Hoja de Datos del LED Verde LTL17KCGM4J - Paquete T-1 - Longitud de Onda 518nm - Voltaje 3.2V - Potencia 108mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL17KCGM4J es una lámpara LED de inserción de alta eficiencia, diseñada para indicación de estado e iluminación en una amplia gama de aplicaciones electrónicas. Cuenta con un popular paquete T-1 (3mm) de diámetro con lente difusora blanca, que proporciona un amplio ángulo de visión y una distribución de luz uniforme. El dispositivo utiliza tecnología InGaN para producir una luz verde con una longitud de onda dominante típica de 518nm.

1.1 Ventajas Principales

• Bajo Consumo y Alta Eficiencia:Ofrece una alta intensidad luminosa con un consumo de potencia mínimo.
• Cumplimiento Ambiental:Libre de plomo y totalmente conforme con las directivas RoHS.
• Paquete Estándar:El factor de forma T-1 garantiza compatibilidad con diseños de PCB y procesos de fabricación existentes.
• Lente Difusora:La lente difusora blanca ofrece un amplio y uniforme ángulo de visión de 40 grados, ideal para aplicaciones de indicación.

1.2 Mercados Objetivo

Este LED es adecuado para diversas aplicaciones en múltiples industrias, incluyendo:

• Equipos de Comunicación
• Periféricos de Computadora
• Electrónica de Consumo
• Electrodomésticos
• Controles e Instrumentación Industrial

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

• Disipación de Potencia (Pd):108 mW. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA continuos. El dispositivo debe ser alimentado a esta corriente o por debajo para un funcionamiento confiable.
• Corriente Directa de Pico:100 mA, permitida solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar una falla inmediata.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. Se garantiza que el LED funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos a una distancia de 2.0mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (TA) de 25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 680 mcd (mín) hasta 3200 mcd (máx) a una corriente directa (IF) de 20 mA. El valor típico es 1500 mcd. Nota: se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a estos valores.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 3.2V, con un rango de 2.9V a 3.6V a IF=20mA. Este parámetro es crucial para diseñar la resistencia limitadora de corriente en el circuito de conducción.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje).
• Longitud de Onda Dominante (λd):El color primario percibido por el ojo humano. Para este producto, se clasifica desde 514nm hasta 527nm, con un objetivo típico de 518nm.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):Aproximadamente 515nm, que es la longitud de onda en el punto más alto del espectro de emisión del LED.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):35 nm. Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo cuando se aplica un voltaje inverso de 5V. El LED no está diseñado para operación inversa.

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 LTL17KCGM4J utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los bins se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a 20mA. La tolerancia para cada límite de bin es ±15%.

• Bin NP:680 mcd (Mín) a 1150 mcd (Máx)
• Bin QR:1150 mcd (Mín) a 1900 mcd (Máx)
• Bin ST:1900 mcd (Mín) a 3200 mcd (Máx)

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los bins se definen por rangos específicos de longitud de onda a 20mA. La tolerancia para cada límite de bin es ±1nm.

• G07:514.0 nm a 516.0 nm
• G08:516.0 nm a 518.0 nm
• G09:518.0 nm a 520.0 nm
• G10:520.0 nm a 523.0 nm
• G11:523.0 nm a 527.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:

4.1 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente directa. Generalmente es lineal a corrientes bajas, pero puede saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos y a la caída de eficiencia.

4.2 Voltaje Directo vs. Corriente Directa

Esta curva característica IV es de naturaleza exponencial. El voltaje directo especificado (ej., 3.2V típ.) es un solo punto en esta curva a 20mA.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva es esencial para aplicaciones que operan en entornos de alta temperatura.

4.4 Distribución Espectral

Una gráfica que muestra la potencia relativa emitida a través de diferentes longitudes de onda, con un pico alrededor de 515nm y un ancho característico (35 nm FWHM).

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones Principales

El LED cumple con el paquete estándar redondo de inserción T-1 (3mm). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas).
• La tolerancia es de ±0.25mm (.010") a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de resina bajo la brida es de 1.0mm (.04").
• La separación de terminales se mide donde los terminales salen del cuerpo del paquete.

5.2 Identificación de Polaridad

Normalmente, el terminal más largo denota el ánodo (positivo), y el terminal más corto denota el cátodo (negativo). El cátodo también puede estar indicado por un punto plano en la brida de la lente del LED.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Condiciones de Almacenamiento

Para una vida útil óptima, almacene los LEDs en un ambiente que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran de la bolsa original de barrera de humedad, utilícelos dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

6.2 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED.
• No utilice el cuerpo del LED como punto de apoyo.
• Realice el formado a temperatura ambiente y antes del proceso de soldadura.
• Utilice la fuerza mínima de sujeción durante el montaje en PCB para evitar estrés mecánico.

6.3 Proceso de Soldadura

Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente de epoxi hasta el punto de soldadura. Nunca sumerja la lente en el soldador.

• Soldadura Manual (con Hierro):Temperatura máxima 350°C por no más de 3 segundos por terminal.
• Soldadura por Ola:
  • Precalentamiento: Máximo 100°C hasta 60 segundos.
  • Ola de Soldadura: Máximo 260°C hasta 5 segundos.
• Importante:La soldadura por reflujo IR NO es adecuada para este producto LED de inserción. El calor o tiempo excesivo dañará la lente de epoxi o el chip semiconductor.

6.4 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con solventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico (IPA).

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado

El producto está disponible en múltiples configuraciones de empaquetado:

• Paquete Unitario:1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa de empaque con barrera de humedad.
• Cartón Interno:Contiene 10 bolsas de empaque (ej., 10,000 piezas si se usan bolsas de 1000pc).
• Cartón Externo (Lote de Envío):Contiene 8 cartones internos (ej., 80,000 piezas). El último paquete de un lote puede no estar completo.

8. Recomendaciones de Diseño para Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y prevenir daños:

• Siempre utilice una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED.El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo del LED e IF es la corriente directa deseada (ej., 20mA).
• Evite conectar múltiples LEDs directamente en paralelosin resistencias individuales. Pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (VF) entre LEDs pueden causar un desequilibrio significativo de corriente, lo que lleva a un brillo desigual y una posible sobrecorriente en un dispositivo (como se ilustra en el Circuito B de la hoja de datos). El método recomendado es usar una resistencia en serie para cada rama de LED (Circuito A).

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (108mW máx.), es necesario un diseño adecuado para la confiabilidad:

• Observe la reducción de la corriente directa continua de 0.45 mA/°C por encima de los 30°C de temperatura ambiente. Esto significa que la corriente continua máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente.
• Asegure un espaciado adecuado entre los LEDs y otros componentes generadores de calor en el PCB.

8.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por descarga electrostática. Implemente lo siguiente en el área de manejo y montaje:

• Utilice pulseras conductoras o guanti antiestáticos.
>
• Asegúrese de que todo el equipo, las estaciones de trabajo y los estantes de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra.
• Utilice ionizadores para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
• Mantenga la capacitación y certificación en ESD para todo el personal.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL17KCGM4J ofrece ventajas específicas dentro del mercado de LEDs de inserción:

• Consistencia de Longitud de Onda:El estricto sistema de clasificación para la longitud de onda dominante (±1nm por bin) garantiza una consistencia de color superior en aplicaciones que requieren múltiples LEDs, en comparación con piezas con tolerancias más amplias.
• Opciones de Alta Intensidad:La disponibilidad del bin de alto brillo ST (hasta 3200 mcd) lo hace adecuado para aplicaciones que requieren alta visibilidad o donde la luz puede ser atenuada por filtros o difusores.
• Empaquetado Robusto:El paquete estándar T-1 con lente difusora proporciona un factor de forma mecánico probado y confiable con buenas características de visión.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V?

Usando el voltaje directo típico (VF=3.2V) y una corriente objetivo de 20mA (0.02A): R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios. Una resistencia estándar de 91 Ohmios o 100 Ohmios sería apropiada. Siempre calcule basándose en el VF máximo de la hoja de datos (3.6V) para asegurar que la corriente no exceda el límite en las peores condiciones.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

Sí, 30mA es el límite absoluto máximo de corriente continua CC a 25°C. Sin embargo, para una confiabilidad a largo plazo y para tener en cuenta el aumento de temperatura, a menudo es recomendable operar a una corriente más baja, como 20mA. Si opera a 30mA, asegúrese de que la temperatura ambiente esté muy por debajo de los 85°C y considere el factor de reducción.

10.3 ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie si mi fuente es de corriente constante?

Si está utilizando un controlador de corriente constante dedicado y configurado correctamente, no se requiere una resistencia en serie e incluso puede ser perjudicial. La resistencia es esencial cuando se utiliza una fuente de voltaje constante (como una batería o un regulador de voltaje) para limitar la corriente a un valor seguro.

10.4 ¿Cómo interpreto el código de bin de intensidad luminosa en la bolsa?

El código de bin (ej., ST, QR, NP) impreso en la bolsa de empaque corresponde al rango de intensidad luminosa de los LEDs en su interior. Esto permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación y garantiza la consistencia dentro de una corrida de producción.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseño de un panel de indicadores de estado para una unidad de control industrial. El panel requiere 10 LEDs indicadores verdes para mostrar el estado "sistema activo". La unidad es alimentada por una línea de 12V, y el entorno de operación puede alcanzar los 50°C.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Corriente:Debido a la temperatura ambiente elevada (50°C), reduzca la corriente máxima. Reducción desde 30°C: (50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA de reducción. Corriente máxima a 50°C ≈ 30mA - 9mA = 21mA. Elegir 18mA proporciona un buen margen de seguridad manteniendo el brillo.
2. Cálculo de la Resistencia:Use VF máximo (3.6V) para confiabilidad. R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 Ohmios. Use el valor estándar más cercano, 470 Ohmios.
3. Topología del Circuito:Coloque cada LED con su propia resistencia de 470Ω en serie, y conecte las 10 parejas LED-resistencia en paralelo a la fuente de 12V. Esto asegura una corriente igual a través de cada LED a pesar de las variaciones de VF.
4. Selección de Bin:Para una apariencia uniforme, especifique un solo bin de intensidad luminosa (ej., QR) y un solo bin de longitud de onda dominante (ej., G08 para 518nm) al proveedor.
5. Diseño de Placa:Siga la regla de distancia mínima de soldadura de 2mm en el diseño del PCB. Proporcione un ligero espaciado entre LEDs para evitar calentamiento localizado.

12. Principio de Funcionamiento

El LTL17KCGM4J es una fuente de luz semiconductor basada en un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo entre el ánodo y el cátodo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material InGaN determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde a aproximadamente 518nm. El paquete de epoxi sirve para proteger el chip, actuar como una lente para dar forma a la salida de luz e incluye un material difusor para ampliar el ángulo de visión.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LEDs de inserción siguen siendo vitales para prototipos, reparaciones y ciertas aplicaciones heredadas o de alta confiabilidad, la tendencia más amplia de la industria se ha desplazado significativamente hacia paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD) como 0603, 0805 y 2835. Los LEDs SMD ofrecen ventajas en el montaje automatizado, ahorro de espacio en la placa y, a menudo, un mejor rendimiento térmico. Sin embargo, los LEDs de inserción como el paquete T-1 siguen siendo relevantes debido a su facilidad de manejo manual, robustez en entornos de alta vibración y excelente idoneidad para protoboard y fines educativos. La tecnología dentro del chip en sí continúa evolucionando, con investigaciones en curso centradas en mejorar la eficiencia (lúmenes por vatio), la reproducción cromática y la longevidad.