Hoja de Datos Técnica del LED SMD Bicolor LTST-C295KGKSKT - Dimensiones del Paquete - Verde/Amarillo - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial bicolor. El dispositivo integra dos chips semiconductores de AlInGaP distintos dentro de un único encapsulado ultrafino, permitiendo la emisión de luz verde y amarilla. Está diseñado para ser compatible con procesos de ensamblaje automatizado y técnicas modernas de soldadura sin plomo, lo que lo hace adecuado para fabricación en gran volumen.

Las ventajas principales de este componente incluyen su factor de forma compacto, su alta intensidad luminosa gracias a la avanzada tecnología AlInGaP, y su cumplimiento con las normativas medioambientales. Está dirigido a aplicaciones en electrónica de consumo, indicadores industriales, iluminación interior automotriz y señalización de propósito general donde se requiere una indicación bicolor fiable con una huella mínima.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones. Para ambos chips, verde y amarillo:

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):80 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede romper la unión semiconductora.
• Temperatura de Operación (T_opr):-30°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +85°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C e I_F=20mA, estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_V):El chip verde tiene un mínimo de 18.0 mcd y un máximo de 112.0 mcd. El chip amarillo tiene un mínimo de 28.0 mcd y un máximo de 180.0 mcd. Los valores típicos no se especifican, lo que indica que el rendimiento se define por el sistema de clasificación.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico). Este amplio ángulo de visión hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren visibilidad desde un amplio rango de perspectivas.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):574 nm (verde, típico) y 591 nm (amarillo, típico). Esta es la longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es mayor.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):571 nm (verde, típico) y 589 nm (amarillo, 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 de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico) para ambos colores, indicando una emisión de color relativamente pura.
• Voltaje Directo (V_F):2.0 V (típico), 2.4 V (máximo) a 20mA. Este bajo voltaje es compatible con fuentes de alimentación de nivel lógico comunes.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R=5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins). Este dispositivo utiliza un sistema de clasificación por intensidad luminosa.

3.1 Clasificación del Chip Verde

Lotes: M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd). Cada lote tiene una tolerancia de +/-15%.

3.2 Clasificación del Chip Amarillo

Lotes: N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd). Cada lote tiene una tolerancia de +/-15%.

Los diseñadores deben especificar los códigos de lote requeridos al realizar el pedido para garantizar los niveles de brillo deseados para su aplicación. No se indica una clasificación separada por longitud de onda/color, lo que sugiere un control estricto sobre la longitud de onda dominante durante la fabricación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque los datos gráficos específicos se mencionan pero no se detallan completamente en el texto proporcionado, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Muestra la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. La curva tendrá un voltaje característico de "rodilla" alrededor de 2.0V.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Una relación relativamente lineal hasta la corriente máxima nominal, después de lo cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, un factor crítico para la gestión térmica en el diseño.
• Distribución Espectral:Gráficos que muestran la potencia óptica relativa frente a la longitud de onda, con un pico en la λ_Pespecificada y un ancho definido por Δλ.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo presenta un paquete SMD estándar de la industria. Las notas mecánicas clave incluyen:

• El paquete es extra delgado con una altura de 0.55 mm.
• Todas las dimensiones utilizan milímetros como unidad principal, con una tolerancia general de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario.
• La asignación de pines es: LED verde en los pines 1 y 3, LED amarillo en los pines 2 y 4. Esta configuración de cátodo común o ánodo común (no se indica explícitamente pero es típica para LEDs duales) permite el control independiente de cada color.
• La lente es transparente al agua, permitiendo ver el color real del chip.
• Se proporcionan planos detallados de dimensiones del paquete, dimensiones de la cinta y especificaciones del carrete (diámetro de 7 pulgadas, 4000 piezas por carrete) para el diseño del patrón de soldadura en PCB y el manejo automatizado.

6. Guía de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo por infrarrojos sugerido para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150-200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:10 segundos máximo (recomendado para un máximo de dos ciclos de reflujo).
• El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar un montaje fiable sin dañar el paquete del LED o las conexiones internas.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesario, se permite la soldadura manual con cautín con límites:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por unión, una sola vez.

6.3 Almacenamiento y Manejo

• Precauciones ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas. Utilice pulseras antiestáticas, equipos conectados a tierra y embalaje antiestático.
• Sensibilidad a la Humedad:Cuando está sellado en la bolsa original a prueba de humedad con desecante, la vida útil es de un año a ≤30°C/90%HR. Una vez abierta, los LEDs deben usarse dentro de una semana o someterse a un secado (60°C durante 20+ horas) antes del reflujo si se almacenan por más tiempo.
• Limpieza:Use solo disolventes especificados como alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi.

7. Embalaje y Pedido

El dispositivo se suministra en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para compatibilidad con máquinas automáticas pick-and-place. La cantidad mínima de pedido para restos es de 500 piezas. Las especificaciones de la cinta y el carrete siguen los estándares ANSI/EIA 481.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:La capacidad bicolor permite mostrar múltiples estados (ej., verde=OK, amarillo=Advertencia) en la huella de un solo componente.
• Retroiluminación:Para pantallas LCD pequeñas o teclados que requieren retroalimentación de color personalizable.
• Electrónica de Consumo:Botones de encendido, luces de estado de carga, iluminación decorativa en dispositivos compactos.
• Interior Automotriz:Iluminación de tableros y paneles de control donde el espacio es limitado.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa a 30mA DC o menos por chip.
• Gestión Térmica:Asegure un área de cobre en el PCB o vías térmicas adecuadas para disipar el calor, especialmente si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales, para mantener la salida luminosa y la longevidad.
• Patrón de Soldadura en PCB:Siga las dimensiones recomendadas de las almohadillas de soldadura para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados puede requerir guías de luz o difusores si se desea un haz más enfocado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LEDs monocromáticos más antiguos o aquellos que utilizan diferentes materiales semiconductores (como el GaP tradicional), este LED bicolor basado en AlInGaP ofrece:

• Mayor Eficiencia:La tecnología AlInGaP proporciona una mayor intensidad luminosa por unidad de corriente (mcd/mA) para colores ámbar/amarillo/verde en comparación con tecnologías más antiguas.
• Ahorro de Espacio:Integrar dos colores en un paquete delgado de 0.55mm reduce el área del PCB y el número de componentes en comparación con el uso de dos LEDs discretos.
• Compatibilidad de Proceso:Compatibilidad total con la soldadura por reflujo infrarrojo y la colocación automatizada agiliza las líneas de ensamblaje SMT modernas.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar tanto el LED verde como el amarillo a 30mA simultáneamente?

R: La disipación de potencia máxima absoluta es de 75mW por chip. Con un Vf típico de 2.0V y 30mA, cada chip disipa 60mW (P=I*V). Alimentar ambos simultáneamente disiparía 120mW en total, lo que excede la clasificación por chip y requiere un análisis térmico cuidadoso. Es más seguro operar por debajo de los máximos absolutos, quizás a 20mA como se usa en las condiciones de prueba.

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 (λ_P) es la medición física del punto más alto en el espectro de emisión del LED. La longitud de onda dominante (λ_d) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que representa el "color" que vemos. Para una fuente monocromática como este LED, están muy cerca.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote al diseñar?

R: Seleccione el lote que garantice su brillo mínimo requerido. Por ejemplo, si su diseño necesita al menos 50 mcd del LED amarillo, debe especificar el lote Q (71.0-112.0 mcd) o superior, ya que el lote P solo garantiza hasta 71.0 mcd.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Indicador de Estado de Sistema de Dos Estados

En un dispositivo médico portátil, se utiliza un solo LED para indicar el estado de la batería y del sistema. El microcontrolador controla los pines de forma independiente.

- Circuito:Dos pines GPIO, cada uno conectado a través de una resistencia limitadora de corriente de 100Ω (calculada para ~20mA desde una fuente de 3.3V: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A ≈ 65Ω; 100Ω proporciona un margen de seguridad) al ánodo del respectivo color del LED. Los cátodos están conectados a tierra.

- Lógica:Verde = Sistema Encendido/Normal. Amarillo = Batería Cargando/Advertencia de Baja. Ambos apagados = Sistema Apagado. Esta implementación ahorra espacio, simplifica la interfaz de usuario y se ensambla utilizando procesos de reflujo SMT estándar siguiendo el perfil proporcionado.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía del bandgap, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—verde a ~571nm y amarillo a ~589nm en este dispositivo. Los dos chips están alojados en un único paquete de epoxi con una lente transparente que minimiza la absorción de luz y proporciona protección ambiental.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de los LEDs continúa centrándose en varias áreas clave relevantes para este componente: aumento de la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), mejora de la consistencia y saturación del color, mayor miniaturización de los paquetes y mayor fiabilidad en condiciones de mayor temperatura y humedad. El uso de materiales semiconductores avanzados como el AlInGaP para el espectro ámbar-verde representa una tecnología madura pero optimizada, ofreciendo un fuerte equilibrio entre rendimiento, coste y fiabilidad para aplicaciones de indicación. Las tendencias futuras pueden implicar la integración de la electrónica de control dentro del paquete o incluso una mayor capacidad de sintonización del espectro.