Hoja de Datos del LED SMD Bicolor LTST-C295TBKFKT-5A - Dimensiones del Paquete - Azul 3.2V / Naranja 2.3V - Altura 0.55mm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para el LTST-C295TBKFKT-5A, un componente LED bicolor de montaje superficial. El dispositivo integra dos chips LED distintos en un único paquete ultrafino: un chip emisor azul de InGaN y un chip emisor naranja de AlInGaP. Este diseño permite soluciones compactas para indicación de estado, retroiluminación y aplicaciones de señalización múltiple donde el espacio es limitado. El producto está diseñado para ser compatible con procesos de ensamblaje automatizado y soldadura por reflujo infrarrojo estándar, lo que lo hace adecuado para entornos de fabricación de alto volumen.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

La ventaja principal de este componente es su capacidad bicolor alojada en un perfil extrafino de 0.55mm. Esto permite una señalización visual sofisticada (por ejemplo, diferentes estados indicados por diferentes colores) sin consumir área adicional en la PCB. El uso de materiales semiconductores ultrabrillantes InGaN y AlInGaP garantiza una alta intensidad luminosa. El dispositivo cumple con RoHS y está clasificado como producto ecológico. Sus mercados objetivos principales incluyen electrónica de consumo, equipos de automatización de oficinas, dispositivos de comunicación y paneles de control industrial donde se requiere una indicación confiable de múltiples estados.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar el LED en condiciones que excedan estos valores.

• Disipación de Potencia (Pd):Azul: 76 mW, Naranja: 75 mW. Esta es la potencia máxima permitida que el LED puede disipar como calor en condiciones de CC a 25°C ambiente.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):Azul: 100 mA, Naranja: 80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permisible, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa en CC (I_F):Azul: 20 mA, Naranja: 30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Umbral de Descarga Electroestática (ESD) (HBM):Azul: 300V, Naranja: 1000V. La clasificación del Modelo de Cuerpo Humano indica la sensibilidad del LED a la electricidad estática. El chip azul es más sensible, requiriendo precauciones de manejo ESD más estrictas.
• Rangos de Temperatura:Operación: -20°C a +80°C; Almacenamiento: -30°C a +100°C.
• Condición de Soldadura por Infrarrojos:Resiste una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, lo cual es estándar para procesos de reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos y máximos/mínimos medidos bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, I_F=5mA a menos que se indique lo contrario).

• Intensidad Luminosa (I_V):Para ambos colores, la intensidad mínima es 18.0 mcd y la máxima es 45.0 mcd a 5mA. El valor típico no se especifica, cayendo dentro del rango min/max.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un amplio ángulo de visión típico de 130 grados para ambos colores, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para muchas aplicaciones de indicación.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Azul: 468 nm (típico), Naranja: 611 nm (típico). Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Azul: 470 nm (típico), Naranja: 605 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el punto de color en el diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):Azul: 20 nm (típico), Naranja: 17 nm (típico). Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):Azul: 3.2V (máx. a 5mA), Naranja: 2.3V (máx. a 5mA). Este es un parámetro crítico para el diseño del circuito, determinando el voltaje de accionamiento requerido y el valor de la resistencia en serie.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (máx.) para ambos colores a V_R= 5V. El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para caracterización de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

La intensidad luminosa de los LED se clasifica en lotes (bins) para garantizar consistencia dentro de un lote de producción. La clasificación es idéntica para los chips azul y naranja.

• Código de Lote M:Rango de Intensidad Luminosa de 18.0 mcd a 28.0 mcd a 5mA.
• Código de Lote N:Rango de Intensidad Luminosa de 28.0 mcd a 45.0 mcd a 5mA.
• Tolerancia:Cada lote de intensidad tiene una tolerancia de +/-15%. Esto significa que un LED etiquetado como Lote M podría medir tan bajo como 15.3 mcd o tan alto como 32.2 mcd y aún estar dentro de la especificación del lote M, aunque típicamente se centraría en el rango de 18-28 mcd.

Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LED con niveles de brillo predecibles. Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme, especificar un solo código de lote es esencial.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se hacen referencia en la hoja de datos (páginas 6-7), las relaciones típicas pueden describirse en base a la física estándar de los LED y los parámetros proporcionados.

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

La característica I-V es exponencial. Para el LED azul, el voltaje directo es más alto (~3.2V máx.) debido al mayor bandgap del sistema de material InGaN. El LED naranja de AlInGaP tiene un voltaje directo más bajo (~2.3V máx.). El voltaje aumentará ligeramente con el aumento de la temperatura de unión para una corriente dada.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación recomendado (hasta I_F=20/30mA). Accionar el LED por encima de su corriente continua máxima absoluta causará saturación no lineal y degradación acelerada debido al calor excesivo.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión, la intensidad luminosa típicamente disminuye. El voltaje directo para una corriente dada también disminuye ligeramente para la mayoría de los materiales LED. Operar dentro del rango de temperatura especificado (-20°C a +80°C) es crucial para mantener el rendimiento y la fiabilidad especificados.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El LED está alojado en un paquete SMD estándar de la industria. El dibujo dimensional exacto se proporciona en la hoja de datos. Las características clave incluyen una altura total de 0.55mm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones muy delgadas. La asignación de pines es la siguiente: Los pines 1 y 3 son para el ánodo/cátodo del chip Azul (InGaN), y los pines 2 y 4 son para el ánodo/cátodo del chip Naranja (AlInGaP). La designación específica de ánodo/cátodo para cada par debe determinarse a partir del marcado del paquete o el diagrama de huella.

5.2 Diseño Sugerido de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de tierra recomendado (dimensiones de los pads de soldadura) para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura, estabilidad mecánica y alivio térmico durante el reflujo. Seguir esta guía ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta en un extremo) y asegura una conexión eléctrica confiable.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se incluye un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen una etapa de precalentamiento (150-200°C, máx. 120 segundos), una temperatura pico que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima de 260°C limitado a un máximo de 10 segundos. El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar la integridad del paquete. El LED puede soportar este proceso de reflujo un máximo de dos veces.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de soldadura por terminal debe limitarse a un máximo de 3 segundos. La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

6.3 Almacenamiento y Manejo

Precauciones ESD:El chip azul es sensible a ESD (300V HBM). Las medidas antiestáticas adecuadas (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra) son obligatorias durante el manejo.
Sensibilidad a la Humedad:Los LED en bolsas selladas a prueba de humedad con desecante tienen una vida útil de un año cuando se almacenan a ≤30°C y ≤90% HR. Una vez abierta la bolsa, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y usarse dentro de una semana. Si se almacenan más tiempo fuera de la bolsa original, se recomienda un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" durante el reflujo.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los solventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos no especificados pueden dañar el paquete plástico o la lente.

7. Información de Empaquetado y Pedido

Los LED se suministran en empaquetado de cinta y carrete compatible con máquinas pick-and-place automatizadas.

• Tamaño del Carrete:Carrete de 7 pulgadas de diámetro.
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Especificaciones de la Cinta:La cinta portadora tiene 8mm de ancho. Los espacios vacíos están sellados con cinta de cubierta. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Calidad:El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:La capacidad bicolor permite múltiples estados (por ejemplo, Azul=En espera, Naranja=Activo, Ambos=Advertencia/Falla).
• Retroiluminación para Teclados o Iconos:Puede proporcionar retroiluminación codificada por colores.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de energía, conectividad o estado de la batería en teléfonos inteligentes, tabletas, routers y equipos de audio.
• Paneles de Control Industrial:Indicadores de estado de la máquina, modo operativo o alarma.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie para cada chip LED para limitar la corriente directa a un valor seguro (≤20mA para azul, ≤30mA para naranja en operación CC). El valor de la resistencia se calcula como R = (V_suministro- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Asegure un área de cobre adecuada en la PCB o vías térmicas, especialmente si se acciona cerca de la corriente máxima, para disipar el calor y mantener la temperatura de unión dentro de los límites.
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en las líneas de señal conectadas a los pines del LED si el entorno de ensamblaje o el escenario de uso final presenta un riesgo de ESD.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona buena visibilidad fuera del eje. Para luz dirigida, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los factores diferenciadores clave de este componente son sufuncionalidad bicolor en un paquete ultrafino de 0.55mm. En comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados, esto ahorra un área significativa de PCB y simplifica el ensamblaje. La combinación de tecnologías InGaN (azul) y AlInGaP (naranja) proporciona alta eficiencia y brillo para ambos colores. La compatibilidad del producto con los procesos SMT estándar y el reflujo sin plomo lo convierte en una solución lista para usar en la fabricación de electrónica moderna.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo accionar tanto el LED azul como el naranja simultáneamente a su corriente continua máxima?
R1: No. Deben considerarse las clasificaciones de disipación de potencia (76mW azul, 75mW naranja) y el diseño térmico del paquete. Accionar ambos chips a corriente continua máxima simultáneamente probablemente excedería la capacidad térmica total del paquete a menos que se proporcione un enfriamiento excepcional. Es recomendable consultar las curvas de reducción térmica u operar a corrientes más bajas para uso simultáneo.

P2: ¿Por qué la clasificación ESD para el chip azul (300V) es más baja que para el chip naranja (1000V)?
R2: Esto se debe a las propiedades inherentes del material y la estructura de unión del semiconductor InGaN utilizado para la emisión azul. Generalmente es más susceptible al daño por descarga electrostática que el material AlInGaP utilizado para la emisión naranja/roja. Esto requiere un cuidado extra al manejar el canal azul.

P3: ¿Cómo interpreto el Código de Lote para realizar un pedido?
R3: Especifique "LTST-C295TBKFKT-5A" junto con el código de lote de intensidad deseado (por ejemplo, "N" para mayor brillo) para cada color si el proveedor ofrece selección de lotes. Para un brillo consistente en una corrida de producción, especificar un solo lote es crítico.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Energía de Doble Estado para un Router
**Objetivo:** Usar un LED para indicar Energía (Naranja) y Conectividad a Internet (Azul).
**Diseño:** El LED se coloca en el panel frontal del router. El microcontrolador (MCU) tiene dos pines GPIO, cada uno conectado a un canal del LED a través de una resistencia limitadora de corriente.
**Cálculos:** Para una fuente de 5V:
- Resistencia Naranja: R_naranja= (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ω (usar valor estándar 130 Ω o 150 Ω). Potencia: P = I²R = (0.02)²*150 = 0.06W.
- Resistencia Azul: R_azul= (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ω (usar valor estándar 91 Ω). Potencia: P = (0.02)²*91 = 0.0364W.
**Operación:** El MCU acciona el pin Naranja para luz fija cuando está encendido. Acciona el pin Azul para que parpadee cuando la conectividad a Internet está activa. Ambos nunca se accionan continuamente a corriente máxima simultáneamente durante períodos prolongados, gestionando así la carga térmica.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED utiliza dos sistemas de materiales semiconductores diferentes:
InGaN (Nitruro de Galio e Indio):Utilizado para el emisor azul. Al ajustar la proporción de indio a galio en la aleación, se puede sintonizar la energía del bandgap, lo que determina directamente la longitud de onda de la luz emitida. InGaN es conocido por su alta eficiencia y brillo en el espectro azul a verde.
AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio):Utilizado para el emisor naranja. Este sistema de material es altamente eficiente para producir luz en las longitudes de onda ámbar, naranja, roja y amarilla. La composición específica determina la longitud de onda dominante.
En ambos casos, la luz se emite a través del proceso de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). El color de la luz está determinado por la energía del bandgap del material semiconductor.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La tendencia en LED SMD como este continúa hacia:
Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial, el diseño del chip y la eficiencia de extracción del paquete conducen a más salida de luz para la misma potencia eléctrica de entrada.
Miniaturización:Los paquetes continúan reduciéndose en huella y altura (como el perfil de 0.55mm aquí) para permitir productos finales más delgados.
Integración de Múltiples Chips y RGB:Más allá del bicolor, los paquetes que integran chips rojo, verde y azul (RGB) o incluso chips blanco + colores se están volviendo comunes para la programación a todo color.
Fiabilidad y Rendimiento Térmico Mejorados:Los avances en materiales (por ejemplo, plásticos de alta temperatura, adhesivos de chip avanzados) mejoran la capacidad para soportar temperaturas de reflujo más altas y condiciones de operación.
Empaquetado Inteligente:Algunos LED ahora incorporan circuitos integrados (CI) para control del driver o comunicación (por ejemplo, LED RGB direccionables), aunque este componente en particular es un LED estándar sin driver.