Hoja de Datos Técnica del LED SMD de Doble Color Lateral LTST-S326TGKFKT-5A - Dimensiones del Paquete - Verde 2.8V / Naranja 1.9V - 76mW / 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED de montaje superficial (SMD) de doble color y visión lateral. El componente integra dos chips semiconductores distintos en un solo paquete: un chip basado en InGaN para emisión verde y un chip basado en AlInGaP para emisión naranja. Este diseño permite soluciones compactas para indicación de estado, retroiluminación e iluminación decorativa donde se requieren múltiples señales de color desde un solo punto. El dispositivo está construido con una lente transparente al agua, maximizando la salida de luz, y presenta terminales estañados para mejorar la soldabilidad y el cumplimiento de la normativa RoHS.

El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, lo que lo hace totalmente compatible con equipos de montaje automático pick-and-place de alta velocidad. Su diseño también es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), facilitando su integración en líneas modernas de fabricación de placas de circuito impreso (PCB).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Para una operación confiable, estos límites nunca deben excederse, ni siquiera momentáneamente.

• Disipación de Potencia (Pd):La disipación de potencia máxima permitida es de 76 mW para el chip verde y 75 mW para el chip naranja a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este límite conlleva el riesgo de degradación térmica de la unión semiconductora.
• Corriente Directa:La corriente continua directa máxima (IF) es de 20 mA para el chip verde y 30 mA para el chip naranja. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 100 mA (verde) y 80 mA (naranja) bajo un ciclo de trabajo estricto de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1 ms. Este parámetro es crítico para el diseño del circuito de excitación para prevenir fallos inducidos por corriente.
• Rangos de Temperatura:El rango de temperatura de operación se especifica desde -20°C hasta +80°C. El rango de temperatura de almacenamiento es más amplio, desde -30°C hasta +100°C. Estos rangos garantizan la integridad mecánica y química del LED bajo diversas condiciones ambientales.
• Condición de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por reflujo infrarrojo con una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Esta es una condición estándar para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estas características se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 5 mA, a menos que se indique lo contrario. Definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):Esta es la medida principal de la salida de luz. Para el chip verde, la intensidad luminosa típica varía desde un mínimo de 28.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. Para el chip naranja, el rango es de 11.2 mcd a 71.0 mcd. El valor real para una unidad específica depende de su código de clasificación asignado.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Ambos chips presentan un amplio ángulo de visión de 130 grados (típico). Esto se define como el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje central. Este amplio ángulo asegura una buena visibilidad desde varias perspectivas, lo cual es esencial para indicadores de visión lateral.
• Longitud de Onda:El chip verde tiene una longitud de onda de emisión pico típica (λP) de 530 nm y una longitud de onda dominante típica (λd) de 527 nm. El chip naranja tiene una longitud de onda de emisión pico típica de 611 nm y una longitud de onda dominante de 605 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 35 nm para el verde y 17 nm para el naranja, indicando la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):A 5 mA, el voltaje directo típico es de 2.8 V para el chip verde (máx. 3.2 V) y 1.9 V para el chip naranja (máx. 2.3 V). Este parámetro es crucial para calcular el valor de la resistencia en serie en un circuito de excitación a voltaje constante para establecer la corriente deseada.
• Corriente Inversa (IR):La corriente inversa máxima es de 10 μA para ambos chips cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Se señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta prueba es solo para caracterización de fugas.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones de producción y permitir a los diseñadores seleccionar LEDs con un rendimiento consistente, los dispositivos se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa.

3.1 Clasificación por Intensidad del Chip Verde

Los LEDs verdes se categorizan en cuatro lotes (N, P, Q, R) con los siguientes valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a 5 mA:
Lote N: 28.0 - 45.0 mcd
Lote P: 45.0 - 71.0 mcd
Lote Q: 71.0 - 112.0 mcd
Lote R: 112.0 - 180.0 mcd
Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada lote de intensidad.

3.2 Clasificación por Intensidad del Chip Naranja

Los LEDs naranjas se categorizan en cuatro lotes (L, M, N, P) con los siguientes rangos:
Lote L: 11.2 - 18.0 mcd
Lote M: 18.0 - 28.0 mcd
Lote N: 28.0 - 45.0 mcd
Lote P: 45.0 - 71.0 mcd
También se aplica una tolerancia de +/-15% a estos lotes.

Este sistema de clasificación permite una selección precisa basada en los requisitos de brillo de la aplicación, asegurando consistencia visual en matrices o productos con múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (ej., Fig.1, Fig.5), aquí se analizan sus implicaciones típicas basándose en la física estándar de los LEDs y los parámetros proporcionados.

4.1 Corriente Directa vs. Intensidad Luminosa (Curva I-Iv)

La intensidad luminosa de un LED es aproximadamente proporcional a la corriente directa en un rango significativo. Operar el chip verde a su corriente continua máxima de 20 mA típicamente produciría una salida de luz significativamente mayor que la condición de prueba de 5 mA, aunque la relación exacta debe verificarse en la curva característica. Lo mismo aplica para el chip naranja a 30 mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el aumento en la disipación de potencia a corrientes más altas permanezca dentro del límite absoluto máximo.

4.2 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva V-I)

El voltaje directo tiene una relación logarítmica con la corriente. El VF especificado a 5 mA proporciona un punto de operación clave. A medida que aumenta la corriente, el VF aumentará ligeramente. Esta relación no lineal es importante para diseñar drivers de corriente constante eficientes frente a circuitos simples limitados por resistencia.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. Típicamente, la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El voltaje directo también disminuye con el aumento de temperatura. Si bien no se proporcionan curvas específicas, el rango de temperatura de operación especificado de -20°C a +80°C indica los límites dentro de los cuales las características publicadas son razonablemente válidas. Para aplicaciones cerca de los extremos, puede ser necesario aplicar derating o gestión térmica.

4.4 Distribución Espectral

Las longitudes de onda pico y dominante, junto con el ancho medio espectral, definen el punto de color. La emisión verde (centrada ~527-530 nm) y la emisión naranja (centrada ~605-611 nm) son distintas. El ancho medio más estrecho del chip naranja (17 nm vs. 35 nm del verde) sugiere un color naranja más espectralmente puro y saturado.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales detallados, con todas las medidas en milímetros. Las tolerancias clave son típicamente ±0.10 mm. La asignación de pines está claramente definida: Cátodo 1 (C1) es para el chip naranja, y Cátodo 2 (C2) es para el chip verde. Se implica una configuración de ánodo común, lo que permite el control independiente de cada color.

5.2 Diseño Sugerido de Pads de Soldadura

La hoja de datos incluye un patrón recomendado de pads de soldadura para el diseño de PCB. Adherirse a estas dimensiones asegura la formación adecuada de la junta de soldadura, estabilidad mecánica y disipación de calor durante el proceso de reflujo. También se indica una dirección de soldadura sugerida para promover un flujo uniforme de la soldadura.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona una sugerencia detallada para un perfil de reflujo IR adecuado para procesos sin plomo. Este perfil típicamente incluye:
1. Una zona de precalentamiento para elevar gradualmente la temperatura del PCB y activar el fundente.
2. Una zona de estabilización para igualar la temperatura en toda la placa.
3. Una zona de reflujo donde la temperatura alcanza un pico máximo de 260°C por no más de 10 segundos.
4. Una zona de enfriamiento. El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar fiabilidad.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual con cautín, la temperatura máxima recomendada de la punta es de 300°C, con un tiempo de soldadura que no exceda los 3 segundos por junta. Esto debe realizarse solo una vez para minimizar el estrés térmico en el paquete del LED.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. La hoja de datos recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el paquete.

6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es sensible a la electricidad estática y a sobretensiones. Deben implementarse controles ESD adecuados durante el manejo y montaje. Esto incluye el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, tapetes antiestáticos y asegurar que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El dispositivo se empaqueta en cinta portadora con relieve de 8 mm de ancho. La cinta se enrolla en carretes estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete completo contiene 3000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se especifica una cantidad mínima de empaque de 500 piezas para los restantes. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Paquete Sellado:Los LEDs en la bolsa original a prueba de humedad con desecante deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil recomendada en estas condiciones es de un año.
Paquete Abierto:Una vez abierta la bolsa barrera de humedad, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes retirados del empaque original idealmente deben someterse a reflujo IR dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben guardarse en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Si se almacenan por más de una semana, se recomienda un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Ideal para paneles de equipos que requieren indicación de múltiples estados (ej., encendido=verde, espera=naranja, fallo=ambos parpadeando).
• Electrónica de Consumo:Retroiluminación para botones o logotipos en dispositivos como routers, equipos de audio o periféricos de juegos.
• Iluminación Interior Automotriz:Para iluminación ambiental interior no crítica o pantallas de estado, teniendo en cuenta el rango de temperatura de operación.
• Paneles de Control Industrial:Proporcionar un estado operativo claro y codificado por colores en sistemas de control.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un driver de corriente constante para cada chip. Calcule el valor de la resistencia usando R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo a la corriente deseada (IF). Use el VF máximo de la hoja de datos para un diseño conservador que asegure que la corriente nunca exceda el límite.
• Gestión Térmica:Si bien la disipación de potencia es baja, la operación continua a corriente máxima en ambientes de alta temperatura puede requerir atención al diseño del PCB para la disipación de calor, especialmente si se agrupan múltiples LEDs.
• Diseño Visual:El amplio ángulo de visión de 130 grados facilita la visibilidad fuera del eje. Considere el color de la lente (transparente al agua) y el diseño del bisel circundante para lograr el efecto visual deseado y la mezcla de luz si se usan ambos colores simultáneamente.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED lateral de doble color ofrece ventajas específicas en comparación con alternativas:

• vs. Dos LEDs Discretos:Ahorra espacio en el PCB, reduce el número de componentes y simplifica el montaje pick-and-place con un solo número de parte.
• vs. LEDs RGB:Proporciona una solución más simple y a menudo más rentable cuando solo se necesitan dos colores específicos (verde y naranja), sin la complejidad de un driver de tres canales.
• vs. LEDs de Agujero Pasante:El paquete SMD permite un montaje totalmente automatizado, diseños de perfil más bajo y una mejor fiabilidad al eliminar la soldadura manual y el doblado de terminales.
• Características Clave:La combinación de las tecnologías InGaN (para verde eficiente) y AlInGaP (para naranja eficiente) en un solo paquete proporciona una buena eficacia luminosa para ambos colores. El cumplimiento RoHS y la compatibilidad con reflujo sin plomo son esenciales para la fabricación moderna.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Puedo alimentar ambos colores simultáneamente a su corriente continua máxima?

Sí, pero debe considerar la disipación de potencia total. Si ambos chips se excitan a su corriente continua máxima (Verde: 20mA @ ~3.2V, Naranja: 30mA @ ~2.3V), la potencia aproximada es (0.02A * 3.2V) + (0.03A * 2.3V) = 0.064W + 0.069W = 0.133W o 133 mW. Esto excede las clasificaciones individuales de Pd (76mW, 75mW) y requiere una evaluación térmica cuidadosa del PCB y las condiciones ambientales para asegurar que la temperatura de la unión no exceda los límites seguros, lo que podría afectar la longevidad.

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

La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que coincidiría con el color percibido del LED. λd está más relacionada con la percepción humana del color, mientras que λP es una medición física del espectro.

10.3 ¿Cómo interpreto el código de clasificación al realizar un pedido?

El número de parte LTST-S326TGKFKT-5A probablemente incluye o implica códigos de clasificación específicos para la intensidad. Para asegurar consistencia en el brillo de su aplicación, debe especificar los códigos de lote deseados (ej., Verde: Lote R para la salida más alta, Naranja: Lote P) al realizar el pedido. Consulte la guía completa de pedidos del fabricante para conocer el sistema de codificación exacto.

10.4 ¿Es necesario un diodo de protección contra polarización inversa?

Si bien el LED puede tolerar una polarización inversa de 5V con solo 10 μA de fuga, no está diseñado para operación inversa. En circuitos donde son posibles transitorios de voltaje inverso (ej., cargas inductivas, conexión en caliente), se recomienda encarecidamente protección externa, como un diodo en serie o una configuración de puente rectificador, para prevenir daños.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

11.1 Indicador de Estado para Router de Red de Dos Estados

Escenario:Diseñar un LED de estado para un router que indique "Activo/Transferencia de Datos" (verde) y "Inactivo/En Espera" (naranja).
Implementación:Conecte el ánodo común a una línea de 3.3V a través de una resistencia limitadora de corriente dimensionada para cada color. Use dos pines GPIO del microcontrolador del router, cada uno conectado al cátodo de un color a través de un transistor NPN de pequeña señal o un MOSFET. El firmware puede entonces encender el LED verde durante la actividad de datos y el LED naranja durante los períodos de inactividad. El amplio ángulo de visión asegura la visibilidad desde cualquier punto de la habitación.

11.2 Indicador de Nivel de Carga de Batería

Escenario:Un indicador simple de cargador de 2 etapas: "Cargando" (naranja) y "Completamente Cargado" (verde).
Implementación:Las salidas de estado del IC de gestión de carga pueden excitar directamente los cátodos del LED (si son capaces de absorber la corriente requerida) o excitar transistores. Durante la carga, el LED naranja se ilumina. Cuando el ciclo de carga se completa, el IC apaga la excitación naranja y enciende la excitación verde.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED utiliza dos sistemas diferentes de materiales semiconductores:

• InGaN (Nitruro de Indio y Galio):Este material se usa para el chip emisor de luz verde. Al variar la proporción de indio a galio en la aleación, se puede ajustar el bandgap del semiconductor, lo que determina directamente la longitud de onda de la luz emitida cuando los electrones se recombinan con huecos a través del bandgap. El InGaN es conocido por su capacidad para producir LEDs azules, verdes y blancos eficientes.
• AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio):Este material se usa para el chip emisor de luz naranja. De manera similar, al ajustar la composición de esta aleación cuaternaria, el bandgap puede diseñarse para producir luz en las regiones espectrales roja, naranja, amarilla y verde. El AlInGaP es particularmente eficiente en el rango de rojo a naranja.

En un paquete de doble color, estas dos estructuras de chip distintas se montan en un marco de terminales común, se conectan mediante bonding de alambre y se encapsulan en una lente de epoxi transparente que protege los chips y actúa como un elemento óptico.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

El campo de la tecnología LED continúa evolucionando, con tendencias que impactan componentes como este:

• Mayor Eficiencia:La investigación en curso tiene como objetivo mejorar la eficiencia cuántica interna (IQE) y la eficiencia de extracción de luz (LEE) de los materiales InGaN y AlInGaP, lo que conduce a una mayor intensidad luminosa para la misma corriente de entrada o un menor consumo de energía para la misma salida de luz.
• Miniaturización:La tendencia hacia dispositivos electrónicos más pequeños impulsa paquetes de LED cada vez más pequeños mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico.
• Mejor Consistencia de Color:Los avances en el crecimiento epitaxial y los procesos de clasificación conducen a tolerancias más estrictas en la longitud de onda dominante y la intensidad luminosa, reduciendo la variación de color y brillo entre unidades.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en los materiales de empaquetado (epoxi, siliconas) y las tecnologías de unión del dado mejoran la capacidad del LED para soportar temperaturas más altas, humedad y ciclos térmicos, extendiendo su vida útil operativa.
• Inteligencia Integrada:Una tendencia más amplia es la integración de circuitos de control (como drivers de corriente constante o lógica simple) dentro del propio paquete del LED, creando componentes "LED inteligente" que simplifican el diseño del sistema.