Hoja de Datos del LED SMD LTW-C191TLA - Altura 0.55mm - Voltaje Directo 3.4V - Color Blanco - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-C191TLA es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren factores de forma compactos y alto brillo. Este producto pertenece a la categoría de LEDs de chip ultra delgados, con un perfil notablemente bajo de 0.55mm. Utiliza tecnología InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz blanca, ofreciendo un equilibrio entre rendimiento y miniaturización adecuado para diseños con limitaciones de espacio.

Las ventajas principales de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo convierte en un "Producto Verde" respetuoso con el medio ambiente. Su perfil super delgado permite la integración en productos electrónicos de consumo cada vez más finos, retroiluminación de pantallas y aplicaciones indicadoras. El paquete se suministra en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, garantizando compatibilidad con equipos de montaje automático pick-and-place de alta velocidad, comúnmente utilizados en fabricación en volumen. Además, está diseñado para soportar procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), facilitando una fijación fiable a la PCB.

El mercado objetivo abarca una amplia gama de industrias, incluyendo electrónica de consumo (por ejemplo, smartphones, tablets, wearables), iluminación interior automotriz, señalización general e indicadores de paneles de control donde fuentes de luz fiables, brillantes y compactas son esenciales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. Los valores clave se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):70 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar como calor sin degradación.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta es la corriente instantánea máxima permitida, típicamente en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Es significativamente mayor que la corriente continua nominal.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación fiable a largo plazo.
• Factor de Reducción (Derating):0.25 mA/°C. Para temperaturas ambiente superiores a 25°C, la corriente directa continua máxima permitida debe reducirse linealmente por este factor para evitar sobrecalentamiento.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa que exceda este valor puede dañar la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. El rango de temperatura ambiente dentro del cual el LED está diseñado para funcionar correctamente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C. El rango de temperatura para almacenamiento no operativo.
• Condición de Soldadura Infrarroja:260°C durante 10 segundos. La temperatura máxima recomendada del perfil de reflujo y el tiempo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento del LED en condiciones típicas de operación (Ta=25°C, I_F=10mA).

• Intensidad Luminosa (I_V):112.0 - 300.0 mcd (milicandelas). Esta es una medida del brillo percibido del LED por el ojo humano. El amplio rango indica que se utiliza un sistema de clasificación (ver Sección 3). La medición sigue la curva de respuesta del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). Un ángulo de 130 grados indica un patrón de emisión de luz amplio y difuso.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):x=0.31, y=0.32. Estas coordenadas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 definen el punto blanco (color) de la luz emitida. Se aplica una tolerancia de ±0.01.
• Voltaje Directo (V_F):2.80 - 3.40 V. La caída de voltaje a través del LED cuando se alimenta a 10mA. Este rango también está sujeto a clasificación.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (máx.). La pequeña corriente de fuga que fluye cuando se aplica el voltaje inverso máximo (5V).

Precaución de Descarga Electroestática (ESD):El LED es sensible a la electricidad estática y a sobretensiones. Los procedimientos adecuados de manejo ESD, incluido el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, tapetes antiestáticos y puesta a tierra del equipo, son obligatorios durante el manejo y montaje para prevenir fallos latentes o catastróficos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar un rendimiento consistente en la producción, los LEDs se clasifican en "bins" según parámetros clave. El LTW-C191TLA utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los LEDs se categorizan por su caída de voltaje directo a 10mA. Esto ayuda a diseñar circuitos de excitación de corriente consistentes, especialmente cuando se utilizan múltiples LEDs en serie.

• Bin 2: V_F= 2.8V a 3.0V
• Bin 3: V_F= 3.0V a 3.2V
• Bin 4: V_F= 3.2V a 3.4V

La tolerancia en cada bin es de ±0.1V.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Los LEDs se clasifican por su salida de brillo. El código del bin está marcado en el empaquetado.

• Bin R1:112 mcd a 146 mcd
• Bin R2:146 mcd a 180 mcd
• Bin S1:180 mcd a 240 mcd
• Bin S2:240 mcd a 300 mcd

La tolerancia en cada bin es de ±15%.

3.3 Clasificación por Tono (Color)

Los LEDs blancos pueden tener ligeras variaciones en la temperatura de color (blanco cálido, blanco frío, etc.). Esto se define por las coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos define varios bins de tono (A0, B3, B4, B5, B6, C0) con límites de coordenadas específicos. Una representación gráfica en el diagrama de cromaticidad muestra las áreas cubiertas por estos bins. La tolerancia para el tono es de ±0.01 en ambas coordenadas x e y. Esta clasificación es crucial para aplicaciones que requieren una apariencia de color uniforme en múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Fig.6 para el ángulo de visión, Fig.1 para cromaticidad), las tendencias típicas de rendimiento pueden inferirse a partir de los parámetros.

• Corriente vs. Intensidad Luminosa (Curva I-V):Para los LEDs InGaN, la intensidad luminosa generalmente aumenta con la corriente directa pero no de forma lineal. Operar por encima de la corriente continua recomendada (20mA) puede provocar una mayor caída de eficiencia, una mayor temperatura de unión y una vida útil reducida.
• Dependencia de la Temperatura:La salida luminosa y el voltaje directo de los LEDs son sensibles a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión, la intensidad luminosa típicamente disminuye y el voltaje directo puede caer ligeramente. El factor de reducción de 0.25 mA/°C es una medida directa para gestionar este efecto térmico.
• Características Espectrales:Como LED blanco basado en InGaN, es probable que utilice un chip emisor de azul combinado con un recubrimiento de fósforo para producir luz blanca. Las coordenadas de cromaticidad (x=0.31, y=0.32) sugieren un punto blanco que probablemente se encuentre en la región de "blanco frío" o "blanco neutro".

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta una huella de paquete estándar EIA (Electronic Industries Alliance). La característica mecánica clave es su altura ultra delgada de 0.55mm. En la hoja de datos se proporcionan dibujos detallados con cotas, con todas las unidades en milímetros (pulgadas indicadas entre paréntesis). Se aplica una tolerancia estándar de ±0.10mm (.004") a menos que se especifique lo contrario. Estas dimensiones precisas son críticas para el diseño de la PCB y garantizar una colocación adecuada por maquinaria automatizada.

5.2 Disposición de Pads y Polaridad

La hoja de datos incluye una disposición sugerida de pads de soldadura (patrón de pistas) para el diseño de PCB. Adherirse a este patrón garantiza la formación confiable de juntas de soldadura y una alineación adecuada durante el reflujo. El paquete del LED tendrá marcas de ánodo y cátodo; se debe observar la polaridad correcta durante el montaje para asegurar el funcionamiento del dispositivo. El diseño de los pads también ayuda en la disipación de calor del dado del LED.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de reflujo infrarrojo (IR). La condición máxima recomendada es una temperatura máxima de 260°C durante una duración no superior a 10 segundos. Un perfil sugerido incluye una etapa de precalentamiento a 150-200°C durante un máximo de 120 segundos. Es fundamental tener en cuenta que el LED no debe someterse a más de dos ciclos de reflujo bajo estas condiciones. Para soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos, una sola vez.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Sensibilidad a la Humedad:Los LEDs se empaquetan en una bolsa barrera de humedad con desecante. Mientras estén sellados, deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 90% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento debe ser ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Los componentes expuestos a condiciones ambientales durante más de 672 horas (28 días) deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar, solo deben usarse disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar el paquete o la lente del LED.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El formato de empaquetado estándar es cinta portadora de 8mm en relieve en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 piezas del LED LTW-C191TLA. Para cantidades menores a un carrete completo, está disponible una cantidad mínima de empaque de 500 piezas. Las especificaciones de cinta y carrete cumplen con ANSI/EIA 481-1-A-1994. La cinta utiliza una cubierta superior para sellar los bolsillos vacíos. La jerarquía de empaquetado típicamente involucra bolsas barrera de humedad dentro de cajas internas, que luego se empaquetan en una caja maestra.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación:Ideal para retroiluminación de borde o directa en pantallas ultra delgadas, teclados y paneles de control.
• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, conectividad y estado en electrónica de consumo, equipos de red y controles industriales.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento en electrodomésticos, interiores automotrices y elementos arquitectónicos donde un perfil bajo es crítico.
• Iluminación General:Puede usarse en arreglos para iluminación ambiental o de tareas de bajo nivel.

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 20mA CC o menos. El circuito debe tener en cuenta el bin de voltaje directo de los LEDs utilizados.
• Gestión Térmica:A pesar de su baja potencia, asegúrese de que la PCB proporcione un alivio térmico adecuado, especialmente si se agrupan múltiples LEDs o se operan a altas temperaturas ambiente. Siga las pautas de reducción de corriente.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una dispersión amplia. Para luz enfocada, se requerirán ópticas secundarias (lentes, guías de luz).
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en líneas sensibles si el LED está en un área accesible al usuario, además del manejo adecuado durante el montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal del LTW-C191TLA es sualtura de 0.55mm. En comparación con los LEDs de paquete estándar 0603 o 0402 que suelen tener 0.8-1.0mm de altura, esto representa una reducción significativa en la altura Z, permitiendo productos finales más delgados. La combinación de este perfil ultra delgado con una intensidad luminosa relativamente alta (hasta 300 mcd) es una ventaja clave. Además, su compatibilidad con el reflujo IR estándar y el empaquetado en cinta y carrete lo hace tan fácil de ensamblar como sus contrapartes más gruesas, sin requerir procesos especiales de baja temperatura que puedan comprometer otros componentes en la placa.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo alimentar este LED a 30mA para obtener más brillo?

R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua es 20mA. Exceder este valor aumenta la temperatura de unión, acelera la depreciación del lumen y puede provocar un fallo prematuro. Para mayor brillo, seleccione un LED de un bin de intensidad luminosa más alto (por ejemplo, S2) o use múltiples LEDs.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre la Corriente Directa de Pico y la Corriente Directa Continua?

R: La Corriente Directa Continua (20mA) es para operación continua. La Corriente Directa de Pico (100mA) es una clasificación de corta duración y pulsada (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) utilizada para multiplexación o destellos de señal breves. La corriente promedio en el tiempo aún debe respetar los límites de disipación de potencia y térmicos.

P3: ¿Por qué es importante la clasificación (binning) y qué bin debo especificar?

R: La clasificación garantiza uniformidad de color y brillo en su aplicación. Para un solo indicador, cualquier bin puede ser suficiente. Para un arreglo de múltiples LEDs (por ejemplo, una retroiluminación), debe especificar los mismos bins de V_F, I_V y Tono para evitar diferencias visibles en brillo o color entre LEDs adyacentes. Consulte las tablas de códigos de bins para seleccionar la ventana de rendimiento apropiada.

P4: La hoja de datos menciona un reflujo a 260°C. ¿Esto es sin plomo?

R: Sí, una temperatura máxima de 260°C es típica para perfiles de reflujo de soldadura sin plomo (conformes con RoHS). La compatibilidad del LED con este proceso confirma su idoneidad para líneas de montaje modernas sin plomo.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Barra de Indicadores de Estado para Tablet Ultra Delgada

Un diseñador necesita tres LEDs blancos (encendido, wifi, batería) a lo largo del borde de la carcasa de una tablet. El diseño mecánico permite solo 0.6mm de espacio sobre la PCB. El LTW-C191TLA, con su altura de 0.55mm, es una opción perfecta. El diseñador crea una huella de PCB que coincide con la disposición de pads sugerida. Especifica el Bin 3 para V_F(3.0-3.2V), el Bin S1 para brillo (180-240 mcd) y el Bin de Tono B5 para un color blanco neutro consistente. Se calcula una única resistencia limitadora de corriente para una fuente de 3.3V y una corriente de excitación de 15mA (conservadoramente por debajo del máximo de 20mA) para garantizar longevidad y gestionar el calor en el espacio confinado. Los LEDs se colocan utilizando equipo automatizado desde el carrete de cinta de 8mm. El ensamblaje se somete a un perfil de reflujo sin plomo estándar con un pico de 250°C, muy dentro de la clasificación del dispositivo. El resultado es un conjunto de indicadores brillante, uniforme y fiable que cumple con el estricto requisito de grosor.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTW-C191TLA se basa en la tecnología de semiconductores deInGaN (Nitruro de Galio e Indio). Los LEDs InGaN son reconocidos por su capacidad para emitir luz de alta eficiencia en las regiones azul y verde del espectro. Para producir luz blanca, se utiliza un método común: un chip LED InGaN azul se recubre con una capa de fósforo amarillo (a menudo YAG:Ce). Parte de la luz azul del chip es absorbida por el fósforo y reemitida como luz amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla convertida aparece blanca al ojo humano. Al ajustar la composición y el grosor del fósforo, se pueden lograr diferentes tonos de blanco (temperaturas de color correlacionadas), lo que se refleja en el sistema de clasificación por tono. Esta tecnología de LED blanco convertido por fósforo ofrece un buen equilibrio entre eficacia, calidad de color y capacidad de fabricación.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La tendencia en LEDs SMD para electrónica de consumo es inequívocamente hacia laminiaturización y el aumento de la eficiencia. La altura de 0.55mm de este producto es una respuesta directa a la demanda de dispositivos más delgados. Los desarrollos futuros pueden reducir esto aún más. Simultáneamente, existe un impulso para aumentar la eficacia luminosa (lúmenes por vatio) para entregar más luz con la misma o menos potencia eléctrica, mejorando la duración de la batería en dispositivos portátiles. Otra tendencia es la mejora en la reproducción cromática y la consistencia, lo que lleva a especificaciones de clasificación más estrictas. Además, la integración es una tendencia clave, con LEDs que incorporan controladores integrados, controladores o incluso sensores en el paquete. Si bien esta hoja de datos describe un componente discreto, las tecnologías subyacentes de InGaN y fósforo continúan avanzando, permitiendo estas mejoras en rendimiento e integración.