Hoja de Datos Técnicos del LED SMD Bicolor LTST-C295TGKRKT - Altura 0.55mm - Verde 3.8V / Rojo 2.4V - 76mW / 75mW

1. Descripción General del Producto

El LTST-C295TGKRKT es un LED de montaje superficial (SMD) bicolor, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren indicadores de tamaño compacto y alto brillo. Este componente integra dos chips semiconductores distintos en un único encapsulado ultra delgado: un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para la emisión verde y un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para la emisión roja. Su objetivo principal de diseño es proporcionar una solución confiable y que ahorre espacio para indicación de estado, retroiluminación e iluminación de paneles donde la diferenciación de color es esencial.

Las ventajas principales de este LED incluyen su perfil excepcionalmente bajo de 0.55mm, lo que facilita su uso en electrónica de consumo delgada y dispositivos portátiles. Cumple con las directivas ROHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente. El encapsulado está estandarizado según las normas EIA (Alianza de Industrias Electrónicas), garantizando la compatibilidad con equipos de montaje automático pick-and-place y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, lo que agiliza la fabricación en grandes volúmenes.

El mercado objetivo abarca una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros, dispositivos de automatización de oficinas, hardware de comunicaciones, electrodomésticos y diversos productos de electrónica de consumo donde se requiere indicación de estado bicolor (por ejemplo, encendido/espera, estado de carga, actividad de red) en un espacio mínimo.

2. Análisis en Profundidad 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 garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites. Para el chip verde, la corriente continua directa máxima es de 20mA, con una corriente directa de pico de 100mA permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). El chip rojo permite una corriente continua ligeramente mayor de 30mA pero una corriente de pico más baja de 80mA. La disipación de potencia máxima es de 76mW para el chip verde y 75mW para el chip rojo, crítico para la gestión térmica en PCBs densamente pobladas. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de funcionamiento de -20°C a +80°C y puede soportar temperaturas de almacenamiento de -30°C a +100°C. También está calificado para soldadura por reflujo sin plomo infrarroja con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente estándar de 25°C y una corriente directa (I_F) de 20mA, que es el punto de operación típico.

Intensidad Luminosa (I_V):Esta es la medida de la potencia de luz percibida emitida por el LED. Para el chip verde, la intensidad mínima es de 112 milicandelas (mcd), con un rango típico que se extiende hasta un máximo de 450 mcd. El chip rojo tiene un mínimo de 45 mcd y un máximo de 180 mcd. El amplio rango indica que el dispositivo está disponible en diferentes grados de brillo.

Ángulo de Visión (2θ_1/2):Ambos colores presentan un ángulo de visión muy amplio de 130 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje central, lo que hace que el LED sea adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde ángulos fuera del eje es importante.

Características de Longitud de Onda:La longitud de onda de emisión máxima típica (λ_P) del chip verde es de 530nm, con un rango de longitud de onda dominante (λ_d) de 520.0nm a 535.0nm. El pico típico del chip rojo está en 639nm, con un rango de longitud de onda dominante de 624.0nm a 638.0nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de aproximadamente 35nm para el verde y 20nm para el rojo, describiendo la pureza espectral de la luz emitida.

Tensión Directa (V_F):Esta es la caída de tensión a través del LED cuando opera a la corriente especificada. La V_F del chip verde varía de 2.8V (mín.) a 3.8V (máx.). El chip rojo tiene una V_F más baja, que va de 1.8V a 2.4V. Esta diferencia es crucial para el diseño del circuito, especialmente cuando se alimentan ambos colores desde una fuente de tensión común, ya que puede requerir resistencias limitadoras de corriente de valores diferentes.

Corriente Inversa (I_R):La corriente de fuga inversa máxima es de 10µA para ambos chips cuando se aplica una tensión inversa (V_R) de 5V. Se señala explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en grados de rendimiento. El LTST-C295TGKRKT utiliza un sistema de clasificación para la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Para el chipverde, los grados se designan R, S y T, cubriendo rangos de intensidad de 112.0-180.0 mcd, 180.0-280.0 mcd y 280.0-450.0 mcd, respectivamente. Para el chiprojo, los grados P, Q y R cubren 45.0-71.0 mcd, 71.0-112.0 mcd y 112.0-180.0 mcd. Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada grado de intensidad.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Aplicable al chip verde, los grados de longitud de onda AP, AQ y AR corresponden a rangos de longitud de onda dominante de 520.0-525.0nm, 525.0-530.0nm y 530.0-535.0nm. La tolerancia para cada grado de longitud de onda es un ajustado +/-1nm, lo que garantiza una consistencia de color precisa dentro de un grado seleccionado.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (páginas 6-7), sus implicaciones son estándar. Lacurva I-V (Corriente-Tensión)mostraría la relación exponencial típica de los diodos, siendo el codo de tensión directa más alto para el chip verde (InGaN) que para el chip rojo (AlInGaP). Lacurva de intensidad luminosa relativa vs. corriente directademostraría que la salida de luz aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente hasta cierto punto, después del cual la eficiencia disminuye debido al calentamiento. Lacurva de intensidad luminosa relativa vs. temperatura ambientees crítica; para la mayoría de los LED, la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Los diseñadores deben tener en cuenta esta degradación térmica, especialmente cuando se opera cerca de los valores máximos o en altas temperaturas ambientales. Lascurvas de distribución espectralmostrarían las bandas de emisión estrechas centradas alrededor de las longitudes de onda máximas, siendo la banda verde más ancha que la roja.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Polaridad

El LED viene en un encapsulado SMD estándar. La característica mecánica clave es su altura de 0.55mm. La asignación de pines está claramente definida: los pines 1 y 3 son para el ánodo/cátodo verde, y los pines 2 y 4 son para el ánodo/cátodo rojo. El patrón de huella exacto y el dibujo dimensional se proporcionan en la hoja de datos, lo cual es esencial para el diseño del patrón de soldadura en el PCB. La lente es transparente al agua, lo que permite ver el color real del chip.

5.2 Diseño Recomendado de la Almohadilla de Soldadura

Se incluye un diseño sugerido de almohadilla de soldadura para garantizar una soldadura confiable y una estabilidad mecánica adecuada. Adherirse a estas recomendaciones ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta por un extremo) durante el reflujo y asegura una buena formación del filete de soldadura para uniones fuertes.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo, que es el estándar para el montaje SMD. Se proporciona un perfil de reflujo sugerido para soldadura sin plomo, conforme a los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen una etapa de precalentamiento (típicamente 150-200°C hasta 120 segundos), una rampa controlada hasta una temperatura máxima que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima del líquido (TAL) donde la temperatura máxima se mantiene durante un máximo de 10 segundos. El perfil tiene como objetivo minimizar el choque térmico mientras asegura la formación completa de la unión de soldadura.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

Sensibilidad a la ESD (Descarga Electroestática):Los LED son susceptibles a daños por electricidad estática. Se recomienda encarecidamente manipularlos en un entorno protegido contra ESD utilizando pulseras antiestáticas y equipos conectados a tierra.

Sensibilidad a la Humedad:Aunque el dispositivo se envía en una bolsa a prueba de humedad con desecante, una vez abierta la bolsa, los componentes deben usarse dentro de una semana si se almacenan en condiciones ambientales (<30°C, <60% HR). Para un almacenamiento más prolongado después de abrir, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Los componentes almacenados fuera del embalaje original por más de una semana requieren un proceso de horneado (aproximadamente 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.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado plástico o la lente.

7. Información de Embalaje y Pedido

El LTST-C295TGKRKT se suministra en embalaje estándar de la industria para montaje automático. Los componentes se colocan en una cinta portadora con relieve de 8mm de ancho, que luego se enrolla en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete completo contiene 4000 piezas. Para cantidades más pequeñas, está disponible un embalaje mínimo de 500 piezas. Las especificaciones de la cinta y el carrete cumplen con ANSI/EIA-481. La cinta de cubierta superior sella los bolsillos de los componentes, y el carrete incluye indicadores de orientación para una carga correcta en la máquina.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada chip de color (verde y rojo) debe ser accionado de forma independiente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria para cada LED para establecer la corriente directa deseada (típicamente 20mA). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Debido a las diferentes tensiones directas de los chips verde y rojo, usar una tensión de alimentación común resultará en valores de resistencia diferentes para cada color para lograr la misma corriente. Por ejemplo, con una alimentación de 5V: R_verde= (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω; R_rojo= (5V - 2.1V) / 0.02A = 145Ω (usando valores típicos de V_F).

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño térmico adecuado en el PCB sigue siendo importante para la longevidad y el rendimiento estable. Asegúrese de un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas de soldadura para que actúe como disipador de calor, especialmente si se opera a altas temperaturas ambientales o cerca de las corrientes máximas nominales. Evite colocar componentes generadores de calor directamente adyacentes al LED.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad. Para una luz más dirigida, se pueden usar lentes externas o guías de luz. La lente transparente al agua proporciona el color más puro del chip, pero se pueden aplicar lentes difusas o recubrimientos externamente si se desea una apariencia más suave y uniforme.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador principal del LTST-C295TGKRKT es su capacidad bicolor en un encapsulado ultra delgado de 0.55mm. En comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados, ahorra espacio en el PCB y simplifica el montaje. El uso de InGaN para el verde ofrece mayor eficiencia y brillo en comparación con tecnologías más antiguas como GaP. El chip rojo AlInGaP proporciona alta eficiencia y excelente pureza de color. Su compatibilidad con procesos de reflujo estándar y embalaje en cinta y carrete lo convierte en una opción rentable para la fabricación en grandes volúmenes en comparación con soluciones más exóticas o montadas manualmente.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar los LED verde y rojo simultáneamente?

R: Sí, pero deben ser accionados por circuitos separados (es decir, rutas de corriente independientes con sus propias resistencias limitadoras). No se recomienda accionarlos en paralelo desde una sola resistencia debido a sus diferentes características de tensión directa, lo que causaría una distribución desigual de la corriente.

P: ¿Qué significan los códigos de grado (R, S, T, AP, AQ, etc.) en el número de pieza o pedido?

R: Estos códigos especifican el grado de rendimiento del LED en términos de intensidad luminosa y longitud de onda dominante. Para una apariencia consistente en un producto, es crucial especificar y usar LED del mismo grado. Consulte al proveedor para conocer los grados disponibles.

P: ¿Se requiere un disipador de calor para este LED?

R: Generalmente no, debido a su baja disipación de potencia (≤76mW). Sin embargo, se recomiendan buenas prácticas de diseño térmico en el PCB, como el uso de almohadillas de alivio térmico conectadas a un plano de tierra, para una vida útil óptima, especialmente en entornos de alta temperatura.

P: ¿Puedo usar este LED para indicación de tensión inversa?

R: No. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa. Aplicar una tensión inversa superior a 5V puede causar daños. Para protección contra polaridad inversa, se debe usar un diodo externo en el circuito.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Caso de Estudio 1: Indicador de Estado en Dispositivo Portátil:En un teléfono inteligente o tableta, este LED podría usarse cerca de un puerto USB. El chip verde podría indicar "carga completa", mientras que el chip rojo podría indicar "cargando en curso". El perfil ultra delgado le permite encajar dentro de las restricciones mecánicas ajustadas de los dispositivos modernos.

Caso de Estudio 2: Panel de Control Industrial:En el panel de un operador de máquina, el LED bicolor puede proporcionar información de estado clara. Por ejemplo, verde para "sistema listo", rojo para "fallo o alerta". El amplio ángulo de visión asegura que el estado sea visible desde varias posiciones en el piso de la fábrica.

Caso de Estudio 3: Iluminación Interior Automotriz:Aunque no es para iluminación primaria, podría usarse para retroiluminación sutil de botones o iluminación de acento, cambiando el color según el modo (por ejemplo, modo normal vs. modo nocturno). El encapsulado robusto y el perfil de soldadura calificado lo hacen adecuado para módulos electrónicos automotrices, aunque puede requerirse una calificación específica de grado automotriz.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El funcionamiento de un LED se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Elsistema de material InGaNtiene una banda prohibida más amplia, lo que permite la emisión de luz verde, azul y blanca. Elsistema de material AlInGaPes particularmente eficiente para producir luz roja, naranja y amarilla. Al alojar dos de estos chips en un solo encapsulado, se crea una fuente bicolor compacta.

13. Tendencias y Desarrollo de la Industria

La tendencia en los LED SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio), tamaños de encapsulado más pequeños y una mayor integración. Los LED bicolor y RGB (rojo-verde-azul) son cada vez más comunes, ya que permiten mezcla de colores dinámica e interfaces de usuario más sofisticadas. También hay un fuerte impulso hacia una mayor fiabilidad y rendimiento en condiciones de temperatura más altas, atendiendo a los mercados automotriz e industrial. Además, el impulso hacia la miniaturización, como se ve en este encapsulado de 0.55mm de altura, respalda el desarrollo de productos de electrónica de consumo cada vez más delgados. Los materiales semiconductores subyacentes, particularmente para el verde y el azul, están siendo objeto de investigación continua para mejorar su eficiencia, un desafío históricamente conocido como la "brecha verde".