Hoja de Datos del LED SMD LTW-C194TS5 - Dimensiones Ultra Delgadas 0.30mm - Voltaje 2.7-3.15V - Color Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTW-C194TS5 es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Su posicionamiento principal es como componente indicador o de retroiluminación de alto brillo y tamaño reducido. La ventaja principal de este producto radica en su perfil excepcionalmente delgado de 0.30 milímetros, lo que permite su integración en dispositivos ultradelgados como teléfonos inteligentes, tabletas, tecnología vestible y portátiles ultraligeros. El mercado objetivo incluye electrónica de consumo, paneles de control industrial, iluminación interior automotriz e indicación de propósito general donde se requiere una salida de luz brillante y fiable en un encapsulado mínimo.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento del LTW-C194TS5 se especifica a una temperatura ambiente estándar (Ta) de 25°C. Los parámetros clave definen su rango operativo:

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 56.0 milicandelas (mcd) hasta un valor típico de 146.0 mcd cuando se alimenta con una corriente directa (IF) de 5mA. Este parámetro se mide utilizando equipos que se aproximan a la curva de respuesta ocular del observador estándar fotópico CIE, asegurando relevancia para la visión humana.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Se especifica un amplio ángulo de visión de 130 grados, proporcionando un patrón de emisión de luz amplio y difuso adecuado para iluminación de área y visibilidad de gran angular.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):El punto de color de la luz blanca se define en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Las coordenadas típicas son x=0.294 e y=0.286 a IF=5mA, con una tolerancia garantizada de ±0.01 para ambas coordenadas. Esto define un tono específico de luz blanca.
• Voltaje Directo (VF):La caída de voltaje a través del LED cuando conduce 5mA de corriente está entre 2.70 Voltios (mín.) y 3.15 Voltios (máx.). Este parámetro es crucial para el diseño del circuito para garantizar una limitación de corriente adecuada.
• Corriente Inversa (IR):Fluye un máximo de 10 microamperios (μA) cuando se aplica un voltaje inverso de 5 Voltios, indicando las características de fuga del diodo.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No están destinados para operación normal.

• Disipación de Potencia (Pd):Máximo 70 mW.
• Corriente Directa:La corriente directa continua en DC está limitada a 20 mA. Se permite una corriente directa de pico más alta de 100 mA bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Voltaje Inverso (VR):Máximo 5 V. No se recomienda operar bajo polarización inversa, ya que puede causar fallos.
• Rangos de Temperatura:Operación: -20°C a +80°C. Almacenamiento: -40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura:Resiste la soldadura por reflujo infrarrojo con una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento. El LTW-C194TS5 utiliza un sistema de clasificación tridimensional:

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Los LEDs se categorizan según su voltaje directo a IF=5mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con caídas de voltaje similares para uniformidad de brillo en circuitos paralelos o para una gestión de potencia precisa.

• Bin A:VF = 2.70V a 2.85V
• Bin B:VF = 2.85V a 3.00V
• Bin C:VF = 3.00V a 3.15V

La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1 Voltio.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (IV)

Esta clasificación ordena los LEDs por su intensidad de salida de luz, crítica para aplicaciones que requieren niveles de brillo específicos.

• Bin P2:Iv = 56.0 mcd a 71.0 mcd
• Bin Q1:Iv = 71.0 mcd a 90.0 mcd
• Bin Q2:Iv = 90.0 mcd a 112.0 mcd
• Bin R1:Iv = 112.0 mcd a 146.0 mcd

La tolerancia en cada bin de intensidad es de ±15%.

3.3 Clasificación por Tono (Color)

El color de la luz blanca se clasifica en seis categorías (S1 a S6) basadas en las coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE 1931. Cada bin define un área cuadrilátera en la carta de colores. Esto garantiza uniformidad de color entre múltiples LEDs en un ensamblaje. La tolerancia para las coordenadas de tono dentro de un bin es de ±0.01. Normalmente se proporciona un diagrama que muestra estos bins superpuestos en la carta de cromaticidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos, sus implicaciones son estándar. Los diseñadores pueden esperar las siguientes relaciones generales:

• Curva IV (Corriente vs. Voltaje):El voltaje directo (VF) aumenta logarítmicamente con la corriente directa (IF). Operar significativamente por encima de la corriente de prueba recomendada de 5mA aumentará el VF y la disipación de potencia.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente:La salida de luz es generalmente proporcional a la corriente directa dentro del rango operativo, pero la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al calentamiento.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El amplio rango de temperatura de operación (-20°C a +80°C) indica un rendimiento estable en diversas condiciones ambientales, aunque puede ser necesario reducir la potencia nominal a altas temperaturas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED presenta un contorno de encapsulado estándar de la industria EIA. Todas las dimensiones críticas, incluyendo longitud, anchura, altura (0.30mm) y espaciado de terminales, se proporcionan en dibujos basados en milímetros. Se incluye un indicador de polaridad (normalmente una marca de cátodo o una muesca) en el dibujo para asegurar la orientación correcta durante el montaje.

5.2 Diseño Recomendado de las Pistas de Soldadura

Se proporciona una recomendación de patrón de pistas (huella) para el diseño de PCB. Esto incluye el tamaño y forma de las pistas de cobre a las que se soldará el LED. Adherirse a esta recomendación es crucial para lograr uniones de soldadura fiables, un correcto autoalineamiento durante el reflujo y una disipación de calor efectiva. Una nota sugiere un grosor máximo de plantilla de 0.10mm para la aplicación de pasta de soldar.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente es totalmente compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Se proporciona un perfil sugerido:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:10 segundos máximo (recomendado para un máximo de dos ciclos de reflujo).

Estos parámetros se basan en estándares JEDEC para garantizar fiabilidad. La hoja de datos enfatiza que el perfil óptimo depende de la configuración específica del ensamblaje de PCB (tipo de placa, otros componentes, horno).

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, debe realizarse con extremo cuidado debido al tamaño reducido y sensibilidad al calor del componente:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Contacto:Máximo 3 segundos por pista.
• Frecuencia:Una sola vez; evitar retrabajos.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones ESD:El LED es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). La manipulación debe involucrar pulseras antiestáticas conectadas a tierra, tapetes antiestáticos y equipos correctamente puestos a tierra.
• Sensibilidad a la Humedad:Como componente SMD miniatura, es sensible a la humedad. Cuando está en su embalaje original sellado (con desecante), debe almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa anti-humedad, los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y, idealmente, someterse a reflujo dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, usar un contenedor sellado con desecante. Los componentes almacenados fuera de la bolsa por más de una semana requieren secado (aprox. 60°C durante al menos 20 horas) antes de soldar para prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse disolventes especificados para evitar dañar la lente de plástico o el encapsulado. Los agentes recomendados son alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura normal, con un tiempo de inmersión inferior a un minuto.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de la Cinta y la Bobina

El LTW-C194TS5 se suministra embalado para máquinas de montaje automático pick-and-place:

• Cinta Portadora:Cinta de 8mm de ancho.
• Tamaño de la Bobina:Bobina de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.
• Cantidad por Bobina:5,000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para cantidades restantes.
• Estándar de Embalaje:Cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481-1. Los espacios vacíos en la cinta se sellan con una cinta de cubierta.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Luces de estado de encendido, conectividad o función en electrónica de consumo ultradelgada.
• Retroiluminación:Retroiluminación lateral o directa para pantallas LCD pequeñas, teclados o símbolos.
• Iluminación Decorativa:Iluminación de acento en interiores automotrices, electrodomésticos o periféricos de juegos.
• Iluminación General:Iluminación de área de bajo nivel en dispositivos compactos.

8.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante. No conecte directamente a una fuente de voltaje. La corriente de prueba recomendada es 5mA, pero la corriente continua absoluta máxima es 20mA. Diseñe para el brillo y disipación de potencia apropiados.
• Gestión Térmica:A pesar de su baja potencia, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas bajo las pistas de soldadura para conducir el calor lejos de la unión del LED, especialmente cuando opere cerca de los límites máximos o en altas temperaturas ambientales. Esto mantiene la salida de luz y la longevidad.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona un haz amplio. Para luz enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. El material de la lente amarilla afectará el color percibido final.
• Selección de Clasificación (Binning):Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme (ej. arreglos de múltiples LEDs), especifique bins estrechos para VF, Iv y Tono (Color) para minimizar variaciones en brillo y color.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los principales factores diferenciadores del LTW-C194TS5 son superfil ultra delgado de 0.30mmy el uso de unchip blanco de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). En comparación con tecnologías más antiguas como el chip azul con fósforo, los LEDs blancos basados en InGaN a menudo ofrecen beneficios en términos de eficiencia, potencial de reproducción cromática y estabilidad. La delgadez es una ventaja mecánica clave sobre los LEDs SMD estándar (que suelen tener 0.6mm o más), permitiendo el diseño en la última generación de dispositivos delgados. Su compatibilidad con el reflujo IR estándar y los contornos de encapsulado EIA asegura que puede ser un reemplazo directo o una actualización en muchos diseños existentes que buscan miniaturización.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es el propósito de las tres categorías de clasificación diferentes?

La clasificación (binning) garantiza consistencia eléctrica y óptica. La clasificación por VF ayuda en el diseño de la fuente de alimentación y en circuitos paralelos de LEDs. La clasificación por Iv garantiza un nivel de brillo específico. La clasificación por Tono es crítica para la coincidencia de color en aplicaciones con múltiples LEDs para evitar diferencias de color notables.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 20mA?

Aunque el límite absoluto máximo es 20mA DC, la condición de prueba estándar y los datos de rendimiento típicos se dan a 5mA. Operar a 20mA producirá una mayor salida de luz pero también generará más calor, aumentará el voltaje directo y potencialmente reducirá la fiabilidad a largo plazo. Es esencial realizar un análisis térmico y posiblemente reducir la corriente máxima nominal basándose en el entorno operativo real.

10.3 ¿Por qué existe un requisito de almacenamiento y secado tan estricto?

El encapsulado de plástico ultra delgado puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado o deslaminar las uniones internas ("efecto palomita"). Los procedimientos de almacenamiento y secado están diseñados para eliminar esta humedad de manera segura antes de soldar.

10.4 ¿Cómo interpreto las coordenadas de cromaticidad (x=0.294, y=0.286)?

Estas coordenadas trazan un punto en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, que mapea todos los colores perceptibles. Este punto específico corresponde a un tono particular de luz blanca, a menudo descrito como "blanco frío". La tolerancia de ±0.01 define un área pequeña alrededor de este punto dentro de la cual se garantiza que caerá el color del LED.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Barra Indicadora de Estado para una Tableta Delgada.Un diseñador necesita cinco LEDs blancos uniformes para una barra indicadora de nivel de carga. El espacio detrás del bisel es extremadamente limitado (0.4mm). Selecciona el LTW-C194TS5 por su altura de 0.30mm. Para garantizar uniformidad, especifica el Bin B para VF (2.85-3.00V), el Bin R1 para Iv (112-146 mcd) y el Bin S3 para Tono. Diseña la huella del PCB exactamente como se recomienda, con una pequeña pista de alivio térmico conectada a un plano de tierra interno para disipar calor. Se utiliza un controlador de corriente constante ajustado a 5mA por LED. Los LEDs se piden en bobinas de 7 pulgadas para montaje automático. La fábrica sigue el perfil de reflujo prescrito y almacena las bobinas abiertas en un gabinete seco, secándolas antes de su uso después de un fin de semana de inactividad. El resultado es una barra indicadora brillante, uniforme y fiable que se ajusta a las restricciones de diseño mecánico.

12. Introducción al Principio Técnico

El LTW-C194TS5 se basa en tecnología de semiconductores InGaN. En un LED blanco, típicamente un chip InGaN que emite luz azul se combina con un recubrimiento de fósforo amarillo dentro del encapsulado. Cuando el chip emite luz azul, parte de ella es absorbida por el fósforo y re-emitida como luz amarilla. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca. Las proporciones específicas de la emisión del chip y la composición del fósforo determinan las coordenadas de cromaticidad finales (punto de color) en el espectro de luz blanca. El encapsulado ultra delgado se logra mediante técnicas avanzadas de moldeo y encapsulado a nivel de oblea que minimizan el material por encima y por debajo del dado semiconductor.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para electrónica de consumo avanza implacablemente hacia laminiaturización(más delgados, huellas más pequeñas) y unamayor eficiencia(más salida de luz por unidad de potencia eléctrica y por unidad de área). El perfil de 0.30mm de este LED representa un paso en esta dirección. Además, existe un impulso continuo para unamejor consistencia de color y un Índice de Reproducción Cromática (IRC) más altoen los LEDs blancos, logrado a través de avances en la tecnología de fósforos y el diseño de chips. Otra tendencia es la integración de más características, como circuitos integrados incorporados para control (creando "LEDs inteligentes"), aunque el LTW-C194TS5 parece ser un componente discreto estándar. La compatibilidad con procesos sin plomo (RoHS) y de reflujo a alta temperatura sigue siendo un requisito fundamental impulsado por regulaciones ambientales globales y estándares de ensamblaje.