Hoja de Datos del LED Azul LTL17KCBH5D - Cápsula T-1 5mm - 3.2V 20mA - 240mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL17KCBH5D es un diodo emisor de luz (LED) azul de alta eficiencia, diseñado para montaje pasante en placas de circuito impreso (PCB). Pertenece a la popular familia de cápsulas T-1 (5mm), lo que lo convierte en una opción estándar para una amplia gama de aplicaciones de indicación e iluminación. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz con una longitud de onda dominante de 470 nm, presentándose como un color azul difuso.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Eficiencia y Bajo Consumo Energético:Proporciona una alta intensidad luminosa con un consumo eléctrico mínimo, contribuyendo a diseños energéticamente eficientes.
• Conforme a RoHS y Libre de Plomo:Fabricado cumpliendo con las normativas medioambientales, lo que lo hace apto para mercados globales.
• Cápsula Estándar:El factor de forma T-1 5mm garantiza una amplia compatibilidad con diseños de PCB y procesos de fabricación existentes.
• Flexibilidad de Diseño:Disponible en bins específicos de intensidad luminosa y longitud de onda, permitiendo una selección precisa según los requisitos de la aplicación.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED es versátil y adecuado para indicación de estado, retroiluminación e iluminación decorativa en múltiples industrias. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Equipos de Comunicación:Indicadores de estado en routers, switches y módems.
• Periféricos de Computadora:Luces de encendido y actividad en teclados, discos externos y hubs.
• Electrónica de Consumo:Luces indicadoras en equipos de audio/vídeo, juguetes y electrodomésticos.
• Electrodomésticos:Indicadores en pantallas y paneles de control.
• Controles Industriales:Paneles de estado de máquinas, indicadores de sistemas de control e instrumentación.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):108 mW máximo. Esta es la potencia total (Tensión Directa x Corriente Directa) que la cápsula del LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.
• Corriente Directa en CC (IF):30 mA máximo de corriente continua.
• Corriente Directa de Pico:100 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10ms) para manejar sobretensiones breves.
• Derating:La corriente directa máxima permitida en CC disminuye linealmente 0.5 mA por cada aumento de 1°C en la temperatura ambiente por encima de 30°C. Esto es crítico para la gestión térmica en entornos cerrados o de alta temperatura.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar desde -30°C hasta +80°C y almacenarse desde -40°C hasta +100°C.
• Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED. Esto define la ventana de proceso para soldadura manual o por ola.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a TA=25°C e IF=20mA, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (Iv):240 mcd (típico). Esta es el brillo percibido del LED por el ojo humano. El producto enviado se clasifica en bins con valores mínimos que van desde 180 mcd hasta 520 mcd (ver Tabla de Bins). Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a estos valores.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):50 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad de la luz cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). Un ángulo de 50° proporciona un haz relativamente enfocado, adecuado para indicación dirigida.
• Longitud de Onda de Pico (λp):468 nm (típico). La longitud de onda específica donde la potencia óptica emitida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λd):470 nm (típico), clasificada desde 460 nm hasta 475 nm. Esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):22 nm (típico). Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz azul emitida.
• Tensión Directa (VF):3.2 V (típico), con un rango de 2.7 V a 3.6 V a 20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (IR):100 μA máximo a una Tensión Inversa (VR) de 5V.Importante:Este LED no está diseñado para operación en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia en brillo y color en aplicaciones de producción, los LEDs se clasifican en bins.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

Unidad: milicandela (mcd) @ IF = 20mA. El código del bin está marcado en la bolsa de empaque.

• Bin HJ:180 mcd (Mín) a 310 mcd (Máx)
• Bin KL:310 mcd (Mín) a 520 mcd (Máx)
• Bin MN:520 mcd (Mín) a 880 mcd (Máx)

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

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

Unidad: nanómetro (nm) @ IF = 20mA.

• Bin B07:460.0 nm (Mín) a 465.0 nm (Máx)
• Bin B08:465.0 nm (Mín) a 470.0 nm (Máx)
• Bin B09:470.0 nm (Mín) a 475.0 nm (Máx)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas (no reproducidas en detalle aquí pero referenciadas en la hoja de datos) proporcionan una guía visual para los diseñadores. Estas típicamente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo el brillo aumenta con la corriente, hasta la clasificación máxima.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica no lineal I-V del diodo.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia relativa emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico.

Estas curvas son esenciales para predecir el rendimiento en condiciones no estándar (por ejemplo, diferentes corrientes de accionamiento o temperaturas ambientales).

5. Información Mecánica y de Cápsula

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED tiene una lente redonda T-1 5mm estándar. Las dimensiones clave incluyen:

• Diámetro de la Lente:5.4 mm (0.212 pulgadas) máximo.
• Altura de la Cápsula:8.6 mm (0.339 pulgadas) desde la parte inferior de las patillas hasta la parte superior de la lente.
• Diámetro de las Patillas:0.5 mm ±0.05 mm (0.0197 ±0.002 pulgadas).
• Separación de Patillas:2.54 mm (0.1 pulgadas) nominal, medido donde las patillas emergen de la cápsula.
• Identificador del Cátodo:La patilla del cátodo se identifica típicamente por un punto plano en la brida de la lente o por una patilla más corta (verificar el marcado del fabricante). El diagrama proporcionado indica el lado del cátodo.

Notas Importantes:La tolerancia es de ±0.25mm a menos que se especifique. Se permite un máximo de 1.0mm de resina sobresaliente bajo la brida. El conformado y soldadura de las patillas deben mantener las distancias mínimas del cuerpo del LED especificadas en la sección de Precauciones.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manejo

• Almacenar en un entorno que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa.
• Usar dentro de los tres meses si se retira del embalaje original con barrera de humedad. Para almacenamiento más prolongado, usar un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.
• Manejar con precauciones ESD: usar pulseras, estaciones de trabajo e ionizadores conectados a tierra para neutralizar la estática en la lente.
• Limpiar solo con solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.

6.2 Conformado 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 usar el cuerpo del LED como punto de apoyo durante el doblado.
• Realizar todo el conformado de patillas a temperatura ambiente yantes soldering.
• Aplicar una fuerza mínima de sujeción durante la inserción en la PCB para evitar estrés mecánico.

6.3 Proceso de Soldadura

Mantener una distancia mínima de 3mm (para soldador) o 2mm (para ola) entre el punto de soldadura y la base de la lente. Nunca sumergir la lente en la soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C, tiempo máximo 3 segundos por patilla (una sola vez).
• Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 100°C hasta 60 segundos. Ola de soldadura a un máximo de 260°C hasta 5 segundos.
• Crítico:La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) esno adecuadapara este producto LED de montaje pasante. El calor o tiempo excesivo puede deformar la lente o causar fallos.

7. Empaquetado e Información de Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado

Los LEDs se empaquetan en bolsas antiestáticas para prevenir daños por ESD durante el transporte y manejo.

• 500 piezas por bolsa de empaque.
• 10 bolsas de empaque por cartón interior (5,000 piezas en total).
• 8 cartones interiores por cartón exterior maestro (40,000 piezas en total).
• En un lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

8. Recomendaciones de Diseño de Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Accionamiento

Los LEDs son dispositivos accionados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y prevenir daños por sobrecorriente, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED.

• Circuito Recomendado (Circuito A):Usar una resistencia separada para cada LED, conectada en serie. Esto compensa la variación natural en la tensión directa (VF) de un LED a otro, asegurando que cada uno reciba la misma corriente y, por lo tanto, tenga un brillo similar.
• No Recomendado (Circuito B):Se desaconseja conectar múltiples LEDs directamente en paralelo con una sola resistencia compartida. Pequeñas diferencias en VF harán que la corriente se divida de manera desigual, llevando a diferencias significativas en el brillo entre los LEDs.

El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF_LED) / IF, donde IF es la corriente directa deseada (por ejemplo, 20mA).

8.2 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, se debe respetar la especificación de derating en aplicaciones de alta temperatura ambiente. Asegurar un flujo de aire adecuado o disipación de calor si el LED se acciona a o cerca de su corriente máxima en un entorno por encima de 30°C. El derating lineal de 0.5 mA/°C por encima de 30°C impacta directamente en la corriente máxima de operación segura.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 50 grados proporciona un haz dirigido. Para una iluminación más amplia, se pueden emplear ópticas secundarias como difusores o guías de luz. La lente azul difusa ayuda a lograr una apariencia más uniforme desde diferentes ángulos de visión en comparación con una lente transparente.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnología más antigua como los LEDs azules de GaP (Fosfuro de Galio), este dispositivo basado en InGaN ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y un color azul más saturado. Dentro de la categoría de LEDs azules T-1 5mm, los diferenciadores clave para el LTL17KCBH5D incluyen su estructura de binning específica para intensidad y longitud de onda, sus clasificaciones máximas y curva de derating claramente definidas, y sus precauciones detalladas de manejo y soldadura, que ayudan en una fabricación confiable.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo accionar este LED a 30mA continuamente?

Sí, pero solo si la temperatura ambiente (TA) está en o por debajo de 30°C. Si TA es mayor, debe reducir la corriente según el factor de derating de 0.5 mA/°C por encima de 30°C para evitar exceder la temperatura máxima de la unión y degradar la fiabilidad.

10.2 ¿Por qué se necesita una resistencia separada para cada LED en paralelo?

Debido a las tolerancias de fabricación, la tensión directa (VF) de los LEDs varía. Sin resistencias individuales, los LEDs con un VF ligeramente menor consumirán una cantidad desproporcionada de corriente, volviéndose más brillantes y potencialmente sobrecalentándose, mientras que aquellos con VF más alto serán más tenues. Las resistencias en serie aseguran la ecualización de corriente.

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

Longitud de Onda de Pico (λp)es la longitud de onda física donde la potencia de salida óptica es mayor.Longitud de Onda Dominante (λd)es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que mejor representa el color que vemos. Para LEDs monocromáticos como este azul, a menudo están cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

10.4 ¿Puedo usar este LED para aplicaciones exteriores?

La hoja de datos indica que es adecuado para letreros interiores y exteriores. Sin embargo, para entornos exteriores severos, considere protección adicional como un recubrimiento conformado en la PCB, lentes estables a los UV si se expone a la luz solar directa durante largos períodos, y asegurarse de que no se exceda el rango de temperatura de operación (-30°C a +80°C).

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de múltiples indicadores para un switch de red.El panel requiere diez luces de estado azules uniformes. El riel de alimentación del sistema es de 5V.

1. Selección de Componentes:Especificar LEDs LTL17KCBH5D del mismo bin de intensidad (por ejemplo, KL) y bin de longitud de onda (por ejemplo, B08) para garantizar consistencia visual.
2. Diseño del Circuito:Diseñar diez circuitos de accionamiento idénticos. Para una corriente objetivo de 20mA y una VF típica de 3.2V, calcular la resistencia en serie: R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ohmios. Usar una resistencia estándar de 91 Ohmios o 100 Ohmios. Colocar una resistencia en serie con el ánodo de cada LED.
3. Diseño de la PCB:Seguir el dibujo dimensional para la separación de agujeros (2.54mm). Asegurar que el cátodo (patilla identificada) esté correctamente orientado en la serigrafía de la PCB. Mantener la distancia mínima recomendada de 3mm entre el cuerpo del LED y la almohadilla de soldadura.
4. Montaje:Insertar los LEDs, conformar las patillas suavemente a 3mm del cuerpo si es necesario, y soldar por ola usando el perfil especificado (máx. 260°C por 5s, precalentado).
5. Resultado:Un panel con diez indicadores azules consistentemente brillantes y de color uniforme, asegurando una operación confiable a largo plazo.

12. Introducción al Principio de Operación

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de InGaN. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Allí, se recombinan, 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 alrededor de 470 nm. La lente de epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz y proporcionar soporte mecánico a las patillas.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs azules de alta luminosidad basados en InGaN fue un logro fundamental en la iluminación de estado sólido, permitiendo la creación de LEDs blancos (vía conversión de fósforo) y pantallas a todo color. Las tendencias actuales en LEDs tipo indicador incluyen:

• Miniaturización:Movimiento hacia cápsulas de dispositivos de montaje superficial (SMD) más pequeñas como 0402 y 0201, aunque las cápsulas de montaje pasante siguen siendo vitales por su robustez, capacidad de servicio y ciertas aplicaciones.
• Mayor Eficiencia:Mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna y la extracción de luz de la cápsula conducen a una mayor intensidad luminosa por unidad de entrada eléctrica.
• Soluciones Integradas:Crecimiento de LEDs con resistencias limitadoras de corriente o controladores IC integrados para simplificar el diseño del circuito.
• Consistencia de Color:Especificaciones de binning más estrictas y controles de fabricación avanzados para reducir la variación de color y brillo dentro de un lote de producción.

Los LEDs de montaje pasante como el LTL17KCBH5D siguen siendo relevantes debido a su facilidad de uso, fiabilidad y rentabilidad para prototipos, educación y aplicaciones donde se requiere montaje manual o alta resistencia mecánica.