Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características y Ventajas Principales
- 2. Límites Absolutos de Operación
- 3. Características Eléctricas y Ópticas
- 3.1 Definiciones de Parámetros
- 4. Sistema de Binning (Clasificación)
- 4.1 Binning de Intensidad Luminosa
- 4.2 Binning de Longitud de Onda Dominante (Solo Chip Verde)
- 5. Información Mecánica y del Paquete
- 6. Guías de Soldadura y Ensamblaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual
- 6.3 Limpieza
- 7. Almacenamiento y Manipulación
- 8. Empaquetado y Pedido
- 9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 9.1 Método de Conducción
- 9.2 Gestión Térmica
- 9.3 Polaridad y Diseño del Circuito
- 9.4 Alcance de la Aplicación
- 10. Análisis Técnico Profundo
- 10.1 Tecnología AlInGaP
- 10.2 Rendimiento Óptico
- 10.3 Confiabilidad y Fabricación
- 11. Preguntas Frecuentes (FAQ)
1. Descripción General del Producto
El LTST-S115KRKGKT es un LED de Montaje Superficial (SMD) bicolor de vista lateral, diseñado principalmente para aplicaciones de retroiluminación de pantallas LCD. Integra dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: uno emite luz roja y el otro luz verde. Esta configuración permite crear colores mixtos y es adecuada para indicadores de estado, retroiluminación y otras aplicaciones que requieren iluminación multicolor compacta desde el lateral de un dispositivo.
El dispositivo utiliza tecnología avanzada de chip AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para ambos colores, conocida por ofrecer alta eficiencia luminosa y brillo. El encapsulado es transparente, lo que mejora la salida de luz y la pureza del color. Se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, haciéndolo totalmente compatible con equipos de montaje automático pick-and-place de alta velocidad y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
1.1 Características y Ventajas Principales
- Chip Bicolor:Combina LEDs AlInGaP rojo y verde en un encapsulado compacto estándar EIA.
- Diseño de Vista Lateral:Factor de forma optimizado para iluminación lateral de paneles LCD y otras necesidades de iluminación lateral con espacio limitado.
- Alto Brillo:Salida ultrabrillante gracias a la tecnología AlInGaP.
- Cumple con RoHS, HF y Producto Verde:Cumple con regulaciones ambientales y de seguridad.
- Amigable con la Automatización:Empaquetado en cinta y carrete para un ensamblaje automático eficiente.
- Compatible con Soldadura por Reflujo:Resiste perfiles estándar de reflujo IR para procesos sin plomo.
2. Límites Absolutos de Operación
Tensiones más allá de estos límites pueden causar daño permanente al dispositivo. Estas son solo clasificaciones de tensión; no se implica operación funcional bajo estas condiciones.
| Parámetro | Símbolo | Chip Rojo | Chip Verde | Unidad | Condición |
|---|---|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | Pd | 75 | 75 | mW | |
| Corriente Directa de Pico | IFP | 80 | 80 | mA | Ciclo de trabajo 1/10, pulso de 0.1ms |
| Corriente Directa en CC | IF | 30 | 30 | mA | |
| Voltaje Inverso | VR | 5 | 5 | V | Nota: No para operación continua |
| Temperatura de Operación | Topr | -30 a +85 | °C | ||
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 a +85 | °C | ||
| Temperatura de Soldadura IR | Tsolder | 260 | °C | Máximo 10 segundos |
3. Características Eléctricas y Ópticas
Las características típicas se miden a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa (IF) de 20mA, a menos que se especifique lo contrario.
| Parámetro | Símbolo | Chip Rojo | Chip Verde | Unidad | Condición de Prueba |
|---|---|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | IV | Mín: 45.0 Típ: - Máx: 180.0 | Mín: 28.0 Típ: - Máx: 112.0 | mcd | IF = 20mA |
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | - | 130 (Típico) | grados | Ángulo donde la intensidad es la mitad del valor axial | |
| Longitud de Onda de Pico | λP | 632 (Típico) | 574 (Típico) | nm | |
| Longitud de Onda Dominante | λd | Mín: 615.0 Máx: 635.0 | Mín: 570.5 Máx: 576.5 | nm | IF = 20mA |
| Ancho Espectral a Media Altura | Δλ | 17 (Típico) | 15 (Típico) | nm | |
| Voltaje Directo | VF | Típ: 2.00 Máx: 2.40 | Típ: 2.00 Máx: 2.40 | V | IF = 20mA |
| Corriente Inversa | IR | Máx: 10 | Máx: 10 | µA | VR = 5V |
3.1 Definiciones de Parámetros
- Intensidad Luminosa (IV):Medida usando un sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
- Longitud de Onda Dominante (λd):La longitud de onda única percibida por el ojo humano, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Define el color del LED.
- Ángulo de Visión:El ángulo total en el cual la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad medida directamente en el eje (0°).
4. Sistema de Binning (Clasificación)
Los LEDs se clasifican en bins según la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante (para el verde) para garantizar consistencia de color y brillo dentro de un lote de producción.
4.1 Binning de Intensidad Luminosa
Chip Rojo (@20mA):
| Código de Bin | Mínimo (mcd) | Máximo (mcd) |
|---|---|---|
| P | 45.0 | 71.0 |
| Q | 71.0 | 112.0 |
| R | 112.0 | 180.0 |
La tolerancia en cada bin de intensidad es de ±15%.
Chip Verde (@20mA):
| Código de Bin | Mínimo (mcd) | Máximo (mcd) |
|---|---|---|
| N | 28.0 | 45.0 |
| P | 45.0 | 71.0 |
| Q | 71.0 | 112.0 |
La tolerancia en cada bin de intensidad es de ±15%.
4.2 Binning de Longitud de Onda Dominante (Solo Chip Verde)
| Código de Bin | Mínimo (nm) | Máximo (nm) |
|---|---|---|
| D | 570.5 | 573.5 |
| E | 573.5 | 576.5 |
La tolerancia para cada bin de longitud de onda dominante es de ±1 nm.
5. Información Mecánica y del Paquete
El dispositivo cumple con las dimensiones estándar EIA para LEDs de vista lateral. En la hoja de datos se proporcionan planos mecánicos detallados, incluyendo dimensiones del cuerpo, espaciado de terminales y diseño recomendado del patrón de soldadura en el PCB. La asignación de pines está claramente marcada: Cátodo 1 (C1) es para el chip Verde, y Cátodo 2 (C2) es para el chip Rojo. El ánodo común no está explícitamente etiquetado en el fragmento proporcionado, pero es estándar para este tipo de paquete. Los ingenieros deben consultar el plano dimensional completo para un diseño preciso de ubicación y huella.
6. Guías de Soldadura y Ensamblaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo (IR) sugerido para procesos de soldadura sin plomo. Los parámetros clave incluyen:
- Precalentamiento:150-200°C durante un máximo de 120 segundos.
- Temperatura Pico:Máximo de 260°C.
- Tiempo por Encima del Líquido:El dispositivo debe estar expuesto a la temperatura pico durante un máximo de 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.
El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar uniones de soldadura confiables sin dañar el encapsulado del LED. Es fundamental caracterizar el perfil para el diseño específico del PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados en producción.
6.2 Soldadura Manual
Si es necesaria la soldadura manual, utilice un cautín con una temperatura que no exceda los 300°C. El tiempo de soldadura debe limitarse a un máximo de 3 segundos por unión, y debe realizarse solo una vez.
6.3 Limpieza
No utilice limpiadores químicos no especificados. Si se requiere limpieza después de la soldadura, sumerja los LEDs en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.
7. Almacenamiento y Manipulación
- Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año después de abrir la bolsa con barrera de humedad.
- Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de una semana después de retirarlo del paquete sellado.
- Almacenamiento Prolongado (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en ambiente de nitrógeno. Los LEDs almacenados fuera del empaque original por más de una semana deben ser "baked" (secados) a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad y prevenir el efecto "popcorning" durante el reflujo.
8. Empaquetado y Pedido
El LTST-S115KRKGKT se suministra en empaque estándar:
- Cinta:Cinta portadora embutida de 8 mm de ancho.
- Carrete:Carrete de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.
- Cantidad por Carrete:3000 piezas.
- Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
- El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481-1-A-1994. Los bolsillos vacíos se sellan con cinta de cubierta.
9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
9.1 Método de Conducción
Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar una salida de luz estable y una larga vida útil, deben ser conducidos por una fuente de corriente constante, no por una fuente de voltaje constante. Una resistencia limitadora de corriente es esencial cuando se conduce desde una fuente de voltaje. La corriente directa en CC (IF) recomendada es de 20mA para operación normal, con un máximo absoluto de 30mA. Es posible pulsar a corrientes más altas (hasta 80mA de pico) con un ciclo de trabajo bajo (1/10) para lograr un brillo instantáneo mayor.
9.2 Gestión Térmica
Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (75mW por chip), un diseño adecuado del PCB es importante. Asegure un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas de soldadura para actuar como disipador de calor, especialmente si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima. Esto ayuda a mantener el rendimiento y la longevidad del LED.
9.3 Polaridad y Diseño del Circuito
Preste mucha atención a la asignación de pines (C1: Verde, C2: Rojo). Los dos chips comparten un ánodo común. El control independiente de los colores rojo y verde requiere circuitos limitadores de corriente separados para cada cátodo. Esto permite la activación individual de colores o el atenuado PWM para crear efectos de mezcla de colores (por ejemplo, amarillo cuando ambos están encendidos).
9.4 Alcance de la Aplicación
Este LED está diseñado para equipos electrónicos ordinarios como equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos. No se recomienda para aplicaciones críticas para la seguridad (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, control de transporte) sin consulta y calificación previa, ya que una falla podría poner en peligro la vida o la salud.
10. Análisis Técnico Profundo
10.1 Tecnología AlInGaP
El uso de AlInGaP para ambos chips, rojo y verde, es una característica significativa. AlInGaP es un material semiconductor de banda prohibida directa conocido por su alta eficiencia cuántica interna, especialmente en el espectro rojo a ámbar. Su aplicación en LEDs verdes, aunque menos común que InGaN para el verde puro, puede ofrecer ventajas en ciertos rangos de longitud de onda y estabilidad térmica. El voltaje directo típico de 2.0V para ambos colores es relativamente bajo en comparación con algunos LEDs InGaN azules/blancos, lo que puede simplificar el diseño de la fuente de alimentación.
10.2 Rendimiento Óptico
El amplio ángulo de visión de 130 grados es ideal para aplicaciones de retroiluminación donde se requiere una iluminación lateral uniforme. Los bins de intensidad luminosa ofrecen una amplia gama de opciones de brillo, permitiendo a los diseñadores seleccionar el bin apropiado para sus requisitos específicos de luminancia. El binning estrecho de longitud de onda para el chip verde (bins D y E) es crucial para aplicaciones donde la apariencia de color consistente es importante, especialmente al mezclarse con otros colores.
10.3 Confiabilidad y Fabricación
La compatibilidad con la soldadura por reflujo IR y la colocación automática es crítica para la fabricación electrónica moderna de alto volumen. El perfil de soldadura y las condiciones de almacenamiento especificados están diseñados para prevenir tensiones inducidas por calor y humedad, que son mecanismos de falla comunes para componentes SMD encapsulados en plástico. La adherencia a estas guías es esencial para lograr un alto rendimiento y confiabilidad a largo plazo en el campo.
11. Preguntas Frecuentes (FAQ)
P: ¿Puedo conducir los chips rojo y verde simultáneamente a 20mA cada uno?
R: Sí, pero debe considerar la disipación total de potencia. A 20mA y un Vf típico de 2.0V, cada chip disipa 40mW, totalizando 80mW. Esto está dentro del límite absoluto de 75mW por chip, pero cerca del límite. Asegure un enfriamiento adecuado del PCB si opera continuamente a este nivel, especialmente en altas temperaturas ambientales.
P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda de pico (λP) es la longitud de onda en el punto más alto del espectro de emisión del LED. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, calculada a partir de las coordenadas de color en el gráfico CIE. λd es más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.
P: ¿Cómo creo luz amarilla con este LED?
R: El amarillo se percibe cuando se mezclan las luces roja y verde. Al encender ambos chips (rojo y verde) simultáneamente y ajustar sus intensidades relativas (por ejemplo, mediante atenuación PWM o diferentes resistencias en serie), puede lograr varios tonos de amarillo, incluido el ámbar.
P: ¿Es necesario un diodo de protección inversa?
R: Aunque el LED puede soportar un voltaje inverso de hasta 5V, no está diseñado para polarización inversa continua. En circuitos donde son posibles transitorios de voltaje inverso (por ejemplo, cargas inductivas, conexión en caliente), implementar protección externa contra polaridad inversa es una práctica de diseño prudente para mejorar la confiabilidad.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |