiones del ánodo, mientras que P2 es el cátodo. Esta configuración debe observarse cuidadosamente durante el diseño del PCB. Se proporciona un patrón recomendado de pads de soldadura para garantizar una correcta formación de la junta y estabilidad mecánica durante el reflujo. El diseño de los pads incluye esquinas redondeadas (R0.5) para evitar puentes de soldadura y asegurar conexiones fiables.

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para la fiabilidad. Este dispositivo es de Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 (MSL3) según JEDEC J-STD-020.

5.1 Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs en una bolsa barrera de humedad sin abrir (con desecante) pueden almacenarse a <30°C y 90% HR hasta 12 meses. Tras abrir la bolsa, los componentes deben mantenerse a <30°C y 60% HR y deben completar la soldadura en 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 fuera de la bolsa supera las 168 horas, o los componentes se exponen 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. Los parámetros clave incluyen: una etapa de precalentamiento/estabilización de 150°C a 200°C durante un máximo de 120 segundos; un tiempo por encima del líquido (217°C) entre 60 y 150 segundos; una temperatura máxima (Tp) de 260°C como máximo; y un tiempo dentro de 5°C de la temperatura de clasificación especificada (255°C) durante un máximo de 30 segundos. El tiempo total desde 25°C hasta la temperatura máxima no debe superar los 5 minutos.

5.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza tras la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico.

6. Especificación de Embalaje

Los LEDs se suministran en cinta portadora con alveolos para colocación automática. Se especifican las dimensiones de la cinta, con bolsillos diseñados para sujetar firmemente el cuerpo de 4.2mm x 4.2mm. El embalaje estándar incluye 1,000 piezas por carrete. Para envíos a granel: un carrete se coloca en una bolsa barrera de humedad con desecante y tarjeta indicadora de humedad; tres de estas bolsas se empaquetan en una caja interior (3,000 pzas. total); y diez cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior (30,000 pzas. total). El último paquete de un lote de envío puede no estar completo.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para aplicaciones que requieren alta luminosidad y buena visibilidad en diversas condiciones de iluminación. Los usos principales incluyen:
- Señales de Mensajes Variables:Para pantallas a gran escala donde la consistencia de color y brillo entre muchos píxeles es crucial.
- Señales de Tráfico:Aprovechando su alta intensidad y fiabilidad para señalización crítica para la seguridad.
- Señales de Mensajes Generales:Tanto interiores como exteriores, beneficiándose de su resistencia a la humedad y ángulo de visión controlado.

7.2 Consideraciones de Diseño

Conducción de Corriente:Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante frente a una fuente de tensión constante para garantizar una salida luminosa estable y prevenir la fuga térmica. El diseño debe operar muy por debajo de la corriente continua máxima absoluta de 50mA, típicamente en o cerca de la corriente de prueba de 20mA para las especificaciones garantizadas.
Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (120mW máx.), un diseño de PCB adecuado con alivio térmico suficiente y, si es necesario, un pequeño pad de cobre para disipación de calor, mejorará la longevidad y mantendrá el rendimiento, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se maneje a corrientes más altas.
Integración Óptica:El ángulo de visión integrado de 35 grados puede ser suficiente para muchas aplicaciones. Para diferentes patrones de haz, se pueden usar ópticas secundarias, pero el diseño inicial de la lente proporciona un patrón de radiación uniforme como punto de partida.
Protección ESD:Aunque no se indica explícitamente en la hoja de datos, deben observarse las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) durante la manipulación y montaje de todos los componentes LED.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs SMD estándar 3528 o 5050, el encapsulado LTLMR4YVX3DA está diseñado específicamente para iluminación direccional de alta intensidad en señalización. Su diferenciador clave es la lente integrada que proporciona un ángulo de visión controlado y estrecho sin ópticas añadidas, lo cual no es una característica estándar en los paquetes SMD genéricos. El uso de tecnología AllnGaP para luz amarilla ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs blancos convertidos por fósforo utilizados con filtros amarillos. La robustez del encapsulado (resistencia a humedad y UV) también lo posiciona por encima de muchos LEDs SMD básicos destinados principalmente a uso interior.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda pico (λP=594nm) es la longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd=584.5-594.5nm) se deriva de las coordenadas de color y representa la longitud de onda única del color espectral puro que coincide con el color percibido del LED. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación (binning) al realizar un pedido?
R: Debes especificar códigos para Intensidad (ej., Y), Longitud de Onda (ej., Y3) y Tensión (ej., 2A) para obtener un lote consistente. El número de parte LTLMR4YVX3DA implica selecciones específicas de bins (Y para intensidad, VX para combinaciones de longitud de onda/tensión). Consulta con el proveedor el mapeo exacto de bins con el sufijo del número de parte.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?
R: No se recomienda conectar directamente a una fuente de 3.3V, ya que probablemente destruiría el LED debido a una corriente excesiva. Debes usar una resistencia limitadora de corriente o, preferiblemente, un circuito driver de corriente constante. La tensión directa es solo de 1.8-2.4V, por lo que el exceso de tensión debe disiparse en la resistencia en serie o el regulador.

P: ¿Por qué es importante el Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL3)?
R: Durante la soldadura por reflujo, la humedad atrapada dentro del encapsulado plástico puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o "efecto palomita", lo cual agrieta el encapsulado y destruye el LED. Cumplir con la vida útil de 168 horas tras abrir la bolsa y seguir los procedimientos de horneado cuando sea necesario es esencial para un alto rendimiento en el montaje.

10. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando una señal de advertencia de tráfico compacta.
Un diseñador necesita una luz amarilla intermitente altamente visible. Selecciona el LTLMR4YVX3DA por su alta intensidad (seleccionando el bin Y para máxima luminosidad) y su ángulo de visión estrecho para asegurar que la luz se dirija a los conductores que se aproximan. Diseña un PCB con el patrón de pads recomendado. Un circuito simple que utiliza un pin PWM de un microcontrolador maneja un sumidero de corriente constante MOSFET ajustado a 20mA. Los requisitos MSL3 se comunican a la empresa de montaje, que programa la línea SMT para procesar estas piezas en las 48 horas siguientes a abrir las bolsas barrera. La señal final se prueba para verificar la intensidad luminosa y la consistencia de color en todas las unidades, cumpliendo con los estándares regulatorios para equipos de tráfico.

11. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en la tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AllnGaP). Cuando se aplica una tensión directa que supera el umbral del diodo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde los materiales tipo n y tipo p, respectivamente. Se recombinan radiativamente, 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 la región amarilla (~590nm). El encapsulante epoxi difuso protege el chip semiconductor y actúa como una lente primaria, dando forma a la salida de luz en el patrón de radiación especificado.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

El desarrollo de LEDs AllnGaP de alta luminosidad revolucionó la iluminación de indicadores y señalización de color, ofreciendo una eficiencia, longevidad y fiabilidad superiores a las fuentes de luz incandescentes y filtradas. Las tendencias actuales en este ámbito incluyen la búsqueda de una eficacia luminosa aún mayor (más salida de luz por vatio eléctrico) para reducir el consumo energético en grandes instalaciones. También hay un enfoque en mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. Además, la tecnología de encapsulado sigue evolucionando para proporcionar una mejor gestión térmica, permitiendo corrientes de manejo más altas y, en consecuencia, mayor brillo desde el mismo tamaño de chip, o permitiendo una vida útil más larga a corrientes estándar. La integración de electrónica de control y interfaces de driver (ej., para señales RGB direccionables) es otra tendencia significativa, aunque este componente en particular sigue siendo una fuente de luz discreta de alto rendimiento diseñada para integrarse en sistemas más grandes.