Hoja de Datos del LED SMD Bicolor LTST-S326TGKSKT-5A - Verde/Amarillo - Voltaje Inverso 5V - Corriente Directa 20/30mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED de Montaje Superficial (SMD) bicolor de visión lateral. Este componente está específicamente diseñado para aplicaciones que requieren una fuente de luz compacta en ángulo recto, siendo su mercado principal los módulos de retroiluminación de pantallas LCD. Sus ventajas principales incluyen el cumplimiento de normativas medioambientales, un alto brillo gracias a materiales semiconductores avanzados y compatibilidad con procesos modernos de montaje y soldadura automatizados.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Para el LED verde (chip InGaN), la corriente directa continua máxima es de 20 mA, con una corriente directa de pico de 100 mA permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Su disipación de potencia está clasificada en 76 mW. El LED amarillo (chip AlInGaP) tiene una corriente directa continua máxima mayor de 30 mA, un pico de 80 mA y una disipación de potencia de 75 mW. Ambos colores comparten un voltaje inverso máximo de 5V. El rango de temperatura de operación es de -20°C a +80°C, con un rango de almacenamiento más amplio de -30°C a +100°C. El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo infrarrojo a 260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a Ta=25°C y una corriente de prueba (IF) de 5 mA, los parámetros clave de rendimiento son los siguientes. La intensidad luminosa (Iv) para el LED verde tiene un mínimo de 28.0 mcd, un valor típico no especificado y un máximo de 280.0 mcd. La intensidad luminosa del LED amarillo varía desde un mínimo de 7.1 mcd hasta un máximo de 71.0 mcd. Ambos LEDs presentan un amplio ángulo de visión (2θ1/2) típico de 130 grados. La longitud de onda de emisión pico típica (λP) del LED verde es de 530 nm, con una longitud de onda dominante típica (λd) de 528 nm y un ancho espectral a media altura (Δλ) de 35 nm. Los valores correspondientes para el LED amarillo son 591 nm, 588 nm y 15 nm, respectivamente. El voltaje directo (VF) es típicamente de 2.80V (máx. 3.20V) para el verde y de 1.90V (máx. 2.30V) para el amarillo a 5 mA. La corriente inversa (IR) para ambos es un máximo de 10 μA a VR=5V.

2.3 Características Térmicas

El factor de reducción (derating) para la corriente directa se especifica linealmente desde 25°C. Para el LED verde, la reducción es de 0.25 mA/°C, lo que significa que la corriente directa continua permitida disminuye 0.25 mA por cada grado Celsius por encima de 25°C. Para el LED amarillo, el factor de reducción es de 0.4 mA/°C. Este es un parámetro crítico para garantizar la fiabilidad a largo plazo y prevenir la fuga térmica (thermal runaway) en la aplicación.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en lotes (bins) según la intensidad luminosa para garantizar uniformidad en el brillo de la aplicación. Para el LED verde, los códigos de lote van de N a S, con intensidades mínimas desde 28.0 mcd (N) hasta 180.0 mcd (S) y máximas desde 45.0 mcd (N) hasta 280.0 mcd (S). El LED amarillo utiliza códigos de lote de K a P, con mínimos desde 7.1 mcd (K) hasta 45.0 mcd (P) y máximos desde 11.2 mcd (K) hasta 71.0 mcd (P). Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada lote de intensidad. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LEDs con niveles de brillo predecibles para sus necesidades específicas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se detallan curvas gráficas específicas en el texto proporcionado, los parámetros dados permiten inferir tendencias clave de rendimiento. Los valores de voltaje directo (VF) indican la curva característica I-V para cada color. La diferencia en VF (2.80V para verde vs. 1.90V para amarillo a 5mA) es significativa para el diseño de circuitos, especialmente cuando se alimentan ambos colores desde una fuente de voltaje común. Los datos del ancho espectral a media altura (35nm para verde, 15nm para amarillo) sugieren que el LED amarillo tiene un espectro de emisión más monocromático y estrecho en comparación con la emisión verde más amplia. Los factores de reducción (derating) describen directamente la dependencia negativa de la temperatura de la corriente directa máxima permitida.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. Es un paquete de visión lateral (ángulo recto), lo que significa que la emisión principal de luz es paralela al plano de montaje, ideal para aplicaciones de iluminación lateral como retroiluminación de LCD. El material de la lente se especifica como transparente. La asignación de pines está claramente definida: el Cátodo 1 (C1) es para el chip amarillo AlInGaP, y el Cátodo 2 (C2) es para el chip verde InGaN. El componente se suministra envasado en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con equipos automáticos de pick-and-place. Los planos dimensionales detallados del paquete y el diseño recomendado de las almohadillas de soldadura se incluyen en la hoja de datos completa para guiar el diseño del PCB.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

Se proporcionan dos perfiles de reflujo infrarrojo (IR) sugeridos: uno para el proceso de soldadura normal (estaño-plomo) y otro para el proceso sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave para el proceso sin plomo, que utiliza pasta de soldadura SnAgCu, incluyen una etapa de precalentamiento y una condición de temperatura máxima. Se confirma que el dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo tanto infrarrojos como de fase de vapor.

6.2 Limpieza

La limpieza debe realizarse con cuidado. No deben usarse líquidos químicos no especificados, ya que pueden dañar el encapsulado del LED. Si es necesaria la limpieza, se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Para una vida útil y una soldabilidad óptimas, los LEDs extraídos de su embalaje original protector contra la humedad deben someterse a soldadura por reflujo IR en un plazo de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera del embalaje original, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Si se almacenan sin empaquetar durante más de una semana, se recomienda 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" (popcorning) durante el reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es de 3000 piezas por carrete de 7 pulgadas. Las especificaciones de la cinta y el carrete siguen la norma ANSI/EIA 481-1-A-1994. Los huecos vacíos de componentes en la cinta portadora se sellan con una cinta de cubierta superior. Se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos en la cinta. Para cantidades de pedido que no sean múltiplos de un carrete completo, se especifica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para las cantidades restantes. El número de pieza LTST-S326TGKSKT-5A sigue el sistema de codificación interno del fabricante, que típicamente codifica el tipo de paquete, el color y la información del lote (bin).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La aplicación principal y explícitamente declarada para este LED de visión lateral es la retroiluminación de paneles LCD, donde su emisión en ángulo recto acopla eficientemente la luz en la guía de luz del panel. Su capacidad bicolor (verde/amarillo) puede usarse para indicadores de estado, efectos de retroiluminación multicolor o en aplicaciones que requieren puntos de cromaticidad específicos alcanzables mezclando estos dos colores primarios.

8.2 Consideraciones de Diseño

Método de Conducción:Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Modelo de Circuito A). Se desaconseja conectar múltiples LEDs en paralelo directamente desde una fuente de voltaje sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B), ya que ligeras variaciones en las características del voltaje directo (VF) entre los LEDs pueden provocar diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo.

Descarga Electroestática (ESD):El LED es sensible a la descarga electrostática. Se deben tomar precauciones durante el manejo y montaje: usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra o guantes antiestáticos, asegurar que todo el equipo y las superficies de trabajo estén correctamente conectados a tierra, y considerar el uso de ionizadores para neutralizar cargas estáticas en el entorno de trabajo.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este dispositivo se diferencia por su combinación de características: un chip bicolor en un solo paquete de visión lateral. Esto ahorra espacio en el PCB en comparación con el uso de dos LEDs separados. El uso de chips Ultra Brillantes de InGaN (para verde) y AlInGaP (para amarillo) indica un enfoque en la alta eficiencia y salida luminosa. Su compatibilidad con el montaje automatizado y procesos de reflujo estándar (incluido sin plomo) lo hace adecuado para la fabricación moderna de electrónica de alto volumen. El amplio ángulo de visión de 130 grados está optimizado para aplicaciones de retroiluminación donde se requiere una iluminación uniforme.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar los LEDs verde y amarillo simultáneamente a su corriente continua máxima?

R: No. Los Límites Absolutos Máximos son para cada chip de forma independiente. Alimentar ambos a 20mA (verde) y 30mA (amarillo) simultáneamente excedería los límites térmicos generales de diseño del paquete. La disipación de potencia total debe considerarse en función de los voltajes y corrientes directas reales utilizados.

P: ¿Por qué es diferente el voltaje directo para los dos colores?

R: El voltaje directo es una propiedad fundamental de la banda prohibida (bandgap) del material semiconductor. El InGaN (verde) tiene una banda prohibida mayor que el AlInGaP (amarillo), lo que resulta en un voltaje directo más alto requerido para lograr la misma corriente.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote (bin) de intensidad luminosa?

R: Seleccione el código de lote que garantice su brillo mínimo requerido. Por ejemplo, si su diseño necesita al menos 100 mcd del LED verde, debe especificar el lote R (112.0-180.0 mcd) o superior. El valor típico no está garantizado, solo el rango mínimo/máximo para el lote seleccionado.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para operar en o cerca de la corriente máxima nominal, especialmente a temperaturas ambiente elevadas, es esencial una gestión térmica cuidadosa del PCB. Se debe seguir la curva de reducción (derating). Para operación a baja corriente (ej., 5-10 mA), un diseño de PCB estándar suele ser suficiente.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un indicador de doble estado para un dispositivo portátil.El LTST-S326TGKSKT-5A puede usarse para mostrar el estado de carga: amarillo para cargando, verde para completamente cargado. El diseñador colocaría el LED en el borde del PCB, con su lado de emisión frente a una guía de luz o ventana en la carcasa. Se diseñarían dos circuitos limitadores de corriente independientes: uno para el ánodo amarillo (con una resistencia calculada para V_alimentación, VF_amarillo~1.9V y la I_F deseada), y otro para el ánodo verde (calculado para VF_verde~2.8V). El cátodo común se conectaría a tierra. El amplio ángulo de visión garantiza que el indicador sea visible desde varios ángulos. El diseñador debe asegurarse de que el diseño de las almohadillas del PCB coincida con el patrón recomendado para lograr una unión de soldadura fiable y una alineación correcta.

12. Introducción al Principio Técnico

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores de unión p-n que emiten luz mediante electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Este dispositivo incorpora dos chips semiconductores diferentes en un solo paquete: un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) para la emisión verde y un chip de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para la emisión amarilla. El paquete de visión lateral se logra mediante un diseño mecánico específico que orienta la superficie emisora de luz principal del chip perpendicularmente a las patillas del paquete, dirigiendo la luz hacia el lateral del componente.

13. Tendencias y Contexto de la Industria

El desarrollo de este componente se alinea con varias tendencias clave en la industria de la optoelectrónica. La transición hacia el cumplimiento de RoHS y productos ecológicos refleja las regulaciones medioambientales globales. El uso de materiales de alta eficiencia como InGaN y AlInGaP está impulsado por la demanda continua de mayor brillo y menor consumo de energía en dispositivos portátiles y de visualización. Las innovaciones en empaquetado, como los formatos de visión lateral, son cruciales para permitir productos finales más delgados y compactos, particularmente en electrónica de consumo como teléfonos inteligentes, tabletas y portátiles. Además, la compatibilidad con líneas de montaje SMT totalmente automatizadas y de alta velocidad es un requisito fundamental para una producción en masa rentable. La inclusión de perfiles de soldadura detallados, especialmente para procesos sin plomo, destaca la transición de la industria hacia una fabricación más respetuosa con el medio ambiente.