Hoja Técnica del LED Blanco SMD LTW-C191TL5 - Dimensiones 1.6x0.8x0.55mm - Voltaje 2.7-3.15V - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-C191TL5 es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Pertenece a una clase de LEDs de chip ultraplanos, con un perfil notablemente bajo de solo 0.55 mm de altura. Esto lo convierte en una opción ideal para aplicaciones donde las limitaciones de espacio son críticas, como en pantallas ultradelgadas, retroiluminación para dispositivos móviles y luces indicadoras en PCBs de alta densidad.

La tecnología central se basa en Nitruro de Galio e Indio (InGaN), que permite la generación de luz blanca brillante. El LED se encapsula en cinta estándar de la industria de 8 mm, enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con equipos automáticos de montaje pick-and-place de alta velocidad. Este formato de embalaje es esencial para la producción en masa, permitiendo un manejo y colocación eficientes durante el proceso de fabricación.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. El LTW-C191TL5 tiene una disipación de potencia máxima de 70 mW a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima (DC) es de 20 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 100 mA bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso de hasta 5V, aunque está prohibida la operación continua bajo polarización inversa. El rango de temperatura de operación es de -20°C a +80°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es más amplio, de -55°C a +105°C. Un parámetro crítico para el ensamblaje es la condición de soldadura por infrarrojos, clasificada para 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 5 mA, que es una condición de prueba común. La intensidad luminosa (Iv) varía desde un mínimo de 45.0 milicandelas (mcd) hasta un máximo típico de 180.0 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2) es de 130 grados, proporcionando un amplio campo de iluminación. Las coordenadas de cromaticidad, que definen el punto de color de la luz blanca en el diagrama CIE 1931, son típicamente x=0.31 e y=0.32. El voltaje directo (VF) varía de 2.70V a 3.15V a la corriente de prueba. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros eléctricos y ópticos clave. El LTW-C191TL5 utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Los LEDs se categorizan en tres lotes de VF (A, B, C) según su voltaje directo a IF=5mA. El lote A cubre de 2.70V a 2.85V, el lote B de 2.85V a 3.00V, y el lote C de 3.00V a 3.15V. Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada lote.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (IV)

Los LEDs se clasifican en tres lotes de IV (P, Q, R) según su salida de luz. El lote P varía de 45.0 a 71.0 mcd, el lote Q de 71.0 a 112.0 mcd, y el lote R de 112.0 a 180.0 mcd. Se aplica una tolerancia de ±15% a cada lote.

3.3 Clasificación por Tono (Color)

Este es el lote más complejo, que define el punto de color blanco. Los lotes se definen por cuadriláteros en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. La hoja de datos enumera las coordenadas para los lotes A0, B3, B4, B5, B6 y C0. Por ejemplo, el lote B5 se define por las coordenadas (x,y): (0.296, 0.276), (0.311, 0.294), (0.307, 0.315), (0.287, 0.295). Se aplica una tolerancia de ±0.01 a cada coordenada (x, y) dentro de un lote. El diagrama proporcionado traza visualmente estos lotes, mostrando su posición relativa a la región del punto blanco.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF indica la presencia de curvas características eléctricas/ópticas típicas en la página 4, los gráficos específicos (por ejemplo, curva IV, intensidad relativa vs. temperatura, distribución espectral) no están incluidos en el texto proporcionado. Típicamente, dichas curvas mostrarían la relación entre la corriente directa y el voltaje, cómo disminuye la intensidad luminosa con el aumento de la temperatura de unión y la distribución espectral de potencia de la luz blanca emitida. Estos gráficos son cruciales para que los diseñadores comprendan el comportamiento del dispositivo en condiciones de operación no estándar.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado del LED

El LED tiene una huella de encapsulado estándar EIA. Las dimensiones clave incluyen un tamaño de cuerpo de aproximadamente 1.6 mm de largo y 0.8 mm de ancho, siendo la característica destacada la altura ultraplana de 0.55 mm. Los dibujos dimensionados detallados especificarían las ubicaciones de las almohadillas, la forma de la lente y las marcas de identificación del cátodo/ánodo.

5.2 Diseño Sugerido de Almohadillas de Soldadura

Se proporciona un patrón de tierra (huella) recomendado para el PCB para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura durante el reflujo. Este patrón es ligeramente más grande que el dispositivo en sí para acomodar los filetes de soldadura.

5.3 Dimensiones del Empaquetado en Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora gofrada con un ancho de 8 mm. La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Las especificaciones clave incluyen: 5000 piezas por carrete completo, una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para carretes parciales y un máximo de dos componentes faltantes consecutivos (bolsillos) permitidos en la cinta. El embalaje cumple con los estándares ANSI/EIA 481-1-A-1994.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El perfil de reflujo por infrarrojos (IR) recomendado es crítico. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 260°C debe ser un máximo de 10 segundos. Se recomienda un precalentamiento en el rango de 150-200°C durante hasta 120 segundos para minimizar el choque térmico. El perfil debe caracterizarse para el ensamblaje específico del PCB.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos por almohadilla. La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs son sensibles a la humedad. En su bolsa barrera de humedad sellada original (con desecante), deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% de HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el entorno de almacenamiento debe ser ≤30°C y ≤60% de HR. Los componentes expuestos al aire ambiente durante más de 672 horas (4 semanas) deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del reflujo para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita\" durante la soldadura. Para almacenamiento prolongado fuera de la bolsa original, use un recipiente sellado con desecante o un desecador de nitrógeno.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

7. Información de Empaquetado y Pedido

La jerarquía de empaquetado estándar es: LEDs en cinta → cinta en carrete de 7\" → carrete(s) en una bolsa barrera de humedad (con desecante) → bolsa(s) en una caja interior → caja(s) interior(es) en una caja maestra. Un máximo de 3 bolsas barrera pueden estar en una caja interior, y un máximo de 21 cajas interiores pueden estar en una caja maestra. El número de pieza LTW-C191TL5 sigue la convención de nomenclatura interna del fabricante, donde \"LTW\" probablemente indica un LED blanco, y \"C191\" denota el tipo de encapsulado y la serie.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El perfil ultraplano hace que este LED sea ideal para: retroiluminación en pantallas LCD ultradelgadas para teléfonos inteligentes, tabletas y monitores; indicadores de estado en dispositivos portátiles y electrónica ultraportátil; iluminación decorativa en productos de consumo delgados; e indicadores de panel en equipos de redes y comunicaciones donde el espacio en la placa es limitado.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa a un máximo de 20mA DC. Operar a la corriente de prueba típica de 5mA proporcionará una vida más larga y una mejor estabilidad.

Gestión Térmica:Aunque es pequeño, el LED genera calor. Asegure un alivio térmico adecuado en el diseño de la almohadilla del PCB, especialmente si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales. Debe considerarse el factor de reducción de 0.25 mA/°C por encima de 25°C.

Protección contra ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Implemente procedimientos de manipulación seguros contra ESD, incluido el uso de muñequeras y estaciones de trabajo conectadas a tierra, durante el ensamblaje y la instalación.

Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona una iluminación difusa. Para luz enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal ventaja diferenciadora del LTW-C191TL5 es su altura de 0.55 mm, que es significativamente menor que la de muchos LEDs SMD estándar (por ejemplo, los encapsulados 0603 u 0805 que a menudo tienen >0.8 mm de altura). Esto permite el diseño en productos finales cada vez más delgados. El uso de la tecnología InGaN proporciona alta eficiencia y una buena reproducción cromática para un LED blanco. El sistema integral de clasificación ofrece a los diseñadores la capacidad de seleccionar LEDs para obtener un color y brillo consistentes en sus aplicaciones, lo cual es crítico para matrices de múltiples LEDs en retroiluminación o señalización.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED a 20mA continuamente?

R: Sí, 20mA es la corriente continua DC máxima nominal. Sin embargo, para una longevidad y eficiencia óptimas, se recomienda alimentarlo a una corriente más baja, como 5-10mA.

P: ¿Cuál es el propósito de los diferentes lotes de VF e IV?

R: La clasificación (binning) le permite seleccionar LEDs con características eléctricas y ópticas muy similares. Esto es vital para aplicaciones que utilizan múltiples LEDs donde se requiere uniformidad de brillo y color, evitando diferencias visibles entre LEDs individuales.

P: ¿Cómo interpreto las coordenadas del lote de Tono?

R: Las coordenadas (x,y) ubican el punto blanco del LED en el diagrama de cromaticidad CIE. Lotes como B5 o C0 representan diferentes regiones del \"blanco\", que van desde tonos más fríos (más azules) hasta más cálidos (más amarillos). Debe elegir un lote que coincida con los requisitos de temperatura de color de su producto.

P: El perfil de mi horno de reflujo alcanza un pico de 250°C. ¿Es aceptable?

R: Sí, un pico de 250°C está dentro de la especificación (máx. 260°C). Siempre asegúrese de que el tiempo por encima de la temperatura de liquidus de su pasta de soldadura sea suficiente para una formación adecuada de la unión.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Estado para un Smartwatch Delgado.

La restricción principal es la altura en Z. El perfil de 0.55 mm del LTW-C191TL5 le permite caber debajo de una capa difusora delgada sin aumentar el grosor total de la carcasa del reloj. El diseñador selecciona LEDs del lote R para alto brillo y del lote B5 para un color blanco neutro y consistente. Se utiliza un CI controlador de LED de corriente constante para suministrar 8mA al LED, proporcionando un brillo suficiente mientras conserva la vida útil de la batería y mantiene baja la temperatura de unión. El diseño de las almohadillas del PCB sigue la recomendación de la hoja de datos. Durante el ensamblaje, el PCB del reloj se somete a reflujo por IR con un pico cuidadosamente perfilado de 245°C durante 8 segundos. El amplio ángulo de visión garantiza que la luz indicadora sea visible desde varios ángulos cuando el usuario mira su muñeca.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTW-C191TL5 se basa en la tecnología de semiconductores de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). En un LED blanco, la región activa típicamente emite luz azul. Parte de esta luz azul se convierte luego en longitudes de onda más largas (amarilla, roja) por un recubrimiento de fósforo aplicado sobre el chip semiconductor. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla/roja convertida por el fósforo es percibida por el ojo humano como blanca. Las proporciones específicas de indio y galio en la aleación InGaN, junto con la composición y el grosor de la capa de fósforo, determinan la temperatura de color final y las coordenadas de cromaticidad de la luz blanca emitida. El encapsulado ultraplano se logra mediante técnicas avanzadas de encapsulado a escala de chip que minimizan la cantidad de material de encapsulación alrededor del dado semiconductor.

13. Tendencias y Avances de la Industria

La tendencia en los LEDs SMD para electrónica de consumo es implacable hacia la miniaturización y una mayor eficiencia. La altura de 0.55 mm de este dispositivo representa un paso en la reducción continua de los perfiles de encapsulado. Los desarrollos futuros pueden centrarse en reducir aún más la huella (por ejemplo, encapsulados a escala de chip sin encapsulado visible) mientras se aumenta la eficacia luminosa (lúmenes por vatio). También hay una fuerte tendencia hacia una mejor consistencia de color y valores más altos del Índice de Reproducción Cromática (IRC), especialmente para aplicaciones de iluminación. Además, la integración de circuitos de control (como atenuación PWM) dentro del encapsulado del LED es un área emergente. El impulso hacia el cumplimiento de RoHS y la fabricación ecológica, como se señala en las características de este LED, sigue siendo un estándar fundamental de la industria.