Hoja de Datos Técnicos del LED SMD Bicolor LTST-C195KGKFKT - Dimensiones del Paquete - Verde 2.0V Naranja 2.0V - 75mW

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un componente LED bicolor de montaje superficial. El dispositivo integra dos chips emisores de luz distintos dentro de un único encapsulado estándar de la industria. Está diseñado para aplicaciones que requieren indicación en dos colores diferentes desde una huella compacta. Las principales ventajas de este componente incluyen su compatibilidad con procesos de montaje automatizado, su alta luminosidad gracias al material semiconductor avanzado y su cumplimiento de las normativas medioambientales. Es adecuado para una amplia gama de aplicaciones en electrónica de consumo, paneles de instrumentación e indicación de estado, donde el ahorro de espacio y un rendimiento fiable son críticos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Absolutas Máximas

El dispositivo tiene límites definidos para una operación segura. Exceder estas especificaciones puede causar daños permanentes. La disipación de potencia máxima para cada chip de color (Verde y Naranja) es de 75 mW a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima (DC) es de 30 mA por chip. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. La tensión inversa máxima que se puede aplicar es de 5 V. El rango de temperatura de funcionamiento es de -30°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es más amplio, de -40°C a +85°C. Se aplica un factor de reducción de 0.4 mA/°C a la corriente directa por encima de 25°C, lo que significa que la corriente continua permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente para gestionar la carga térmica.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba (IF) de 20 mA. La tensión directa típica (VF) para ambos chips, Verde y Naranja, es de 2.0 V, con un máximo de 2.4 V. Esta baja tensión directa es característica de la tecnología AlInGaP y contribuye a la eficiencia energética.

Rendimiento Óptico:

• Chip Verde:La intensidad luminosa típica es de 35.0 mcd (milcandelas), con un mínimo de 18.0 mcd y un máximo definido por el sistema de clasificación. Su longitud de onda de emisión pico típica (λP) es de 574 nm, y la longitud de onda dominante típica (λd) es de 571 nm.
• Chip Naranja:Ofrece una intensidad luminosa típica mayor, de 90.0 mcd (mínimo 45.0 mcd). Emite en una longitud de onda más larga, con una λP típica de 611 nm y una λd típica de 605 nm.

Ambos chips comparten un ángulo de visión (2θ1/2) muy amplio de 130 grados, proporcionando un patrón de luz difuso y amplio adecuado para una visualización desde ángulos amplios. El ancho medio espectral (Δλ) es de aproximadamente 15 nm para el Verde y 17 nm para el Naranja, lo que indica una emisión de color relativamente pura. Otros parámetros eléctricos incluyen una corriente inversa máxima (IR) de 10 µA a VR=5V y una capacitancia de unión típica (C) de 40 pF.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en el brillo, los LED se clasifican en "bins" según la intensidad luminosa medida a 20 mA. Cada bin tiene un rango de intensidad mínimo y máximo definido, con una tolerancia de +/-15% aplicada dentro de cada bin.

Bins de Intensidad Luminosa Verde:

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

Bins de Intensidad Luminosa Naranja:

• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 - 180.0 mcd
• Bin S: 180.0 - 280.0 mcd

Este sistema permite a los diseñadores seleccionar componentes con niveles de brillo predecibles para su aplicación, lo cual es crucial para lograr una apariencia uniforme en matrices de múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para un diseño detallado. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, normalmente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica IV de la unión del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz, que generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura.
• Distribución Espectral:Gráficos que muestran la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda para cada color, destacando las longitudes de onda pico y dominante.

Estas curvas son críticas para diseñar circuitos de conducción, gestionar el rendimiento térmico y comprender la estabilidad del color bajo diferentes condiciones de operación.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. Las notas dimensionales clave especifican que todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.10 mm a menos que se indique lo contrario. El componente cuenta con una lente transparente al agua, que permite ver directamente el color nativo del chip (verde o naranja). La asignación de pines para la función bicolor está claramente definida: los pines 1 y 3 son para el chip Verde, mientras que los pines 2 y 4 son para el chip Naranja. Esta configuración de 4 pines permite el control independiente de los dos colores. El dispositivo se suministra envasado en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con equipos estándar de colocación automática pick-and-place.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

Se proporcionan dos perfiles de reflujo por infrarrojos (IR) sugeridos: uno para el proceso de soldadura normal (estaño-plomo) y otro para el proceso de soldadura sin plomo (SnAgCu). El perfil sin plomo es obligatorio cuando se utiliza pasta de soldar sin plomo. El parámetro clave para la soldadura por infrarrojos es una temperatura pico de 260°C mantenida durante un máximo de 5 segundos. Las tasas detalladas de precalentamiento y rampa de subida/enfriamiento se ilustran típicamente en los gráficos de perfil.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Los LED deben almacenarse en un entorno que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los componentes extraídos de su embalaje original con barrera de humedad deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera del embalaje original, deben mantenerse en un contenedor sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Si se almacenan sin embalar durante más de una semana, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 24 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben utilizarse los disolventes especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado plástico. Los métodos aceptables incluyen la inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es un carrete de 7 pulgadas que contiene 4000 piezas. Se dispone de una cantidad mínima de pedido de 500 piezas para cantidades restantes. El sistema de cinta y carrete cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. Los huecos vacíos en la cinta portadora se sellan con una cinta de cubierta superior. Las especificaciones de calidad permiten un máximo de dos componentes faltantes consecutivos en un carrete. El número de pieza LTST-C195KGKFKT sigue el sistema de codificación interno del fabricante, identificando la variante bicolor específica.

8. Recomendaciones de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Modelo de Circuito A). No se recomienda conducir múltiples LED en paralelo directamente desde una única fuente de corriente (Modelo de Circuito B), ya que las ligeras variaciones en las características de tensión directa (Vf) entre LED individuales causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas. El daño por ESD puede manifestarse como una alta corriente de fuga inversa, una baja tensión directa o la incapacidad de iluminar a corrientes bajas. Deben implementarse medidas preventivas durante la manipulación y el montaje:

• Utilizar pulseras conductoras o guanti antiestáticos.
• Asegurarse de que todo el equipo, las estaciones de trabajo y los bastidores de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra.
• Utilizar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente del LED debido a la fricción por manipulación.

8.3 Ámbito de Aplicación y Precauciones

Este componente está destinado a equipos electrónicos de propósito general. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en riesgo vidas o la salud (por ejemplo, aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), se requiere consultar con el fabricante del componente antes de su integración en el diseño. Los diseñadores deben adherirse estrictamente a las Especificaciones Absolutas Máximas y las condiciones de operación recomendadas descritas en esta hoja de datos.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Las características diferenciadoras clave de este componente son su capacidad bicolor en un único paquete SMD y el uso de la tecnología semiconductor AlInGaP. El AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) es conocido por proporcionar una alta eficiencia luminosa y una excelente pureza de color, particularmente en el espectro del ámbar al rojo, en comparación con tecnologías más antiguas. La integración de dos chips ahorra espacio en la placa y simplifica el montaje en comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados. El amplio ángulo de visión de 130 grados es otra ventaja para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo conducir tanto el chip Verde como el Naranja simultáneamente a su corriente continua máxima de 30mA cada uno?

R: Sí, pero debe considerarse la disipación de potencia total. La operación simultánea a 30mA cada uno resultaría en una disipación de potencia combinada que se acerca a los límites individuales. En tal caso de uso, se recomienda una gestión térmica cuidadosa de la PCB.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico (λP) y la longitud de onda dominante (λd)?

R: La longitud de onda pico es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que sería percibida por el ojo humano como del mismo color que la salida del LED. La λd suele ser más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

R: Elija un bin basándose en el brillo mínimo requerido para su diseño en las peores condiciones (por ejemplo, temperatura máxima de operación, fin de vida útil). Usar un bin con una intensidad mínima más alta proporciona un margen de seguridad de brillo. Para una apariencia consistente en múltiples unidades, especifique un único código de bin.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Indicador de Estado de Dos Estados:Un solo LTST-C195KGKFKT puede reemplazar dos LED separados para indicar dos estados diferentes del sistema (por ejemplo, Verde para "Listo/Normal" y Naranja para "En espera/Advertencia"). Esto ahorra área en la PCB y reduce el número de componentes. El circuito de conducción consistiría en dos redes independientes de resistencias limitadoras de corriente conectadas a los pines apropiados (1/3 para Verde, 2/4 para Naranja), controladas por pines GPIO de un microcontrolador.

Ejemplo 2: Indicador de Nivel de Batería en un Dispositivo Compacto:En un dispositivo portátil, se podrían usar múltiples LED bicolores en un estilo de gráfico de barras. Diferentes colores podrían indicar diferentes umbrales de nivel de batería (por ejemplo, Verde para >50%, Naranja para 20-50%, y ambos apagados para<20%). El amplio ángulo de visión garantiza que el indicador sea visible desde varios ángulos.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos electrónicos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El material específico del chip semiconductor determina el color (longitud de onda) de la luz emitida. El sistema de material AlInGaP utilizado en este componente es particularmente eficiente para convertir energía eléctrica en luz visible en la parte del espectro del verde al rojo. El paquete bicolor contiene dos chips semiconductores eléctricamente aislados, cada uno hecho de material sintonizado para emitir un color específico, alojados bajo una lente de epoxi transparente al agua común.

13. Tendencias y Avances Tecnológicos

La tendencia general en la tecnología LED SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor densidad de potencia en paquetes más pequeños. También existe un fuerte impulso para una adopción más amplia de materiales y procesos sin plomo y compatibles con RoHS en toda la industria electrónica, lo cual este componente respalda. La integración de múltiples funciones (como bicolor o RGB) en paquetes únicos responde a la demanda de miniaturización y simplicidad de diseño en la electrónica moderna. Los avances en tecnología de fósforos y diseño de chips continúan ampliando los límites del brillo y la estabilidad del color en función de la temperatura y la vida útil.