Hoja de Datos del LED SMD Bicolor LTST-C395KGKSKT - Paquete 3.2x2.8x1.9mm - Voltaje 1.8-2.4V - Potencia 75mW - Verde/Amarillo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un LED de montaje superficial (SMD) bicolor. El componente integra dos chips emisores de luz independientes dentro de un único encapsulado compacto, ofreciendo iluminación tanto verde como amarilla desde una única huella en la PCB. Diseñado para procesos de ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), es ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio en electrónica de consumo, telecomunicaciones y equipos industriales.

1.1 Características Principales y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo hace apto para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales. Utiliza tecnología de semiconductores Ultra Brillante AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para ambos colores, que generalmente ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad de rendimiento en comparación con tecnologías más antiguas. El dispositivo se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, conforme a los estándares EIA, facilitando la automatización de alta velocidad pick-and-place. Es totalmente compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para las líneas de ensamblaje modernas de tecnología de montaje superficial (SMT).

Las aplicaciones objetivo son diversas, centrándose en áreas que requieren indicadores y retroiluminación compactos y fiables. Los mercados clave incluyen dispositivos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos móviles, equipos de red), productos de automatización de oficinas (por ejemplo, portátiles, periféricos), electrodomésticos y varios sistemas de control industrial. Los usos específicos abarcan retroiluminación de teclados/teclados, indicadores de estado y alimentación, micro-pantallas e iluminación simbólica en paneles de control.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

El rendimiento del LED está definido por un conjunto de valores máximos absolutos y características operativas estándar, todos especificados a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder los valores máximos absolutos puede causar daños permanentes.

2.1 Valores Máximos Absolutos y Características Térmicas

El dispositivo tiene una disipación de potencia máxima de 75 milivatios (mW) para cada canal de color. La corriente directa continua (DC) no debe exceder los 30 mA por chip. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0,1 milisegundos. El voltaje inverso máximo que se puede aplicar es de 5 Voltios. El entorno operativo se especifica desde -30°C hasta +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es ligeramente más amplio, de -40°C a +85°C. Un parámetro crítico para el ensamblaje es la condición de soldadura infrarroja, clasificada para una temperatura pico de 260°C durante una duración de 10 segundos, lo cual es típico para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Bajo una condición de prueba estándar de 20mA de corriente directa (IF=20mA), la intensidad luminosa (Iv) para el chip verde varía desde un mínimo de 28,0 milicandelas (mcd) hasta un máximo de 112,0 mcd. El chip amarillo exhibe una salida más alta, que va desde 45,0 mcd hasta 180,0 mcd. El ángulo de visión típico, definido como 2θ1/2 (el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial), es de 130 grados, lo que indica un patrón de visión amplio.

La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 574,0 nm para el verde y de 591,0 nm para el amarillo. La longitud de onda dominante (λd), un parámetro clave para la especificación del color, se define dentro de bins. Para el verde, varía de 567,5 nm a 576,5 nm, y para el amarillo, de 587,0 nm a 594,5 nm. El ancho medio de la línea espectral (Δλ) es típicamente de 15 nm para ambos colores, describiendo la pureza espectral.

El voltaje directo (VF) a 20mA varía de 1,8V (mín.) a 2,4V (máx.) para ambos chips. Se garantiza que la corriente inversa (IR) es menor o igual a 10 microamperios (μA) cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins según la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Para el LED verde, los bins de intensidad se etiquetan como N, P y Q, con rangos de 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd y 71,0-112,0 mcd, respectivamente. Para el LED amarillo, los bins son P, Q y R, con rangos de 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd y 112,0-180,0 mcd, respectivamente. Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada bin.

3.2 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

Los LED verdes se clasifican por longitud de onda dominante en los códigos C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) y E (573,5-576,5 nm). Los LED amarillos se clasifican en los códigos J (587,0-589,5 nm), K (589,5-592,0 nm) y L (592,0-594,5 nm). La tolerancia para cada bin de longitud de onda es de +/- 1 nm. Esta clasificación precisa permite a los diseñadores seleccionar LED que coincidan con los requisitos específicos de coordenadas de color para su aplicación.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El LED presenta una lente transparente. Las dimensiones del paquete se proporcionan en un dibujo detallado. Todas las dimensiones críticas se especifican en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0,1 mm a menos que se indique lo contrario. La asignación de pines es crucial para un diseño de circuito correcto: los pines 1 y 3 están asignados al chip verde AlInGaP, mientras que los pines 2 y 4 están asignados al chip amarillo AlInGaP. Esta configuración permite el control independiente de los dos colores.

4.2 Diseño Recomendado de la Huella en la PCB

Se proporciona un patrón de huella (footprint) recomendado para la placa de circuito impreso para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y rendimiento térmico. Adherirse a este diseño es esencial para lograr uniones de soldadura fiables durante el proceso de reflujo y para la fiabilidad a largo plazo del ensamblaje.

5. Guías de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente está calificado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo sugerido, que típicamente incluye una etapa de precalentamiento, un aumento de temperatura, una zona de temperatura pico y una fase de enfriamiento. El parámetro crítico es una temperatura pico máxima del cuerpo de 260°C, que no debe excederse durante más de 10 segundos. Se enfatiza que el perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y las características del horno, y se recomienda una caracterización a nivel de placa.

5.2 Soldadura Manual y Rework

Si es necesaria la soldadura manual con cautín, la temperatura máxima recomendada de la punta es de 300°C, y el tiempo de soldadura por terminal no debe exceder los 3 segundos. Esto debe realizarse solo una vez para evitar daños térmicos al encapsulado plástico y al dado semiconductor.

5.3 Precauciones de Almacenamiento y Manipulación

Los LED son sensibles a la descarga electrostática (ESD). Se recomienda manipularlos con una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos, y todo el equipo debe estar correctamente conectado a tierra. Para el almacenamiento, las bolsas antihumedad sin abrir (con desecante) deben mantenerse a 30°C o menos y al 90% de humedad relativa (HR) o menos, con una vida útil de un año. Una vez abierto el embalaje original, los componentes deben almacenarse en un entorno que no exceda los 30°C y el 60% de HR. Se recomienda completar el proceso de reflujo IR dentro de la semana siguiente a la apertura (Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3, MSL 3). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" (popcorning) durante el reflujo.

5.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de productos químicos no especificados o agresivos puede dañar la lente de epoxi y el encapsulado.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El embalaje estándar es cinta portadora de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 4000 piezas. Los bolsillos de la cinta se sellan con una cinta de cubierta superior. Se siguen los estándares de la industria (ANSI/EIA 481) para el embalaje. Para cantidades menores a un carrete completo, se especifica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes. La especificación de embalaje también señala que un máximo de dos bolsillos de componentes consecutivos pueden estar vacíos.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED bicolor se utiliza óptimamente en dispositivos que requieren indicación de múltiples estados desde un solo punto. Ejemplos incluyen: un solo botón que se ilumina en verde para "encendido/activo" y en amarillo para "en espera/cargando"; un indicador de panel que muestra verde para operación normal y amarillo para una condición de advertencia; o retroiluminación que puede cambiar entre dos colores para diferentes modos en electrónica de consumo. Su pequeño tamaño lo hace perfecto para dispositivos portátiles modernos y miniaturizados.

7.2 Consideraciones de Diseño y Circuito

Los diseñadores deben incorporar resistencias limitadoras de corriente apropiadas en serie con cada chip LED (Verde: Pines 1/3, Amarillo: Pines 2/4) para asegurar que la corriente directa no exceda la clasificación máxima DC de 30mA. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - Vf_LED) / If, donde Vf_LED es el voltaje directo del LED (use el valor máximo para un diseño conservador). Para aplicaciones que involucren multiplexación o PWM (Modulación por Ancho de Pulso) para atenuación, asegúrese de que la corriente instantánea durante el pulso "encendido" no exceda la clasificación de corriente directa pico. El amplio ángulo de visión (130°) debe considerarse para el diseño mecánico de guías de luz o difusores si se requiere un patrón de haz específico.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave de este componente es la integración de dos chips AlInGaP de alto rendimiento en un solo paquete. En comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados, esto ahorra un espacio significativo en la PCB, reduce el número de componentes y simplifica el ensamblaje. La tecnología AlInGaP en sí misma generalmente ofrece ventajas en eficiencia luminosa y estabilidad térmica sobre las tecnologías tradicionales de GaP o GaAsP, especialmente en el espectro ámbar/amarillo/verde. La combinación de una lente transparente y un amplio ángulo de visión proporciona una buena visibilidad fuera del eje, lo que es beneficioso para indicadores de estado.

9. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Puedo alimentar tanto el chip verde como el amarillo simultáneamente a 20mA cada uno?

R: Sí, pero debes considerar la disipación de potencia total. A 20mA y un Vf típico, la potencia por chip es de alrededor de 40-48mW. Hacer funcionar ambos simultáneamente sería de 80-96mW, lo que excede la clasificación de disipación de potencia máxima absoluta de 75mW por chip. Para una operación continua simultánea, debes reducir la corriente para mantener la potencia total del dispositivo dentro de límites seguros, considerando el entorno térmico.

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

R: La longitud de onda pico (λP) es la única longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante (λd) es un valor calculado derivado del diagrama de cromaticidad CIE; representa la única longitud de onda de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que el LED para el ojo humano. λd es a menudo más relevante para la especificación del color en las aplicaciones.

P: La hoja de datos menciona "I.C. Compatible". ¿Qué significa esto?

R: Esto indica que el LED puede ser accionado directamente por los pines de salida de la mayoría de los circuitos integrados (CI) estándar, como microcontroladores o puertas lógicas, sin requerir tampones adicionales o transistores de accionamiento, ya que sus requisitos de voltaje directo y corriente están dentro de las capacidades de salida típicas de dichos CI.

10. Caso de Estudio de Aplicación Práctica

Considere un dispositivo médico portátil con un solo botón multifunción. El requisito de diseño es proporcionar retroalimentación de estado clara e inequívoca: verde fijo cuando el dispositivo está encendido y funcionando normalmente, amarillo intermitente cuando la batería está baja, y apagado cuando el dispositivo está desconectado. Usando el LTST-C395KGKSKT, el diseñador puede colocar un solo componente debajo del botón. El microcontrolador puede controlar independientemente los ánodos verde y amarillo a través de dos pines GPIO, con resistencias en serie apropiadas. Esta solución utiliza un espacio mínimo en la placa, proporciona dos colores distintos desde una ubicación y simplifica el diseño óptico en comparación con intentar alinear dos LED separados debajo de un botón pequeño.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En un LED AlInGaP, el material semiconductor está compuesto de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p en la capa activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor, que se controla mediante la composición precisa de la aleación AlInGaP. Una lente de epoxi transparente encapsula el chip, proporcionando protección ambiental, estabilidad mecánica y ayudando a dar forma a la salida de luz.

12. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en la tecnología de LED SMD continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), tamaños de paquete más pequeños para una mayor densidad, y una mejor consistencia y reproducción del color. También hay un enfoque creciente en la fiabilidad bajo condiciones de temperatura más altas, impulsado por aplicaciones como iluminación automotriz y electrónica de alta potencia. La integración de múltiples chips (multicolor o RGB) en un solo paquete, como se ve en este componente, es una estrategia común para ahorrar espacio y costos en sistemas complejos de indicación y retroiluminación. Además, la compatibilidad con el ensamblaje automatizado y perfiles de soldadura estrictos sigue siendo un requisito fundamental para la producción en masa en todos los sectores de la electrónica.