Hoja de Datos del LED Bicolor LTLR14FGFAJH213T - Naranja/Amarillo-Verde - 20mA - 52mW - Montaje Through-Hole - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTLR14FGFAJH213T es una lámpara LED bicolor de montaje through-hole, diseñada para su uso como Indicador de Placa de Circuito (CBI). Cuenta con una carcasa plástica negra en ángulo recto que se acopla al componente LED, mejorando el contraste para una mayor visibilidad. Este dispositivo forma parte de una familia de indicadores disponibles en varias configuraciones, incluyendo orientación de vista superior y en ángulo recto, con diseños apilables y de fácil montaje, ideales para crear matrices horizontales o verticales en placas de circuito impreso (PCB).

1.1 Características Principales

• Diseñado para facilitar el montaje e integración en la placa de circuito.
• El material de la carcasa negra proporciona un alto contraste con el LED iluminado.
• Presenta un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa.
• Fabricado como producto libre de plomo y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Emite luz en dos colores: Naranja y Amarillo-Verde, utilizando tecnología AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para el material semiconductor.
• Incorpora una lente difusora blanca para una distribución de luz uniforme y de gran ángulo.
• Suministrado en empaquetado de cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Esta lámpara LED está diseñada para ofrecer fiabilidad y rendimiento en una amplia gama de equipos electrónicos. Sus principales dominios de aplicación incluyen:

• Sistemas Informáticos:Indicadores de estado en placas base, servidores, conmutadores de red y dispositivos periféricos.
• Equipos de Comunicación:Indicadores de señal y estado en routers, módems, infraestructura de telecomunicaciones y hardware de red.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de encendido, modo y función en equipos de audio/vídeo, electrodomésticos y electrónica personal.
• Controles Industriales:Indicadores de panel para maquinaria, sistemas de control, instrumentación y equipos de automatización donde la retroalimentación visual clara es crítica.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Las siguientes secciones proporcionan un análisis objetivo y detallado de las especificaciones técnicas del dispositivo según se definen en la hoja de datos. Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Las especificaciones máximas absolutas definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de funcionamiento.

• Disipación de Potencia (PD):52 mW (para ambos colores, Naranja y Amarillo-Verde). Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor sin degradarse.
• Corriente Directa de Pico (IF(peak)):60 mA. Esta corriente solo puede aplicarse en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo ≤ 1/10 y un ancho de pulso ≤ 10µs. Exceder esto en operación en CC dañará el LED.
• Corriente Directa en CC (IF):20 mA. Esta es la corriente directa continua recomendada para el funcionamiento normal, para lograr las características ópticas especificadas.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-30°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcionará dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin aplicar potencia dentro de este rango.
• Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a una distancia de 2.0mm (0.079\") del cuerpo del LED. Esto define la tolerancia del perfil térmico para procesos de soldadura manual o por ola.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del dispositivo en condiciones normales de funcionamiento (IF=20mA, TA=25°C).

• Intensidad Luminosa (Iv):
  • Naranja:El valor típico es 140 mcd. La hoja de datos especifica un mínimo de 23 mcd, pero el rendimiento típico es significativamente mayor. La intensidad real entregada está sujeta a una clasificación por bins (ver Sección 4).
  • Amarillo-Verde:El valor típico también se indica como 140 mcd, siguiendo la misma estructura de clasificación por bins que el LED Naranja.
  • Nota de Medición:La intensidad se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE, asegurando que el valor se correlacione con la percepción visual humana.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):100 grados (típico para ambos colores). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor pico (axial). La lente difusora blanca es responsable de esta característica de amplio ángulo de visión.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):
  • Naranja:611 nm (típico).
  • Amarillo-Verde:575 nm (típico).
  • Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia de la luz emitida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):
  • Naranja:Rango desde 598 nm (Mín) hasta 612 nm (Máx), con un valor típico de 605 nm.
  • Amarillo-Verde:Rango desde 565 nm (Mín) hasta 571 nm (Máx), con un valor típico de 569 nm.
  • La longitud de onda dominante se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa el color percibido de la luz, que es la longitud de onda única que mejor coincide con la sensación de color.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):
  • Naranja:17 nm (típico).
  • Amarillo-Verde:15 nm (típico).
  • Este parámetro indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida, medido como el ancho total a media altura (FWHM) del pico de emisión.
• Tensión Directa (VF):
  • Naranja:Rango desde 2.1V (Mín) hasta 2.6V (Típ). No se especifica un valor máximo en la tabla proporcionada.
  • Amarillo-Verde:Se asume que es similar, aunque no se indica explícitamente por separado en el extracto proporcionado.
• Corriente Inversa (IR):10 µA (máximo) cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V.Nota Crítica:La hoja de datos establece explícitamente que \"El dispositivo no está diseñado para operación inversa.\" Esta condición de prueba es solo para caracterización; no se recomienda aplicar polarización inversa en el diseño del circuito.

3. Especificación del Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins. El LTLR14FGFAJH213T utiliza un sistema de código de doble bin para la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Tanto los LED Naranja como los Amarillo-Verde se clasifican en tres grados de intensidad, identificados por un código de dos letras (AB, CD, EF). El código de bin para intensidad está marcado en la bolsa de empaquetado.

• Bin AB:23 mcd (Mín) a 50 mcd (Máx).
• Bin CD:50 mcd (Mín) a 85 mcd (Máx).
• Bin EF:85 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx).
• Tolerancia:Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±30% durante las pruebas.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican por su longitud de onda dominante (punto de color) utilizando un código numérico.

Para Amarillo-Verde:

• Bin 1:565.0 nm a 568.0 nm.
• Bin 2:568.0 nm a 571.0 nm.

Para Naranja (denominado Ámbar en la tabla de bins):

• Bin 3:598.0 nm a 605.0 nm.
• Bin 4:605.0 nm a 612.0 nm.

Tolerancia:Cada límite de bin de longitud de onda tiene una tolerancia de ±1 nm.

Implicación de Diseño:Para aplicaciones que requieren un emparejamiento estricto de color o brillo (por ejemplo, paneles con múltiples indicadores), los diseñadores deben especificar los códigos de bin deseados o implementar calibración a nivel de circuito para compensar las variaciones.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto proporcionado, típicamente incluyen las siguientes relaciones esenciales:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Muestra la relación exponencial entre corriente y tensión para un diodo semiconductor. La curva tendrá una tensión de \"rodilla\" específica (alrededor de 2.1-2.6V) más allá de la cual la corriente aumenta rápidamente con un pequeño aumento de tensión. Es obligatorio un resistor limitador de corriente en serie con el LED para evitar la fuga térmica.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente directa. Es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado (hasta 20mA), pero se saturará y eventualmente degradará a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y el calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra el coeficiente de temperatura negativo de la eficiencia del LED. A medida que la temperatura de unión aumenta, la salida luminosa típicamente disminuye. El amplio rango de temperatura de operación (-30°C a +85°C) indica que el dispositivo está diseñado para mantener la funcionalidad en este intervalo, aunque con una salida variable.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra la longitud de onda de emisión pico (λP) y el ancho medio espectral (Δλ). El espectro del LED Naranja estará centrado alrededor de 611 nm, y el del Amarillo-Verde alrededor de 575 nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno y Construcción

El dispositivo consiste en una carcasa (soporte) plástica negra o gris oscuro con patillas integradas para montaje through-hole. El componente LED en sí es un chip bicolor Naranja/Amarillo-Verde con una lente difusora blanca. Las notas mecánicas clave de la hoja de datos incluyen:

• Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros, con pulgadas entre paréntesis.
• Se aplica una tolerancia general de ±0.25mm (±0.010\") a menos que una característica específica indique una tolerancia diferente.
• El dibujo mecánico exacto que muestra el espaciado de patillas, dimensiones del cuerpo y perfil de la lente se referencia en la hoja de datos (implícito en la sección \"Dimensiones de Contorno\").

5.2 Especificación de Empaquetado

El dispositivo se suministra en formato estándar de la industria de cinta y carrete para equipos de inserción automatizada.

• Cinta Portadora:
  • Material: Aleación de Poliestireno Conductor Negro.
  • Espesor: 0.50 mm ±0.06 mm.
  • Tolerancia acumulativa del paso de 10 agujeros de piñón: ±0.20 mm.
• Carrete:Carrete estándar de 13 pulgadas (330mm) de diámetro.
• Cantidad por Carrete:500 piezas.
• Embalaje del Cartón Maestro:
  • 2 carretes (1000 pcs en total) se empaquetan con una tarjeta indicadora de humedad y desecantes en una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB).
  • 1 MBB se empaqueta en 1 cartón interior (1000 pcs/caja).
  • 10 cartones interiores se empaquetan en 1 cartón de envío exterior (10,000 pcs en total).

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para garantizar la fiabilidad y prevenir daños al LED.

6.1 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado (MBB):Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR). Los componentes están clasificados para su uso dentro de un año a partir de la fecha de código mientras la MBB permanezca sellada.
• Paquete Abierto:Si se abre la MBB, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR.
• Vida Útil en Planta:Los componentes retirados de su MBB original deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días).
• Almacenamiento Extendido/Horneado:Si los componentes se almacenan fuera del embalaje original por más de 168 horas, deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes del proceso de montaje SMT (reflujo) para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita\" o la delaminación durante la soldadura.

6.2 Formado de Patillas y Montaje en PCB

• Doblar las patillas en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED.
• No utilizar la base del marco de patillas como punto de apoyo durante el doblado.
• Todo el formado de patillas debe completarseantesde la soldadura y a temperatura ambiente.
• Durante la inserción en la PCB, utilizar la fuerza de remache mínima necesaria para evitar imponer un estrés mecánico excesivo en el cuerpo del LED o sus patillas.

6.3 Proceso de Soldadura

• Mantener una distancia mínima de 2mm entre la base de la lente y el punto de soldadura en la patilla.
• Evitar sumergir la lente en la soldadura durante la soldadura por ola.
• No aplicar ningún estrés externo a las patillas mientras el LED esté a una temperatura elevada debido a la soldadura.
• Condición de Soldadura Recomendada:La hoja de datos especifica un máximo de 260°C durante 5 segundos cuando se mide a 2.0mm del cuerpo. Esto es compatible con perfiles estándar de soldadura por ola o manual.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior al montaje, utilizar solo disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico (IPA). Evitar limpiezas agresivas o ultrasónicas que puedan dañar la carcasa plástica o la lente.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El circuito de excitación más básico para operación de un solo color implica una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED, conectada a una fuente de tensión CC (Vcc). El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa del LED (usar 2.6V para un diseño conservador) e IF es la corriente directa deseada (20 mA máx.). Por ejemplo, con una fuente de 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohmios. Una resistencia estándar de 120Ω o 150Ω sería adecuada. Para operación bicolor, típicamente se utilizan dos circuitos limitadores de corriente independientes, a menudo con una configuración de cátodo común o ánodo común, controlados por señales lógicas o interruptores.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Excitación de Corriente:Siempre excitar los LED con una corriente constante o usar una resistencia en serie para limitar la corriente. La conexión directa a una fuente de tensión destruirá el LED.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja (52mW), asegurar un espaciado adecuado y posible flujo de aire si se usa en matrices de alta densidad o altas temperaturas ambiente para mantener la temperatura de unión dentro de los límites.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 100 grados lo hace adecuado para indicadores de panel frontal donde la visualización no es estrictamente axial. La carcasa negra minimiza la luz parásita y mejora el contraste.
• Polaridad:Observar la orientación correcta de ánodo/cátodo durante el diseño de la PCB y el montaje. La conexión inversa bloqueará el flujo de corriente (el LED no se encenderá) y, si la tensión excede la clasificación de ruptura inversa, puede causar daños.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTLR14FGFAJH213T ofrece varias ventajas distintivas en su categoría:

• Bicolor en un Solo Paquete:Integra dos colores distintos (Naranja y Amarillo-Verde), ahorrando espacio en la PCB y simplificando el montaje en comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados.
• Carcasa en Ángulo Recto:El soporte integrado en ángulo recto dirige la luz paralela al plano de la PCB, ideal para indicadores con iluminación lateral o de vista lateral, a diferencia de los LED de vista superior que emiten luz perpendicular a la placa.
• Tecnología AlInGaP:Para los colores Naranja y Amarillo-Verde, los semiconductores AlInGaP generalmente ofrecen mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, lo que resulta en una salida más brillante y consistente.
• Lente Difusora:La lente difusora blanca proporciona una apariencia de luz uniforme y suave sin un punto caliente visible del dado, mejorando la calidad estética y la visibilidad desde ángulos más amplios.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la Longitud de Onda Pico (λP) y la Longitud de Onda Dominante (λd)?

R1: La Longitud de Onda Pico es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que mejor representa el color percibido. Para LED monocromáticos como estos, a menudo están cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

P2: ¿Puedo excitar este LED a 30mA para obtener más brillo?

R2: No. La Especificación Máxima Absoluta para la corriente directa continua en CC es 20mA. Operar a 30mA excede esta especificación, lo que reducirá significativamente la vida útil, causará una degradación rápida de la eficiencia y probablemente conducirá a una falla catastrófica. Siempre adherirse a las condiciones de operación recomendadas.

P3: La tabla de bins muestra intensidad hasta 140mcd, pero la tabla de características lista un valor típico de 140mcd. ¿Cuál es correcto?

R3: Ambos lo son. El valor \"Típico\" en la tabla de características representa el rendimiento esperado de los dispositivos del bin más alto (EF). La tabla de bins define los rangos de clasificación. No todos los dispositivos rendirán al valor típico; se distribuirán entre los bins AB, CD y EF.

P4: ¿Por qué son tan estrictos los requisitos de almacenamiento y horneado?

R4: El empaquetado plástico del LED puede absorber humedad de la atmósfera. Durante el calentamiento rápido de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse de manera explosiva, causando grietas internas (delaminación) o el \"efecto palomita\" que destruye el dispositivo. La Bolsa de Barrera de Humedad (MBB), los desecantes y los procedimientos de horneado están diseñados para controlar el contenido de humedad y garantizar la fiabilidad de la soldadura.

10. Principios Operativos y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Operativo Básico

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor utilizado. Para los colores Naranja y Amarillo-Verde en este dispositivo, el Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) es el material activo, que permite una emisión eficiente en el espectro del rojo al amarillo-verde. La funcionalidad bicolor se logra al tener dos chips semiconductores (uno para cada color) alojados dentro del mismo paquete.

10.2 Tendencias de la Industria

El mercado de LED through-hole, aunque maduro, continúa evolucionando junto con la tecnología de montaje superficial (SMT). Los componentes through-hole como el LTLR14FGFAJH213T siguen siendo vitales para aplicaciones que requieren alta robustez mecánica, prototipado manual más fácil, reparación, y en escenarios donde la soldadura por ola es el proceso de montaje principal. Las tendencias en este segmento incluyen un cambio continuo hacia materiales de mayor eficiencia (como AlInGaP sobre GaAsP), una mejor consistencia de color mediante clasificación por bins más estricta, y la integración de múltiples colores o funciones en paquetes individuales. Además, existe un énfasis sostenido en la fiabilidad y la vida útil extendida, impulsado por las demandas de aplicaciones industriales, automotrices y de infraestructura. El empaquetado también está evolucionando para ser más compatible con las máquinas de inserción through-hole automatizadas manteniendo la rentabilidad.