Hoja de Datos Técnicos del LED SMD Bicolor LTST-C155TGKFKT - Altura 1.10mm - Verde 3.3V/Naranja 2.0V - 76mW/75mW

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-C155TGKFKT, un LED de montaje superficial (SMD) bicolor. 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 naranja. Está diseñado para procesos de ensamblaje electrónico modernos y aplicaciones que requieren indicación bicolor compacta.

Las ventajas principales de este LED incluyen su perfil excepcionalmente bajo de 1.10mm, crucial para diseños con limitaciones de espacio en electrónica de consumo, interiores automotrices y dispositivos portátiles. Es un producto ecológico conforme a las directivas ROHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). El encapsulado se suministra en cinta de 8mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad utilizados en fabricación en volumen. Su diseño también es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), alineándose con los estándares de ensamblaje sin plomo (Pb-free).

El mercado objetivo abarca una amplia gama de equipos electrónicos donde se necesita una indicación dual fiable. Esto incluye equipos de automatización de oficinas, dispositivos de comunicación, electrodomésticos, paneles de control industrial e indicadores del salpicadero automotriz. Los pines de ánodo/cátodo separados para cada color permiten un control independiente, posibilitando señalización de estado, indicación de potencia o retroalimentación de interfaz de usuario multiestado.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daño permanente. Los límites se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW para el chip Verde, 75 mW para el chip Naranja. Este parámetro define la pérdida de potencia máxima permitida como calor. Excederlo puede llevar a una temperatura de unión excesiva y a una degradación acelerada.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA para Verde, 80 mA para Naranja. Esta es la corriente pulsada máxima permitida bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1ms. Es significativamente mayor que la clasificación DC continua, útil para pulsos breves de alta luminosidad.
• Corriente Directa DC (I_F):20 mA para Verde, 30 mA para Naranja. Esta es la corriente de operación continua recomendada para luminosidad estándar y fiabilidad a largo plazo.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V para ambos colores. El dispositivo ofrece protección limitada contra polarización inversa. No está diseñado para operación en CA o condiciones de polarización inversa en el diseño del circuito.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. El LED puede funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Soporta una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, que es una condición estándar para perfiles de reflujo sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Esta es el brillo percibido. Para Verde, varía desde un mínimo de 71.0 mcd hasta un máximo de 280.0 mcd. Para Naranja, varía desde 45.0 mcd hasta 180.0 mcd. La intensidad real para una unidad específica está determinada por su código de bin (ver Sección 3). La medición sigue la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2\u03b8_1/2):Típicamente 130 grados para ambos colores. Este amplio ángulo de visión, definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje, hace que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren visibilidad desde un amplio rango de perspectivas.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (\u03bb_P):Típicamente 525 nm para Verde (InGaN) y 611 nm para Naranja (AlInGaP). Esta es la longitud de onda en el punto más alto del espectro emitido.
• Longitud de Onda Dominante (\u03bb_d):Típicamente 525 nm para Verde y 605 nm para Naranja. Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido de la luz.
• Ancho Medio Espectral (\u0394\u03bb):Típicamente 35.0 nm para Verde y 17.0 nm para Naranja. El chip Naranja de AlInGaP tiene un ancho de banda espectral más estrecho, resultando en un color más saturado y puro en comparación con el espectro Verde más amplio.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 3.3 V (máx. 3.5 V) para Verde a 20mA. Típicamente 2.0 V (máx. 2.4 V) para Naranja a 20mA. El menor V_Fdel chip Naranja significa que consume menos potencia para la misma corriente de excitación. Estos valores son críticos para diseñar resistencias limitadoras de corriente en el circuito de excitación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 \u00b5A para Verde y 20 \u00b5A para Naranja cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. Esta prueba es solo para caracterización; el dispositivo no está destinado a operación inversa.

3. Explicación del Sistema de Binning

Los LEDs se clasifican (binning) en función de su intensidad luminosa medida para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. El código de bin es una parte crítica de la información de pedido para aplicaciones que requieren niveles de brillo específicos.

3.1 Bins de Intensidad del Chip Verde

• Código de Bin Q:Mínimo 71.0 mcd, Máximo 112.0 mcd.
• Código de Bin R:Mínimo 112.0 mcd, Máximo 180.0 mcd.
• Código de Bin S:Mínimo 180.0 mcd, Máximo 280.0 mcd.

3.2 Bins de Intensidad del Chip Naranja

• Código de Bin P:Mínimo 45.0 mcd, Máximo 71.0 mcd.
• Código de Bin Q:Mínimo 71.0 mcd, Máximo 112.0 mcd.
• Código de Bin R:Mínimo 112.0 mcd, Máximo 180.0 mcd.

Tolerancia:La intensidad dentro de cada bin definido tiene una tolerancia de +/-15%. Esto contabiliza las variaciones menores de medición y producción.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Si bien los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones se analizan a continuación.

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

La curva I-V para cada chip (Verde/Naranja) mostraría la relación exponencial típica de un diodo. La curva para el chip Naranja de AlInGaP tendría un voltaje de rodilla más bajo (alrededor de 2.0V) en comparación con el chip Verde de InGaN (alrededor de 3.3V). Este gráfico es vital para determinar el voltaje de alimentación necesario y para diseñar excitadores de corriente constante para garantizar un brillo estable entre unidades y temperaturas.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva típicamente muestra una relación casi lineal entre la corriente de excitación y la salida de luz dentro del rango de operación recomendado (hasta 20-30mA). Excitar el LED por encima de la corriente DC nominal aumentará el brillo, pero a costa de una mayor disipación de potencia, una eficiencia reducida y potencialmente una vida útil más corta debido al aumento de la temperatura de unión.

4.3 Distribución Espectral

Los gráficos espectrales referenciados ilustrarían la diferencia en el ancho medio espectral entre los chips Verde (más amplio, ~35nm) y Naranja (más estrecho, ~17nm). La emisión estrecha del chip Naranja es característica de la tecnología AlInGaP, proporcionando alta pureza de color, lo cual es a menudo deseable para aplicaciones de indicadores donde la distinción de color es crítica.

4.4 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. Aunque no se detalla en el texto proporcionado, las características típicas incluyen: una disminución de la intensidad luminosa a medida que aumenta la temperatura de unión, un ligero desplazamiento en la longitud de onda dominante (generalmente unos pocos nanómetros) y una reducción en el voltaje directo (V_F) con el aumento de la temperatura. Estos factores deben considerarse en la gestión térmica y el diseño del circuito para aplicaciones expuestas a altas temperaturas ambientales.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED presenta un contorno de encapsulado estándar de la industria EIA. La característica mecánica clave es su perfil extra delgado con una altura máxima (H) de 1.10 mm. Todas las demás dimensiones críticas para el diseño de la huella en PCB, como longitud, anchura y espaciado de pines, se proporcionan en el dibujo del encapsulado con una tolerancia estándar de \u00b10.10 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Asignación de Pines

El dispositivo tiene cuatro pines. Para la variante LTST-C155TGKFKT:

• Los pines 1 y 3 están asignados al chipVerdede InGaN (Ánodo y Cátodo).
• Los pines 2 y 4 están asignados al chipNaranjade AlInGaP (Ánodo y Cátodo).

Esta configuración permite que los dos LEDs sean cableados y controlados de forma completamente independiente.

5.3 Diseño Sugerido de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella) recomendado para el PCB. Adherirse a este patrón es crucial para lograr uniones de soldadura fiables durante el reflujo, prevenir el efecto "tombstoning" (componente levantado) y garantizar una alineación adecuada. El diseño de los pads tiene en cuenta la formación del filete de soldadura y el alivio térmico.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se incluye un perfil de reflujo infrarrojo (IR) sugerido para procesos sin plomo. Los parámetros clave de este perfil, que se alinea con los estándares JEDEC, incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para calentar gradualmente la placa y el componente, minimizando el choque térmico.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:El componente debe estar expuesto a la temperatura pico durante un máximo de 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.

Debido a que el diseño de la placa, los componentes y las pastas varían, este perfil sirve como un objetivo genérico. Se recomienda una caracterización específica para cada placa.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura que no exceda los 300°C. El tiempo de soldadura por pin debe limitarse a un máximo de 3 segundos, y esto debe hacerse solo una vez para evitar daños térmicos al encapsulado plástico y a los hilos de unión internos.

6.3 Limpieza

No utilice limpiadores químicos no especificados. Si se requiere limpieza después de la soldadura, sumerja el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente normal durante menos de un minuto. Los disolventes agresivos pueden dañar la lente de epoxi o las marcas del encapsulado.

6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas y a los picos de voltaje. Se recomienda usar una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos al manipularlos. Todo el equipo de ensamblaje y las estaciones de trabajo deben estar correctamente conectados a tierra para prevenir daños por ESD, que pueden no ser inmediatamente aparentes pero pueden degradar la fiabilidad a largo plazo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora embutida en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro, según los estándares ANSI/EIA-481.

• Ancho de Cinta:8 mm.
• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Cinta de Cubierta:Los bolsillos vacíos de componentes se sellan con una cinta de cubierta superior.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos lámparas faltantes consecutivas (bolsillos vacíos) por especificación de carrete.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Paquete Sellado:Almacenar a \u2264 30°C y \u2264 90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en la bolsa sellada a prueba de humedad con desecante es de un año.Paquete Abierto:Para componentes retirados de su embalaje original, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C / 60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de una semana después de abrir.Almacenamiento Extendido (Abierto):Almacenar en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Si se almacena fuera de la bolsa original por más de una semana, se recomienda un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "popcorning" durante el reflujo.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada chip LED (Verde y Naranja) requiere una resistencia limitadora de corriente externa cuando se excita desde una fuente de voltaje (por ejemplo, una línea de 5V o 3.3V). El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos para garantizar que la corriente no exceda I_F(máx.) en las peores condiciones. Por ejemplo, para excitar el LED Verde desde una fuente de 5V con un I_Fobjetivo de 20mA: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 \u03a9. Una resistencia estándar de 75\u03a9 o 82\u03a9 sería adecuada. Para un control preciso o multiplexación, se recomiendan excitadores de corriente constante.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (76/75 mW), una gestión térmica efectiva en el PCB es importante para mantener el brillo y la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se excita a corrientes más altas. Asegúrese de que el diseño del PCB proporcione un área de cobre adecuada alrededor de los pads del LED para actuar como disipador de calor. Evite colocar otros componentes generadores de calor en las inmediaciones.

8.3 Diseño Óptico

La lente transparente proporciona un ángulo de visión amplio y difuso. Para aplicaciones que requieren un haz más dirigido, se pueden montar ópticas secundarias (como guías de luz o lentes) sobre el LED. La capacidad bicolor permite crear un tercer color (por ejemplo, un tono amarillento) excitando ambos chips simultáneamente con corrientes ajustadas, aunque esto requiere un control cuidadoso de la corriente para lograr la cromaticidad deseada.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-C155TGKFKT se diferencia en el mercado a través de varias características clave:Perfil Ultra Delgado (1.10mm):Esta es una ventaja significativa sobre muchos LEDs SMD estándar, permitiendo su uso en dispositivos ultradelgados como teléfonos inteligentes, tabletas y portátiles modernos.Doble Chip, Control Independiente:A diferencia de algunos LEDs bicolores que usan un ánodo o cátodo común, este dispositivo ofrece pines completamente independientes. Esto proporciona una mayor flexibilidad de diseño, permitiendo circuitos de excitación separados y patrones de señalización más complejos sin la complejidad adicional de la multiplexación.Tecnología de Materiales:El uso de InGaN para verde y AlInGaP para naranja representa una elección de materiales semiconductores de alta eficiencia para sus respectivos colores, ofreciendo buen brillo y estabilidad de color.Preparación para Fabricación:La compatibilidad total con el posicionamiento automático y los perfiles de reflujo sin plomo estándar reduce el costo y la complejidad del ensamblaje para fabricantes de alto volumen.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Puedo excitar tanto el LED Verde como el Naranja al mismo tiempo?R: Sí, los pines son independientes. Puede excitar uno, el otro o ambos simultáneamente. Asegúrese de que su fuente de alimentación y circuito puedan proporcionar la corriente combinada (por ejemplo, hasta 50mA si ambos están a 20mA).

P2: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?R: La Longitud de Onda Pico (\u03bb_P) es la longitud de onda física del punto de mayor intensidad en el espectro. La Longitud de Onda Dominante (\u03bb_d) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que mejor coincide con el color percibido. A menudo están cerca pero no son idénticas, especialmente para espectros amplios.

P3: ¿Por qué la clasificación de voltaje inverso es solo de 5V?R: Los LEDs no están diseñados para bloquear el voltaje inverso como los diodos rectificadores. La clasificación de 5V es un límite seguro para una polarización inversa accidental ocasional durante el manejo o las pruebas. En el diseño del circuito, asegúrese siempre de que el LED esté correctamente polarizado o protegido por un diodo en serie si está conectado a una señal de CA o a un bus bidireccional.

P4: ¿Cómo interpreto el código de bin al hacer un pedido?R: El código de bin (por ejemplo, "S" para Verde, "R" para Naranja) especifica la intensidad luminosa mínima y máxima garantizada. Para un brillo consistente en una línea de productos, especifique el código de bin requerido a su distribuidor. Si no se especifica, puede recibir componentes de cualquier bin disponible dentro del rango del producto.

11. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Indicador de Estado Dual de Alimentación para un Dispositivo de Consumo.Un dispositivo portátil alimentado por batería utiliza este LED para indicar el estado de carga. El objetivo del diseño es: Naranja para "Cargando", Verde para "Completamente Cargado".Implementación:El microcontrolador (MCU) tiene dos pines GPIO. Cada pin está conectado al ánodo de un color de LED a través de una resistencia limitadora de corriente (calculada como en la Sección 8.1). Los cátodos están conectados a tierra. El firmware del MCU activa el pin del LED Naranja durante la carga. Cuando el IC de gestión de la batería señala una carga completa, el MCU apaga el pin Naranja y activa el pin Verde. El encapsulado ultra delgado permite que encaje detrás de un bisel delgado. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado sea visible desde varios ángulos. El control independiente simplifica el firmware en comparación con un tipo de ánodo común que requiere una tierra conmutada.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje en la dirección directa, los electrones del semiconductor tipo n y los huecos del semiconductor tipo p se inyectan en la región activa (la unión). Cuando un electrón se recombina con un hueco, libera energía en forma de fotón (partícula de luz). La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor utilizado en la región activa. En este LED bicolor, dos chips semiconductores diferentes están alojados en un solo encapsulado:InGaN (Nitruro de Galio e Indio):Este sistema de material tiene un intervalo de banda más amplio que puede ajustarse para emitir luz en las regiones azul, verde y ultravioleta. Aquí, está diseñado para emitir luz verde (pico ~525 nm).AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio):Este sistema de material es conocido por su alta eficiencia en las regiones espectrales roja, naranja y amarilla. Aquí, está diseñado para emitir luz naranja (pico ~611 nm). Cada chip está conectado a su propio par de hilos de unión, que están unidos a los cuatro pines externos, permitiendo una operación eléctrica independiente.

13. Tendencias de la Industria

El desarrollo de LEDs SMD como el LTST-C155TGKFKT sigue varias tendencias clave de la industria:Miniaturización:La tendencia hacia componentes más delgados y pequeños continúa permitiendo productos finales más elegantes y compactos. La altura de 1.10mm representa esta tendencia.Integración Aumentada:Combinar múltiples funciones (dos colores) en un solo encapsulado ahorra espacio en el PCB y reduce el costo de ensamblaje en comparación con el uso de dos LEDs separados.Fabricación sin Plomo y Ecológica:El cumplimiento de ROHS y la compatibilidad con perfiles de reflujo sin plomo y de alta temperatura son ahora requisitos estándar impulsados por regulaciones ambientales globales.Compatibilidad con la Automatización:El embalaje en cinta y carrete y el diseño para pick-and-place son esenciales para una fabricación de alto volumen y rentable.Estandarización del Rendimiento:El uso de encapsulados estándar EIA y perfiles de reflujo JEDEC garantiza la interoperabilidad y fiabilidad en toda la cadena de suministro electrónico. Las tendencias futuras pueden incluir encapsulados aún más delgados, materiales de mayor eficiencia y excitadores integrados o lógica de control dentro del propio encapsulado del LED.