Hoja de Datos del LED SMD LTST-C150KEKT - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C150KEKT es un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren alta visibilidad y fiabilidad. Utiliza un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), conocido por su alta eficiencia luminosa y excelente pureza de color, especialmente en el espectro rojo. Este LED viene en un formato estándar compatible con la EIA, lo que lo hace adecuado para las líneas de ensamblaje automático pick-and-place comúnmente utilizadas en la fabricación de electrónica de gran volumen.

Las principales áreas de aplicación de este componente incluyen indicadores de estado, retroiluminación para pantallas pequeñas, iluminación interior automotriz y diversos dispositivos electrónicos de consumo donde se requiere una indicación roja brillante y consistente. Su diseño prioriza la compatibilidad con los procesos modernos de soldadura, asegurando que pueda soportar los perfiles térmicos de la soldadura por reflujo infrarroja (IR) y por fase de vapor sin degradarse.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar el LED continuamente en o cerca de estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este límite conlleva el riesgo de sobrecalentar la unión semiconductor.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. La máxima corriente continua que puede aplicarse de forma continua.
• Corriente Directa de Pico:80 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para lograr brevemente una mayor salida de luz sin sobrecalentamiento.
• Factor de Reducción:0.4 mA/°C. Para temperaturas ambiente superiores a 25°C, la corriente directa continua máxima permitida debe reducirse linealmente por este factor para prevenir la fuga térmica.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso mayor que este puede romper la unión PN del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +85°C. Este amplio rango indica un rendimiento robusto en entornos hostiles.
• Tolerancia a la Temperatura de Soldadura:El LED puede soportar 260°C durante 5 segundos (IR/Ola) o 215°C durante 3 minutos (Fase de Vapor), lo que confirma su idoneidad para procesos de reflujo sin plomo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C con una corriente directa (IF) de 20 mA, que es la condición de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (Iv):30.0 - 50.0 mcd (mililumen). Esto especifica el brillo percibido del LED tal como lo ve el ojo humano (usando un filtro coincidente CIE). El valor típico es 50 mcd, lo que indica una salida muy brillante para un LED indicador estándar.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados. Este es un ángulo de visión muy amplio, lo que significa que el LED emite luz en un cono ancho. La intensidad en el semiángulo (65° fuera del eje) es el 50% de la intensidad axial (central).
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λPeak):632 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la que la potencia espectral de salida es más alta. Se encuentra dentro de la región roja del espectro visible.
• Longitud de Onda Dominante (λd):624 nm (típico). Se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única que mejor describe el color percibido de la luz. La diferencia entre la longitud de onda de pico y la dominante es característica de la forma espectral del LED.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm. Esto mide la pureza espectral, indicando el rango de longitudes de onda emitidas al 50% de la intensidad de pico. Un valor de 20 nm es típico para un LED monocromático de AlInGaP.
• Voltaje Directo (VF):2.0V (Mín) - 2.4V (Típ) a IF=20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su operación. Es crucial para diseñar la resistencia limitadora de corriente en el circuito de accionamiento.
• Corriente Inversa (IR):100 µA (Máx) a VR=5V. Esta es la pequeña corriente de fuga que fluye cuando el LED está polarizado inversamente dentro de su límite máximo.
• Capacitancia (C):40 pF (Típ) a VF=0V, f=1MHz. Esta es la capacitancia de la unión, que puede ser relevante en aplicaciones de conmutación de alta frecuencia.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se detallan gráficos específicos en el texto proporcionado, las curvas típicas para un LED como este incluirían:

• Curva IV (Corriente vs. Voltaje):Muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. El voltaje de rodilla está alrededor de 2.0V, después del cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de voltaje.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra que la salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa hasta cierto punto, después del cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura ambiente. Los LED de AlInGaP suelen tener un buen rendimiento a altas temperaturas en comparación con otras tecnologías.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa vs. longitud de onda, que muestra un pico en 632 nm y un ancho medio de 20 nm, confirmando la salida monocromática roja.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado estándar de montaje superficial. Las dimensiones clave (en mm) incluyen un tamaño de cuerpo y un espaciado de terminales compatible con el ensamblaje automático. La lente es transparente al agua, lo que maximiza la salida de luz al minimizar la absorción interna.

4.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo suele estar marcado en el encapsulado. La hoja de datos incluye las dimensiones sugeridas para los pads de soldadura para garantizar una unión de soldadura fiable, una alineación correcta y un alivio térmico suficiente durante la soldadura por reflujo.

4.3 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Este empaquetado cumple con los estándares ANSI/EIA 481-1-A-1994, asegurando compatibilidad con los alimentadores automáticos estándar. La cinta utiliza una cubierta superior para sellar los bolsillos vacíos y mantener la orientación del componente.

5. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Condiciones de Soldadura por Reflujo

El LED está calificado para procesos de soldadura sin plomo. El perfil recomendado alcanza un pico de 260°C durante 5 segundos para soldadura infrarroja o por ola, y de 215°C durante 3 minutos para soldadura por fase de vapor. Es fundamental seguir estos perfiles térmicos para evitar dañar la lente de epoxi o las conexiones internas de alambre debido a un estrés térmico excesivo.

5.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. La hoja de datos recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de productos químicos no especificados o agresivos puede dañar el encapsulado plástico, provocando grietas o decoloración.

5.3 Condiciones de Almacenamiento

Los componentes deben almacenarse en sus bolsas originales barrera de humedad a temperaturas entre -55°C y +85°C y con baja humedad para prevenir la absorción de humedad, que puede causar el efecto \"palomitas de maíz\" durante la soldadura por reflujo.

6. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El método de accionamiento más común es una simple resistencia en serie. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es el voltaje de alimentación, VF es el voltaje directo del LED (usar 2.4V para margen de diseño) e IF es la corriente directa deseada (ej., 20mA). Para una fuente de 5V: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohmios. Una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios sería adecuada. Para un brillo constante en un rango de voltajes de alimentación o temperaturas, se recomienda un controlador de corriente constante.

6.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75mW máx.), un diseño térmico adecuado sigue siendo importante para la longevidad y el rendimiento estable, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima. Asegúrese de que la PCB tenga un área de cobre adecuada conectada al pad térmico del LED (si corresponde) o a los terminales para actuar como disipador de calor. Siga la pauta de reducción de corriente de 0.4 mA/°C por encima de 25°C.

6.3 Consideraciones Ópticas

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea ideal para aplicaciones donde el indicador necesita ser visto desde una amplia gama de posiciones. Para una luz más dirigida, se pueden usar lentes externos o guías de luz. La lente transparente al agua proporciona la máxima salida de luz posible, pero puede aparecer como una fuente puntual brillante; hay variantes con lentes difusas disponibles si se desea una apariencia más uniforme.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave del LTST-C150KEKT son su tecnología AlInGaP y su alto brillo. En comparación con los antiguos LED rojos de GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que significa más salida de luz para la misma potencia eléctrica de entrada. También mantiene mejor su color e intensidad a temperaturas elevadas. El amplio ángulo de visión y la compatibilidad con procesos de soldadura automáticos y de alta temperatura lo convierten en una opción moderna y rentable para la electrónica producida en masa.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V?

R: Posiblemente, pero depende de la capacidad de suministro de corriente del pin. El VF del LED es ~2.4V, dejando solo 0.9V a través de una resistencia limitadora de corriente a 3.3V. Para lograr 20mA, la resistencia necesitaría ser de 45 Ohmios (0.9V/0.02A). Verifique si su pin de microcontrolador puede suministrar 20mA. Un transistor buffer es a menudo una solución más segura y fiable.

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

R: La Longitud de Onda de Pico es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que mejor coincide con el color percibido. A menudo están cerca pero no son idénticas, especialmente si el espectro no es perfectamente simétrico.

P: ¿Cómo interpreto los valores \"Típicos\" en la hoja de datos?

R: Los valores \"Típicos\" representan el rendimiento más común o esperado bajo condiciones especificadas. No están garantizados. Para fines de diseño, utilice siempre los límites \"Mín\" y \"Máx\" para asegurarse de que su circuito funcionará correctamente en todas las posibles variaciones del componente.

9. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Indicador de Estado en una Fuente de Alimentación:Use el LED con una resistencia de 150 ohmios en serie conectada a un riel de 5V. Su alto brillo garantiza una visibilidad clara incluso en entornos bien iluminados. El amplio ángulo de visión permite ver el estado desde varios ángulos en un rack o en un banco de trabajo.

Ejemplo 2: Retroiluminación para un Panel de Interruptores de Membrana:Se pueden colocar múltiples LED detrás de un panel translúcido. El color consistente (longitud de onda dominante 624 nm) y el brillo aseguran una iluminación uniforme. La compatibilidad con la soldadura por reflujo permite que todos los LED y otros componentes SMD se suelden en un solo paso, reduciendo el costo de ensamblaje.

10. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo a través de su unión PN, los electrones del material tipo N se recombinan con los huecos del material tipo P en la región activa. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. El AlInGaP tiene una banda prohibida correspondiente a la luz roja, naranja y amarilla. El encapsulado de epoxi transparente al agua actúa como una lente, dando forma a la salida de luz y protegiendo el delicado chip semiconductor.

11. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en LED indicadores como este es hacia una eficiencia cada vez mayor (más lúmenes por vatio), lo que permite el mismo brillo con menor corriente, lo que ahorra energía y reduce el calor. También hay una tendencia hacia la miniaturización manteniendo o mejorando el rendimiento óptico. Además, una mayor fiabilidad y una calificación más amplia para rangos de temperatura automotrices e industriales son objetivos comunes. El uso de materiales como el AlInGaP representa un cambio continuo desde tecnologías más antiguas y menos eficientes para proporcionar un mejor rendimiento en encapsulados estándar.