Hoja de Datos Técnicos del LED SMD Bicolor LTST-C195KGJRKT-5A - Dimensiones del Paquete - Verde/Rojo - 5V - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C195KGJRKT-5A es un LED de montaje superficial (SMD) bicolor que utiliza tecnología avanzada de chip AlInGaP. Este componente está diseñado para aplicaciones que requieren dos colores de indicación distintos desde un único paquete compacto. Presenta una salida de luminosidad ultrabrillante y está encapsulado en un paquete estándar conforme a la norma EIA, lo que lo hace adecuado para procesos de ensamblaje automatizado, incluida la soldadura por reflujo infrarrojo y en fase de vapor. El dispositivo cumple con las directivas RoHS y está clasificado como producto ecológico.

1.1 Ventajas Principales

• Funcionalidad Bicolor:Integra chips LED verdes y rojos separados en un solo paquete, ahorrando espacio en la placa y simplificando el diseño para indicación de múltiples estados.
• Alto Brillo:El material AlInGaP proporciona una intensidad luminosa superior en comparación con las tecnologías LED tradicionales.
• Compatibilidad de Fabricación:Empaquetado en cinta de 8 mm en carretes de 7\", es totalmente compatible con equipos automáticos de colocación de alta velocidad.
• Robusta Compatibilidad de Proceso:Resiste los perfiles estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, incluidos los requeridos para procesos de ensamblaje sin plomo (Pb-free).

2. Análisis Profundo 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 recomienda operar el LED en condiciones que excedan estos valores.

• Disipación de Potencia (P_d):75 mW por color (Verde y Rojo). Esta es la pérdida de potencia máxima permitida en el dispositivo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):80 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima, típicamente especificada en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms) para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC. La corriente máxima en estado estacionario para una operación continua confiable.
• Reducción de Corriente:Reducción lineal de 0.4 mA/\u00b0C desde 25\u00b0C. La corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25\u00b0C.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. El voltaje máximo que se puede aplicar en dirección inversa a través del LED.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-30\u00b0C a +85\u00b0C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40\u00b0C a +85\u00b0C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260\u00b0C durante 5 segundos durante el reflujo infrarrojo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (T_a) de 25\u00b0C y una corriente de prueba (I_F) de 5mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Verde: Mínimo 4.5 mcd, Valor típico no especificado, Máximo 28.0 mcd.
  • Rojo: Mínimo 7.1 mcd, Valor típico no especificado, Máximo 45.0 mcd.
  • La medición se basa en la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2\u03b8_1/2):130 grados (típico) para ambos colores. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial máximo.
• Longitud de Onda de Pico (\u03bb_P):
  • Verde: 574 nm (típico).
  • Rojo: 639 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (\u03bb_d):
  • Verde: 571 nm (típico).
  • Rojo: 631 nm (típico).
  • Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho de Banda Espectral (\u0394\u03bb):
  • Verde: 15 nm (típico).
  • Rojo: 20 nm (típico).
• Voltaje Directo (V_F):
  • Típico: 1.9 V para ambos colores.
  • Máximo: 2.3 V para ambos colores a I_F= 5mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 \u00b5A para ambos colores a V_R= 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Los LED se clasifican (binned) según su intensidad luminosa para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. El código de clasificación es parte del número de pieza (por ejemplo, 'K' y 'J' en LTST-C195KGJRKT-5A).

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Color Verde (Primera letra después de 'C195'):

• Clasificación J: 4.5 mcd (Mín) a 7.1 mcd (Máx)
• Clasificación K: 7.1 mcd a 11.2 mcd
• Clasificación L: 11.2 mcd a 18.0 mcd
• Clasificación M: 18.0 mcd a 28.0 mcd

Color Rojo (Segunda letra después de 'C195'):

• Clasificación K: 7.1 mcd a 11.2 mcd
• Clasificación L: 11.2 mcd a 18.0 mcd
• Clasificación M: 18.0 mcd a 28.0 mcd
• Clasificación N: 28.0 mcd a 45.0 mcd

La tolerancia en cada clasificación de intensidad es de \u00b115%.Esta pieza específica (GJ) utiliza la Clasificación J para el verde y la Clasificación K para el rojo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para el diseño. Si bien los gráficos exactos no se reproducen en el texto, sus implicaciones se analizan a continuación.

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

La característica I-V es no lineal. Para ambos chips, verde y rojo, el voltaje directo típico es de 1.9V a 5mA. Los diseñadores deben usar esta curva para seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas, ya que un pequeño cambio en el voltaje puede causar un gran cambio en la corriente. El V_Fmáximo de 2.3V debe usarse para los cálculos de disipación de potencia en el peor de los casos.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación recomendado. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de calor. Los valores de intensidad luminosa especificados son a 5mA; operar a la corriente continua máxima de 30mA producirá una salida significativamente mayor, pero requiere una gestión térmica cuidadosa.

4.3 Características de Temperatura

El rendimiento del LED depende de la temperatura. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El factor de reducción de corriente directa de 0.4 mA/\u00b0C es un parámetro de diseño crítico para prevenir la fuga térmica y garantizar la confiabilidad a largo plazo, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El dispositivo utiliza un paquete SMD estándar. Las tolerancias dimensionales clave son de \u00b10.10 mm a menos que se indique lo contrario.

• Asignación de Pines:
  • Chip LED Verde: Conectado a los Pines 1 y 3.
  • Chip LED Rojo: Conectado a los Pines 2 y 4.
• Lente:Transparente, permitiendo que el color real del chip (verde y rojo) sea visible.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) sugerido para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura y la alineación adecuada durante el reflujo. Adherirse a este patrón ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" y asegura una buena conexión térmica y eléctrica.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

Se proporcionan dos perfiles de reflujo infrarrojo (IR) sugeridos: uno para el proceso de soldadura estándar (SnPb) y otro para el proceso sin plomo (SnAgCu). El perfil sin plomo requiere una temperatura máxima más alta (típicamente hasta 260\u00b0C). Es crucial seguir la curva tiempo-temperatura recomendada, incluidas las zonas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento, para prevenir choques térmicos en el paquete del LED y garantizar la integridad de la unión de soldadura.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los solventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de productos químicos no especificados puede dañar la lente de plástico y el paquete.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Para una confiabilidad extendida, los LED deben almacenarse en un entorno que no exceda los 30\u00b0C y el 70% de humedad relativa. Los componentes retirados de su empaque original de barrera de humedad deben soldarse por reflujo dentro de una semana. Si es necesario almacenarlos más de una semana, deben mantenerse en un contenedor sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno y secarse (aproximadamente 60\u00b0C durante 24 horas) antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" durante el reflujo.

7. Empaque e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El dispositivo se suministra en cinta portadora estándar en relieve enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

• Cantidad de Empaque:4000 piezas por carrete completo.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Especificaciones de la Cinta:Conforme a ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Cinta de Cubierta:Los bolsillos vacíos de componentes se sellan con una cinta de cubierta superior.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos LED faltantes consecutivos (bolsillos vacíos) por especificación del carrete.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Ideal para equipos que requieren indicación de doble estado (por ejemplo, encendido/espera, estado de carga, actividad/error de red) utilizando colores verde y rojo desde un solo componente.
• Pantallas de Panel Frontal:Utilizado en electrónica de consumo, controles industriales e interiores automotrices donde el espacio es limitado.
• Retroiluminación para Leyendas:Puede usarse para iluminar iconos o símbolos en diferentes colores.

8.2 Consideraciones de Diseño del Circuito

Método de Conducción:Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme cuando se usan múltiples LED en paralelo, serecomienda encarecidamenteusar una resistencia limitadora de corriente separada en serie con cada LED (Modelo de Circuito A). No se recomienda conducir múltiples LED en paralelo desde una sola resistencia (Modelo de Circuito B) debido a las variaciones en el voltaje directo (V_F) de los LED individuales, lo que puede conducir a diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo.

Protección contra ESD:Los LED AlInGaP son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). El daño por ESD puede manifestarse como alta corriente de fuga inversa, bajo voltaje directo o falla al iluminar a corrientes bajas. Se deben implementar medidas preventivas durante todo el manejo y ensamblaje:

• Usar pulseras y tapetes antiestáticos conectados a tierra.
• Asegurar que todo el equipo y las estaciones de trabajo estén correctamente conectados a tierra.
• Usar ionizadores para neutralizar la carga estática en la lente del LED.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal de este componente radica en su capacidad bicolor dentro de un único paquete SMD estándar. En comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados, ofrece un ahorro de espacio significativo en la PCB, reduce el número de componentes y simplifica la lista de materiales (BOM). El uso de la tecnología AlInGaP proporciona una mayor eficiencia luminosa y mejor estabilidad térmica que tecnologías más antiguas como GaAsP para el chip rojo, lo que resulta en una salida más brillante y consistente. El amplio ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde ángulos fuera del eje es importante.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo encender los LED verde y rojo simultáneamente?

Sí, pero deben ser conducidos de forma independiente a través de sus respectivos pines (1/3 para verde, 2/4 para rojo). Conducirlos simultáneamente a su corriente máxima excederá la clasificación de disipación de potencia total del paquete si no se gestiona adecuadamente. Los cálculos térmicos deben considerar el calor combinado generado.

10.2 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda de pico y longitud de onda dominante?

La longitud de onda de pico (\u03bb_P) es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia de la luz emitida es máxima. La longitud de onda dominante (\u03bb_d) es la longitud de onda única que coincide con el color percibido de la luz según lo define el diagrama de cromaticidad CIE. Para LED con un espectro estrecho, a menudo están cerca, pero \u03bb_des más relevante para la especificación del color.

10.3 ¿Cómo interpreto el código de clasificación en el número de pieza?

Para LTST-C195GJRKT-5A, las letras \"GJ\" indican la clasificación de intensidad luminosa para los chips verde y rojo, respectivamente. 'G' corresponde a la clasificación del chip verde (que es 'J' en este caso), y 'J' corresponde a la clasificación del chip rojo (que es 'K' en este caso). Consulte la Sección 3.1 para los rangos exactos de mcd para las clasificaciones J y K.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Indicador de Estado Dual de Alimentación para un Dispositivo Portátil.Un dispositivo médico portátil compacto requiere un indicador claro y eficiente en espacio para el estado de la batería: verde fijo para "carga adecuada", verde intermitente para "cargando" y rojo fijo para "batería baja".

Implementación:El LTST-C195KGJRKT-5A es una elección ideal. Un pin GPIO de un microcontrolador conduce el LED verde (pines 1/3) a través de una resistencia limitadora de corriente de 100\u03a9 (para ~20mA con un suministro de ~3.3V, considerando V_F~1.9V). Otro pin GPIO conduce el LED rojo (pines 2/4) a través de una resistencia similar. El firmware controla los estados intermitentes y fijos. Este diseño utiliza solo una huella de componente en lugar de dos, simplifica el enrutamiento y proporciona una apariencia limpia y profesional.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LED se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). 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 composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. El chip verde utiliza una formulación para emisión de ~571 nm, y el chip rojo utiliza una formulación diferente para emisión de ~631 nm. La lente "transparente" está hecha de epoxi o silicona que es transparente a estas longitudes de onda, permitiendo que el color real del chip sea visto sin difusión o conversión de color.

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en los LED indicadores SMD continúa hacia una mayor eficiencia, tamaños de paquete más pequeños y una mayor funcionalidad. Los LED bi y multicolor en paquetes únicos son cada vez más comunes para satisfacer las demandas de miniaturización e interfaces de usuario más ricas. También hay un enfoque en mejorar la confiabilidad en condiciones adversas, como perfiles de reflujo a mayor temperatura requeridos para soldadura sin plomo y resistencia a la humedad y productos químicos. Además, la integración de resistencias limitadoras de corriente o incluso circuitos integrados controladores dentro del paquete LED ("LED inteligentes") es una tendencia emergente para simplificar aún más el diseño del circuito y mejorar la consistencia del rendimiento.