Hoja de Datos del LED SMD LTST-S326KSTGKT-5A - Doble Color (Amarillo/Verde) - 5mA - Ángulo de Visión de 130° - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-S326KSTGKT-5A es un LED de doble color compacto y de montaje superficial, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren iluminación indicadora fiable con una huella mínima. Este dispositivo integra dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: un chip de AlInGaP para la emisión amarilla y un chip de InGaN para la emisión verde. Esta configuración permite una indicación de dos colores desde un solo componente, ahorrando un valioso espacio en la PCB. El LED está alojado en un encapsulado estándar compatible con EIA con una lente transparente, lo que garantiza una alta salida de luz y un amplio ángulo de visión. Está específicamente diseñado para ser compatible con sistemas de montaje automático pick-and-place y con procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo que lo hace adecuado para entornos de fabricación de alto volumen.

Las ventajas principales de este LED incluyen su cumplimiento con las directivas RoHS, el uso de tecnología de chip ultrabrillante para una alta intensidad luminosa, y su diseño robusto para líneas de montaje automatizadas. Sus mercados objetivo principales abarcan equipos de telecomunicaciones, dispositivos de automatización de oficinas, electrodomésticos, paneles de control industrial y diversos productos electrónicos de consumo donde se requiere indicación de estado o retroiluminación.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia:Amarillo: 62.5 mW, Verde: 76 mW
• Corriente Directa de Pico (Ciclo de Trabajo 1/10, Pulso de 0.1ms):Amarillo: 60 mA, Verde: 100 mA
• Corriente Directa Continua en DC (I_F):Amarillo: 25 mA, Verde: 20 mA
• Rango de Temperatura de Operación (T_a):-20°C a +80°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C
• Condición de Soldadura Infrarroja:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas (a T_a=25°C, I_F=5mA)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Amarillo: Mínimo 7.1 mcd, Típico -, Máximo 71.0 mcd
  • Verde: Mínimo 28.0 mcd, Típico -, Máximo 280.0 mcd
  • Medido utilizando un sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico para ambos colores). Este es el ángulo total en el que la intensidad es la mitad del valor en el eje.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):Amarillo: 591 nm (típ.), Verde: 530 nm (típ.).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Amarillo: Mín. 582.0 nm, Máx. 596.0 nm
  • Verde: Mín. 520.0 nm, Máx. 540.0 nm
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Amarillo: 15 nm (típ.), Verde: 35 nm (típ.).
• Voltaje Directo (V_F):
  • Amarillo: Típico 2.0 V, Máximo 2.3 V
  • Verde: Típico 2.8 V, Máximo 3.2 V
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA para ambos colores a V_R=5V. Nota: El dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto se clasifica en bins según la intensidad luminosa para garantizar la consistencia de color y brillo dentro de una aplicación. La tolerancia para cada bin es de +/-15%.

3.1 Bins de Intensidad Luminosa

Para el Color Amarillo (I_F=5mA):

• Bin K: 7.1 – 11.2 mcd
• Bin L: 11.2 – 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 – 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd

Para el Color Verde (I_F=5mA):

• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 – 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 – 180.0 mcd
• Bin S: 180.0 – 280.0 mcd

El número de parte LTST-S326KSTGKT-5A indica selecciones de bins específicas para los chips amarillo (K) y verde (S). Los diseñadores deben especificar los bins requeridos para su aplicación para garantizar uniformidad visual, especialmente cuando se utilizan múltiples LEDs adyacentes entre sí.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas típicas, sus características pueden inferirse a partir de los datos proporcionados:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):Las especificaciones de voltaje directo (V_F) sugieren una relación exponencial característica. El chip amarillo, con un V_Ftípico más bajo (2.0V), tendrá una forma de curva ligeramente diferente en comparación con el chip verde (V_Ftípico 2.8V). La limitación de corriente adecuada es esencial, ya que el V_Ftiene un coeficiente de temperatura negativo.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente:La intensidad (I_V) es aproximadamente proporcional a la corriente directa (I_F) dentro del rango de operación nominal. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos.
• Características de Temperatura:La salida luminosa tanto para los LEDs de AlInGaP (amarillo) como de InGaN (verde) típicamente disminuye con el aumento de la temperatura de unión. El rango de temperatura de operación de -20°C a +80°C define las condiciones ambientales bajo las cuales se garantiza el rendimiento especificado.
• Distribución Espectral:Las longitudes de onda de pico y dominante, junto con el ancho de banda espectral (Δλ), definen la pureza del color. El Δλ más amplio del chip verde (35 nm) en comparación con el chip amarillo (15 nm) es típico para los LEDs verdes basados en InGaN.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA para montaje superficial. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. El encapsulado presenta un diseño de perfil bajo adecuado para aplicaciones con espacio limitado.

5.2 Asignación de Pines y Polaridad

El dispositivo tiene dos ánodos (uno para cada chip) y un cátodo común. La asignación de pines es la siguiente:

• Cátodo 1 (C1):Conectado al chip verde de InGaN.
• Cátodo 2 (C2):Conectado al chip amarillo de AlInGaP.

Debe observarse la polaridad correcta durante el diseño de la PCB y el montaje. Se proporciona el diseño recomendado de las almohadillas de conexión en la PCB para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo (Proceso Libre de Plomo)

El dispositivo es compatible con la soldadura por reflujo infrarrojo. Un perfil sugerido compatible con los estándares JEDEC es:

• 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 Ciclos de Reflujo:Máximo dos veces.

Nota: El perfil real debe caracterizarse para el diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno utilizados.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por almohadilla
• Número de Ciclos:Una sola vez.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones contra ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Utilice pulseras antiestáticas, tapetes antiestáticos y equipo correctamente conectado a tierra durante la manipulación.
• Sensibilidad a la Humedad:Como dispositivo de montaje superficial, es sensible a la humedad.
  • Bolsa Sellada:Almacene a ≤30°C y ≤60% HR. Utilice dentro de un año después de abrir la bolsa.
  • Después de Abrir la Bolsa:Para componentes fuera de la bolsa original por más de una semana, se recomienda un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes del reflujo para prevenir el "efecto palomita".
• Limpieza:Utilice solo solventes aprobados a base de alcohol como alcohol isopropílico (IPA) o alcohol etílico. La inmersión debe ser de menos de un minuto a temperatura ambiente. Evite productos químicos no especificados.

7. Embalaje e Información de Pedido

El embalaje estándar para montaje automatizado es:

• Cinta:Cinta portadora gofrada 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 embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. Los espacios vacíos se sellan con cinta de cubierta, y se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, espera, modo, carga de batería o actividad de red en routers, módems, estaciones base y equipos de telecomunicaciones.
• Retroiluminación de Teclado:Proporcionando retroalimentación de doble color (por ejemplo, verde para activo, amarillo para advertencia) en paneles industriales, dispositivos médicos o electrónica de consumo.
• Indicadores de Panel:En paneles de control para electrodomésticos (hornos, lavadoras) y equipos de automatización de oficinas (impresoras, escáneres).
• Luminarias Simbólicas:Iluminación de señalética pequeña o iconos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie para cada canal de color. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (V_CC), la corriente directa deseada (I_F) y el voltaje directo del LED (V_F). Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos para un diseño robusto: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre adecuada en la PCB o vías térmicas si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente máxima para mantener el rendimiento y la longevidad.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una amplia visibilidad. Para luz dirigida, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz.
• Circuito de Conducción:El LED es compatible con niveles lógicos y puede ser accionado directamente desde pines GPIO de microcontroladores (con una resistencia limitadora de corriente) o a través de interruptores de transistor/MOSFET para un control de corriente más alto.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-S326KSTGKT-5A ofrece ventajas específicas en su categoría:

• Doble Color en un Solo Encapsulado:Elimina la necesidad de dos LEDs SMD separados, ahorrando espacio en la PCB, reduciendo el tiempo/costo de colocación y simplificando la lista de materiales (BOM).
• Alto Brillo:El uso de chips ultrabrillantes de AlInGaP e InGaN proporciona una alta intensidad luminosa, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren buena visibilidad incluso en condiciones de mucha luz.
• Encapsulado Estandarizado:La huella estándar EIA garantiza la compatibilidad con una amplia gama de diseños de PCB existentes, boquillas pick-and-place y sistemas de alimentación.
• Compatibilidad Robusta de Proceso:Diseñado explícitamente para reflujo IR y montaje automatizado, garantizando un alto rendimiento y fiabilidad en la producción en masa.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Puedo accionar tanto el LED amarillo como el verde simultáneamente a su corriente DC máxima?

R1: No. Los límites absolutos máximos especifican corrientes directas DC individuales (Amarillo: 25mA, Verde: 20mA). Accionar ambos simultáneamente a estos niveles probablemente excedería la clasificación de disipación de potencia total del encapsulado. Para operación simultánea, reduzca las corrientes en consecuencia según consideraciones térmicas.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico (λ_P) y la longitud de onda dominante (λ_d)?

R2: La longitud de onda de pico es la única longitud de onda en la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante es la única longitud de onda de luz monocromática que coincidiría con el color percibido del LED cuando se combina con una referencia blanca especificada. λ_destá más relacionada con la percepción humana del color.

P3: ¿Por qué se especifica la condición de prueba de corriente inversa (I_R) si el dispositivo no es para operación inversa?

R3: La prueba de I_Res una prueba estándar de calidad y fiabilidad para verificar la integridad de la unión y las fugas. Verifica que el chip LED y el encapsulado no tengan defectos significativos. No se recomienda aplicar voltaje inverso en un circuito real, ya que puede dañar el dispositivo.

P4: ¿Qué tan crítica es la línea de tiempo de 1 semana después de abrir la bolsa barrera de humedad?

R4: Es una guía conservadora para prevenir daños inducidos por la humedad durante la soldadura por reflujo ("efecto palomita"). Si se excede el tiempo de exposición, hornear los componentes como se especifica (60°C durante 20+ horas) elimina eficazmente la humedad absorbida y los restaura a una condición soldable.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de doble estado para un router inalámbrico. El verde indica una conexión a Internet estable y el amarillo indica un intento de conexión o señal degradada.

Implementación:

1. El LED se coloca en la PCB del panel frontal. El cátodo común se conecta a tierra.
2. El ánodo verde (C1) se conecta a un pin GPIO de un microcontrolador (por ejemplo, 3.3V) a través de una resistencia limitadora de corriente. R_verde = (3.3V - 3.2V_max) / 0.005A = 20Ω (use el valor estándar de 22Ω).
3. El ánodo amarillo (C2) se conecta a un pin GPIO diferente a través de otra resistencia. R_amarillo = (3.3V - 2.3V_max) / 0.005A = 200Ω (use el valor estándar de 220Ω).
4. El firmware del microcontrolador controla los pines: activa el pin verde en alto para un enlace estable, activa el pin amarillo en alto para búsqueda/degradado, y pone ambos en bajo para apagar.
5. El amplio ángulo de visión de 130° garantiza que el indicador sea visible desde varios ángulos en una habitación típica.

Este diseño utiliza un solo componente para proporcionar dos estados visuales claros, simplificando el montaje y ahorrando espacio en comparación con el uso de dos LEDs separados.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-S326KSTGKT-5A se basa en la emisión de luz semiconductora de estado sólido. Contiene dos materiales semiconductores diferentes dentro de su encapsulado:

• Emisión Amarilla (AlInGaP):La luz amarilla es producida por un chip de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía del bandgap, que corresponde a la longitud de onda amarilla (~590 nm).
• Emisión Verde (InGaN):La luz verde es producida por un chip de Nitruro de Indio y Galio (InGaN). El principio de operación es el mismo (electroluminiscencia), pero el sistema de material InGaN tiene una mayor capacidad de ajuste del bandgap. Al ajustar el contenido de indio, la longitud de onda de emisión puede variar a través del espectro azul, verde y cian. Lograr un verde de alta eficiencia con InGaN es más desafiante que el azul, lo que se refleja en el ancho espectral más amplio.

La lente de epoxi transparente encapsula los chips, proporcionando protección mecánica, dando forma al haz de salida de luz y ofreciendo sellado ambiental.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

El mercado de LEDs SMD como el LTST-S326KSTGKT-5A continúa evolucionando impulsado por varias tendencias clave:

• Mayor Miniaturización:Persiste la demanda de tamaños de encapsulado aún más pequeños (por ejemplo, 0402, 0201 métricos) para permitir electrónica más densa y nuevos factores de forma como dispositivos portátiles.
• Mayor Eficiencia y Luminancia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen LEDs con mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), permitiendo un menor consumo de energía o indicadores más brillantes con la misma corriente.
• Consistencia de Color y Binning Avanzado:Tolerancias de binning más estrictas para longitud de onda (color) e intensidad se están convirtiendo en estándar, especialmente para aplicaciones donde múltiples LEDs deben coincidir perfectamente, como en pantallas a todo color o matrices de indicadores.
• Integración y Funciones Inteligentes:La tendencia se extiende más allá de los simples LEDs discretos hacia soluciones integradas, como LEDs con resistencias limitadoras de corriente incorporadas, ICs controladores o incluso microcontroladores para LEDs RGB direccionables (por ejemplo, WS2812).
• Fiabilidad y Adecuación para Entornos Hostiles:El desarrollo se centra en mejorar el rendimiento y la longevidad bajo mayor temperatura, humedad y exposición química, ampliando las aplicaciones hacia entornos automotrices, industriales y al aire libre.

Dispositivos como el LTST-S326KSTGKT-5A representan una solución madura, fiable y rentable para aplicaciones indicadoras estándar, mientras que las tecnologías más nuevas empujan los límites para usos especializados y de alto rendimiento.