Hoja de Datos del LED SMD LTST-C190KGKT - Dimensiones 3.2x1.6x0.8mm - Voltaje 1.9-2.4V - Potencia 75mW - AlInGaP Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente está diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y es especialmente adecuado para aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El LED presenta un perfil ultradelgado y utiliza un material semiconductor avanzado de AlInGaP para su chip emisor de luz, ofreciendo un alto brillo en el espectro verde.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Perfil extremadamente bajo con una altura de solo 0.80 milímetros.
• Alta intensidad luminosa proporcionada por un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio).
• Empaquetado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para sistemas automatizados pick-and-place.
• Formato de encapsulado estandarizado EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Compatible con niveles de excitación estándar de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con equipos automatizados de colocación de componentes.
• Adecuado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) comúnmente utilizados en tecnología de montaje superficial (SMT).

1.2 Aplicaciones

Este LED es versátil y puede integrarse en una amplia gama de dispositivos y sistemas electrónicos, incluyendo, entre otros:

• Equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos inalámbricos, teléfonos celulares).
• Dispositivos de automatización de oficina y sistemas de red.
• Electrodomésticos y electrónica de consumo.
• Paneles de control industrial e instrumentación.
• Retroiluminación para teclados y teclados numéricos.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas e iluminación de símbolos.
• Señalización interior y pantallas informativas.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Las siguientes secciones proporcionan un análisis detallado de las características eléctricas, ópticas y ambientales del LED.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos valores representan los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):80 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC
• Voltaje Inverso (V_R):5 V
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-30°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +85°C
• Temperatura de Soldadura por Reflujo IR:260°C máximo durante 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa (I_V):18.0 - 71.0 mcd (medida a I_F= 20 mA).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (el ángulo fuera del eje donde la intensidad es la mitad del valor en el eje).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):574.0 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):567.5 - 576.5 nm (medida a I_F= 20 mA).
• Ancho de Media Línea Espectral (Δλ):15 nm (típico).
• Voltaje Directo (V_F):1.9 - 2.4 V (medido a I_F= 20 mA).
• Corriente Inversa (I_R):10 μA máximo (medida a V_R= 5 V).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción y el diseño, los LED se clasifican en bins según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de voltaje, brillo y color.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los bins definen el rango de caída de voltaje directo en el LED cuando se excita a 20mA. La tolerancia en cada bin es de ±0.1V.

• Bin 4: 1.90V - 2.00V
• Bin 5: 2.00V - 2.10V
• Bin 6: 2.10V - 2.20V
• Bin 7: 2.20V - 2.30V
• Bin 8: 2.30V - 2.40V

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Los bins categorizan la salida luminosa mínima y máxima a 20mA. La tolerancia en cada bin es de ±15%.

• Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Clasificación por Tono / Longitud de Onda Dominante (λ_d)

Esta clasificación controla el tono preciso del verde. La tolerancia para cada bin es de ±1 nm.

• Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas (no reproducidas en el texto pero referenciadas en la hoja de datos) proporcionan una visión visual del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Estas suelen incluir:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente de excitación, típicamente en una relación no lineal.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Ilustra la curva característica IV del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz; la intensidad generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia radiante relativa a través de las longitudes de onda, centrado alrededor de la longitud de onda pico de 574nm con un ancho medio típico de 15nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella compacta y rectangular SMD. Las dimensiones clave (en milímetros) son: longitud = 3.2, ancho = 1.6, altura = 0.8. Un dibujo dimensional detallado especifica las ubicaciones de las almohadillas, el contorno del componente y la marca de polaridad (típicamente un indicador de cátodo). Todas las tolerancias dimensionales son de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario.

5.2 Patrón de Pistas Recomendado para PCB

Se proporciona un diseño sugerido de almohadillas de soldadura para garantizar una soldadura confiable y una alineación adecuada durante el proceso de reflujo. Este patrón tiene en cuenta la formación del filete de soldadura y la auto-alineación del componente durante el reflujo.

5.3 Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve y una cinta protectora de cubierta. Detalles clave del empaquetado:

• Ancho de la Cinta Portadora:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:4000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• El empaquetado cumple con los estándares ANSI/EIA-481.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Soldadura por Reflujo IR (Proceso Libre de Plomo)

El componente está clasificado para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo sugerido, que cumple con los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen:

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima de 260°C:Máximo 10 segundos.
• Número de Pasadas de Reflujo:Máximo dos veces.

Nota:El perfil de temperatura real debe caracterizarse para el diseño específico de PCB, la pasta de soldadura y el horno utilizados.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por terminal.
• Número de Intentos de Soldadura:Se recomienda una sola vez para evitar daños térmicos.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes especificados para evitar dañar el encapsulado del LED. Los agentes recomendados incluyen alcohol etílico o alcohol isopropílico (IPA). El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

7. Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

7.1 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas. Deben implementarse controles ESD adecuados durante la manipulación, incluido el uso de pulseras conectadas a tierra, tapetes antiestáticos y contenedores conductores. Todo el equipo debe estar correctamente conectado a tierra.

7.2 Sensibilidad a la Humedad

Este componente tiene una clasificación de Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL). El nivel específico (por ejemplo, MSL 3) indica cuánto tiempo puede estar expuesto el dispositivo a condiciones ambientales normales después de abrir la bolsa sellada original antes de requerir horneado para eliminar la humedad absorbida.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año cuando se almacena en la bolsa hermética original con desecante.
• Paquete Abierto:Para componentes retirados de la bolsa sellada, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Se recomienda completar el proceso de reflujo IR dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, almacenar en un contenedor sellado con desecante. Los componentes almacenados por más de una semana deben hornearse (por ejemplo, a 60°C durante 20 horas) antes de soldar para prevenir el efecto "palomita de maíz" durante el reflujo.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Casi siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente externa cuando se excita un LED desde una fuente de voltaje. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Usar el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.4V) garantiza que la resistencia proporcione una limitación de corriente adecuada incluso para LED del bin de voltaje más alto.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75mW), mantener la temperatura de unión del LED dentro del rango de operación especificado es crucial para la confiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegure un alivio térmico adecuado en el diseño de la almohadilla de PCB y evite colocar el LED cerca de otras fuentes de calor significativas.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia y difusa en lugar de un haz enfocado. Para aplicaciones de indicador, considere la intensidad luminosa requerida (seleccionando el bin I_Vapropiado) para garantizar la visibilidad bajo condiciones de iluminación ambiental.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los principales factores diferenciadores de este LED son sualtura ultradelgada de 0.8mmy el uso de unchip de AlInGaP. En comparación con los LED verdes tradicionales de GaP (Fosfuro de Galio), la tecnología AlInGaP generalmente ofrece mayor eficiencia y brillo, lo que resulta en una mayor intensidad luminosa para una corriente de excitación dada. El perfil delgado es una ventaja crítica en la electrónica de consumo moderna y delgada donde la altura en el eje Z está severamente limitada.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda única a la cual la potencia óptica emitida es mayor.Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED según se define en el diagrama de cromaticidad CIE. λ_des más relevante para la especificación de color en aplicaciones de pantalla e indicador.

10.2 ¿Puedo excitar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Un LED es un dispositivo excitado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje que exceda su voltaje directo hará que fluya una corriente excesiva, lo que podría destruir el dispositivo instantáneamente debido a la fuga térmica. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un excitador de corriente constante.

10.3 ¿Por qué es importante la clasificación por bins?

La clasificación por bins garantiza la uniformidad de color y brillo dentro de una aplicación. Usar LED de los mismos bins de V_F, I_Vy λ_dgarantiza que todos los indicadores en un panel tendrán una apariencia y rendimiento consistentes, lo cual es crítico para la experiencia del usuario y la calidad del producto.

11. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado para un dispositivo portátil alimentado por una línea de 3.3V. El objetivo es un indicador verde de brillo medio.

1. Selección de Corriente:Elija una corriente de excitación de 10mA para un equilibrio entre brillo y consumo de energía.
2. Cálculo de la Resistencia:Use el V_Fmáximo por seguridad: R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 Ohmios. El valor estándar más cercano es 91 Ohmios.
3. Selección de Bins:Especifique el Bin N para intensidad luminosa (28-45 mcd) y el Bin D para longitud de onda dominante (570.5-573.5 nm) para obtener un verde consistente y de brillo medio.
4. Diseño de Placa:Siga el patrón de pistas recomendado en la hoja de datos. Asegúrese de que la almohadilla del cátodo (marcada en el LED) esté conectada a tierra a través de la resistencia limitadora de corriente.

12. Introducción a la Tecnología

Este LED utiliza un semiconductor deAlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio)crecido sobre un sustrato transparente. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap y, por lo tanto, el color de la luz emitida, en este caso, verde. Este sistema de materiales es conocido por su alta eficiencia cuántica interna, especialmente en las regiones espectrales roja, naranja, amarilla y verde.

13. Tendencias de la Industria

La tendencia en los LED SMD para electrónica de consumo continúa hacia laminiaturización, mayor eficiencia y mejor reproducción cromática.Las alturas de los encapsulados se están reduciendo por debajo de 0.8mm para permitir dispositivos cada vez más delgados. Las mejoras en eficiencia (más lúmenes por vatio) reducen el consumo de energía y la carga térmica. También hay un creciente énfasis en tolerancias de clasificación más estrictas para cumplir con los exigentes requisitos de uniformidad de color de las pantallas de alta resolución y la iluminación automotriz. La tecnología semiconductor subyacente también está evolucionando, con investigaciones en curso sobre materiales como GaN-on-Si y micro-LEDs para aplicaciones de próxima generación.