Hoja de Datos del LED SMD LTST-S225KGKSKT-NU - Doble Color (Verde/Amarillo) - 25mA - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de doble color y visión lateral. El dispositivo integra dos chips LED distintos en un solo encapsulado: uno que emite en el espectro verde y otro en el espectro amarillo. Esta configuración está diseñada para aplicaciones que requieren luces indicadoras de estado compactas y multicolor o retroiluminación en ensamblajes electrónicos con espacio limitado.

Las ventajas principales de este componente incluyen su salida ultrabrillante gracias a la tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), su compatibilidad con sistemas automatizados de montaje pick-and-place y su idoneidad para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) de alto volumen. Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

El mercado objetivo abarca una amplia gama de electrónica de consumo e industrial, incluyendo, entre otros, equipos de telecomunicaciones (teléfonos inalámbricos/celulares), dispositivos informáticos portátiles (portátiles), hardware de red, electrodomésticos y paneles de señalización o pantallas interiores donde se requiere una indicación fiable de doble color.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Todas las clasificaciones se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Superar estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):60 mW por chip de color.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):40 mA, permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA DC.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste perfiles de reflujo IR con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos (proceso sin plomo).

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C con I_F= 20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Chip Verde:Mínimo 22.5 mcd, Típico no especificado, Máximo 57.0 mcd.
  • Chip Amarillo:Mínimo 45.0 mcd, Típico no especificado, Máximo 112.0 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típicamente 130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial, lo que indica un cono de visión muy amplio adecuado para aplicaciones de emisión lateral.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):
  • Verde:Típicamente 573.0 nm.
  • Amarillo:Típicamente 591.0 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única percibida por el ojo humano.
  • Verde:Rango desde 567.5 nm (Mín.) hasta 576.5 nm (Máx.).
  • Amarillo:Rango desde 585.5 nm (Mín.) hasta 591.5 nm (Máx.).
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Típicamente 15.0 nm (Ancho a Media Altura) para ambos colores.
• Voltaje Directo (V_F):
  • Verde y Amarillo:Rango desde 1.7V (Mín.) hasta 2.4V (Máx.) a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a un voltaje inverso (V_R) de 5V. Nota: El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

Notas Importantes:La intensidad luminosa se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo CIE. El dispositivo es sensible a las Descargas Electroestáticas (ESD); son obligatorios los procedimientos adecuados de manejo ESD (pulseras, equipo conectado a tierra).

3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins. Este dispositivo utiliza dos criterios de bineo por color.

3.1 Bineo por Intensidad Luminosa (Brillo)

• Chip Verde:
  • Código de Bin N:22.5 mcd a 35.5 mcd.
  • Código de Bin P:35.5 mcd a 57.0 mcd.
• Chip Amarillo:
  • Código de Bin P:45.0 mcd a 71.0 mcd.
  • Código de Bin Q:71.0 mcd a 112.0 mcd.
• La tolerancia dentro de cada bin de intensidad es de ±15%.

3.2 Bineo por Tono (Longitud de Onda Dominante)

• Chip Verde:
  • Código de Bin C:567.5 nm a 570.5 nm.
  • Código de Bin D:570.5 nm a 573.5 nm.
  • Código de Bin E:573.5 nm a 576.5 nm.
• Chip Amarillo:
  • Código de Bin J:585.5 nm a 588.5 nm.
  • Código de Bin K:588.5 nm a 591.5 nm.
• La tolerancia dentro de cada bin de longitud de onda es de ±1 nm.

Los diseñadores deben especificar los códigos de bin requeridos al realizar el pedido para garantizar el rendimiento visual deseado en su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hacen referencias a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Fig.1 para medición espectral, Fig.5 para ángulo de visión), se pueden inferir los siguientes comportamientos típicos a partir de los datos proporcionados:

• Característica I-V (Corriente-Voltaje):El rango de voltaje directo (V_F) de 1.7V a 2.4V a 20mA es característico de la tecnología AlInGaP. V_Ftendrá un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo ligeramente a medida que aumenta la temperatura de unión.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente:La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación especificado. Conducir el LED por encima de 20mA aumentará el brillo, pero también la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que podría afectar la longevidad y la longitud de onda.
• Dependencia de la Temperatura:Como todos los LED, la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. El sistema de material AlInGaP es generalmente más estable térmicamente que algunas alternativas, pero la gestión térmica sigue siendo importante para mantener un brillo constante.
• Distribución Espectral:El ancho de banda espectral típico de 15 nm indica una salida de color relativamente pura y saturada para ambos chips, verde y amarillo, lo que es beneficioso para una diferenciación clara de colores.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Dispositivo y Asignación de Pines

El LED se ajusta a una huella de encapsulado estándar EIA. Las tolerancias dimensionales clave son de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario.

• Asignación de Pines:
  • Los pines 1 y 2 están asignados al chip AlInGaPAmarillo.
  • Los pines 3 y 4 están asignados al chip AlInGaPVerde.
• Lente:Transparente, lo que permite ver el color real del chip.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado para PCB

La hoja de datos incluye un diseño recomendado de almohadillas de soldadura para garantizar una alineación mecánica adecuada y la formación de la junta de soldadura durante el reflujo. Adherirse a este patrón es fundamental para lograr una conexión eléctrica confiable y una disipación de calor óptima desde el encapsulado del LED hacia la placa de circuito.

5.3 Identificación de Polaridad

Como diodo, cada chip dentro del encapsulado es sensible a la polaridad. Se debe consultar la tabla de asignación de pines para conectar correctamente el ánodo y el cátodo de cada color. Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine y aplicar un voltaje inverso superior a 5V puede dañar el dispositivo.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo (Sin Plomo)

• Temperatura de Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima del Cuerpo:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima de 260°C:Máximo 10 segundos.
• Número de Pasadas de Reflujo:Máximo dos veces.

Nota:Los perfiles de temperatura reales deben caracterizarse para el diseño específico de PCB, la pasta de soldadura y el horno utilizados.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Contacto:Máximo 3 segundos por junta.
• Número de Intentos de Soldadura:Una sola vez. El calor excesivo puede dañar el encapsulado plástico y el dado semiconductor.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, utilice únicamente los disolventes especificados para evitar dañar el material del encapsulado. Los métodos aceptables incluyen la inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Sensibilidad ESD:El dispositivo es sensible a las Descargas Electroestáticas. Utilice controles ESD apropiados.
• Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL):MSL 3. Una vez abierta la bolsa original con barrera de humedad, los componentes deben someterse a reflujo IR dentro de una semana en condiciones ambientales que no superen los 30°C/60% HR.
• Almacenamiento a Largo Plazo (Bolsa Abierta):Para almacenamiento más allá de una semana, almacene en un recipiente sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Los componentes almacenados fuera de la bolsa durante más de una semana requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura.

7. Embalaje y Pedido

El dispositivo se suministra en formato de cinta y carrete compatible con equipos de montaje automatizados.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándar de Embalaje:Conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481. Los huecos vacíos en la cinta se sellan con cinta de cubierta.

El número de pieza completoLTST-S225KGKSKT-NUdebe utilizarse para realizar el pedido, junto con cualquier requisito específico de código de bin para intensidad luminosa y longitud de onda dominante.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:La capacidad de doble color permite múltiples estados (por ejemplo, Verde=Encendido/Listo, Amarillo=En Espera/Advertencia, Ambos=Modo Especial).
• Retroiluminación de Teclado:El perfil de emisión lateral es ideal para iluminar por el borde paneles o membranas delgadas.
• Electrónica de Consumo:Luces de estado de energía, conectividad o función en teléfonos, routers, electrodomésticos.
• Indicadores de Panel Industrial:Estado del equipo, condiciones de falla.
• Iluminación Simbólica:Iluminación de iconos o símbolos pequeños en paneles de control.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie (o un controlador de corriente constante) para cada chip de color. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (V_cc), la corriente directa deseada (I_F, máx. 25mA DC) y el voltaje directo del LED (V_F). Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos para un diseño conservador. Fórmula: R = (V_cc- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar una buena vía térmica desde las almohadillas del LED hacia el cobre de la PCB ayuda a mantener una salida de luz estable y una fiabilidad a largo plazo, especialmente en altas temperaturas ambientales o cuando se conduce a corriente máxima.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una amplia visibilidad. Considere el uso de guías de luz o difusores si se necesita un patrón de haz específico o una apariencia suavizada.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED de doble color ofrece ventajas específicas en su clase:

• vs. Dos LED Discretos:Ahorra un espacio significativo en la PCB y reduce el número de componentes, simplificando el montaje y la lista de materiales (BOM).
• Tecnología AlInGaP:Proporciona una mayor eficiencia luminosa y una mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como el GaP estándar (Fosfuro de Galio) para colores verde/amarillo, lo que resulta en una salida más brillante y consistente.
• Encapsulado de Visión Lateral:La dirección de emisión principal es paralela a la PCB, lo que es óptimo para aplicaciones donde la luz debe dirigirse a través de una superficie (por ejemplo, iluminación de borde) en lugar de perpendicularmente alejándose de ella.
• Estañado:Ofrece una buena soldabilidad y es compatible con procesos de soldadura sin plomo.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Puedo conducir tanto el chip verde como el amarillo simultáneamente a 25mA cada uno?

R1: Sí, pero debe considerar la disipación de potencia total en el encapsulado. Con ambos chips a 25mA y un V_Ftípico de ~2.0V, cada uno disipa ~50mW, totalizando ~100mW. Esto excede el límite absoluto máximo de 60mW por chip. Para una operación continua simultánea, debe reducir la corriente para cada chip para mantener la disipación de potencia individual y combinada dentro de límites seguros.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

R2: La Longitud de Onda de Pico (λ_P) es la longitud de onda en el punto más alto de la curva de salida espectral del LED. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que parecería tener el mismo color para el ojo humano. λ_des más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

P3: ¿Cómo interpreto los códigos de bin al realizar un pedido?

R3: Necesita especificar dos códigos de bin por color: uno para Intensidad Luminosa (por ejemplo, P para Verde) y otro para Longitud de Onda Dominante (por ejemplo, D para Verde). Esto garantiza que reciba LED con brillo y color dentro de sus rangos deseados y estrechos. Consulte las listas de códigos de bin en la Sección 3 de este documento.

P4: ¿Se requiere un disipador de calor?

R4: Para la mayoría de las aplicaciones que operan a 20mA o menos por chip en condiciones ambientales típicas, el cobre de la PCB por sí mismo es suficiente para la disipación de calor. Para entornos de alta temperatura ambiente o funcionamiento continuo a los 25mA máximos, se recomienda mejorar el alivio térmico en la PCB (usando almohadillas de cobre más grandes o vías térmicas).

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de doble estado para un router de red. Verde indica "Internet Conectado", Amarillo indica "Transmitiendo Datos", y ambos apagados indica "Sin Conexión".

Implementación:

1. Diseño del Circuito:Utilice dos pines GPIO del microcontrolador del router. Cada pin conduce un chip de color a través de una resistencia limitadora de corriente separada. Calcule el valor de la resistencia para una alimentación de 3.3V, I_Fobjetivo =15mA (para mayor longevidad y menor calor), y usando V_Fmáx. =2.4V: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ohmios. Use el valor estándar más cercano (por ejemplo, 62 Ohmios).
2. Diseño de la PCB:Coloque el LED cerca del borde de la placa. Siga el patrón de almohadillas recomendado en la hoja de datos. Conecte las almohadillas del cátodo (probablemente pines 2 y 4) a los GPIO del microcontrolador a través de las resistencias, y conecte las almohadillas del ánodo (probablemente pines 1 y 3) al riel de 3.3V. Incluya una pequeña zona de cobre alrededor de las almohadillas para una ligera mejora térmica.
3. Software:Controle los GPIO para encender/apagar Verde/Amarillo/Ambos según sea necesario.
4. Óptica:Se puede utilizar una pequeña guía de luz transparente para dirigir la luz desde el LED de emisión lateral hacia una etiqueta en el panel frontal.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED utiliza material semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) crecido sobre un sustrato. 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). La proporción específica de aluminio, indio y galio en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida: verde (~573 nm) y amarillo (~591 nm) en este dispositivo.

El diseño de "visión lateral" se logra montando el chip LED en una superficie vertical dentro del encapsulado o utilizando un reflector/óptica para dirigir la salida de luz principal lateralmente. La lente transparente minimiza la absorción de luz, permitiendo percibir el color y brillo reales del chip.

13. Tendencias de la Industria

El mercado de los LED SMD continúa evolucionando hacia:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen más lúmenes por vatio, reduciendo el consumo de energía para un brillo dado.
• Miniaturización:Los encapsulados se están volviendo más pequeños mientras mantienen o aumentan la salida de luz, permitiendo una colocación de indicadores más densa y discreta.
• Mejor Consistencia de Color:Tolerancias de bineo más estrictas y procesos de fabricación avanzados aseguran menos variación en el color y el brillo entre LED individuales, lo cual es crítico para aplicaciones que utilizan múltiples unidades.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en los materiales del encapsulado (compuestos de moldeo, marcos de plomo) y los procesos de fabricación conducen a una mayor vida operativa y un mejor rendimiento en condiciones ambientales adversas (temperatura, humedad).
• Integración:La tendencia de combinar múltiples funciones (como este chip de doble color) o integrar electrónica de control (por ejemplo, CI controladores) dentro del encapsulado del LED continúa simplificando el diseño del producto final.

Este LED SMD de doble color representa un componente maduro y optimizado dentro de estas tendencias más amplias, ofreciendo una solución confiable para las necesidades del diseño electrónico moderno.