Hoja de Datos Técnica del LED SMD Bicolor LTST-C195TBKFKT-5A - Azul y Naranja - Altura 0.55mm - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-C195TBKFKT-5A, un Diodo Emisor de Luz (LED) bicolor de Montaje Superficial (SMD). Este componente integra dos chips semiconductores distintos en un único encapsulado ultrafino: uno que emite luz azul (basado en tecnología InGaN) y otro que emite luz naranja (basado en tecnología AlInGaP). Está diseñado para procesos de montaje automatizado y aplicaciones donde el ahorro de espacio y el rendimiento confiable son críticos.

1.1 Características Clave y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS, un perfil excepcionalmente bajo de 0.55 mm y un alto brillo. Se suministra en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, conforme a los estándares EIA, lo que lo hace compatible con equipos de colocación automática y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Su diseño también es compatible con circuitos integrados.

Las áreas de aplicación típicas abarcan telecomunicaciones, automatización de oficinas, electrodomésticos y equipos industriales. Los usos específicos incluyen retroiluminación de teclados, indicación de estado, integración en micro-pantallas e iluminación de señales o símbolos.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del LED bajo condiciones de prueba estándar.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No están destinados para operación normal.

• Disipación de Potencia (P_d):38 mW para el chip Azul; 50 mW para el chip Naranja. Este parámetro indica la potencia máxima que el LED puede disipar como calor sin degradarse.
• Corriente Directa Pico (I_FP):40 mA para ambos colores, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):10 mA para Azul; 20 mA para Naranja. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura ambiente (T_a) de -20°C a +80°C durante la operación y de -30°C a +100°C durante el almacenamiento.
• Condición de Soldadura por Infrarrojos:Soporta una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 5 segundos, lo cual es estándar para procesos de reflujo sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas a T_a=25°C

Estos parámetros definen el rendimiento típico del dispositivo cuando se alimenta bajo condiciones especificadas (I_F= 5mA a menos que se indique lo contrario).

• Intensidad Luminosa (I_V):Mínimo 11.2 mcd para ambos colores. El máximo típico es 45 mcd para Azul y 71 mcd para Naranja. Esta es una medida del brillo percibido por el ojo humano.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típicamente 130 grados. Este ángulo amplio indica un patrón de emisión de luz difuso y no direccional, adecuado para iluminación de área.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Típicamente 468 nm (Azul) y 611 nm (Naranja). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 465-475 nm (Azul) y 600-610 nm (Naranja) a 5mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, que define el color.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):Típicamente 25 nm (Azul) y 17 nm (Naranja). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa un color más monocromático.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 2.80V (Azul, máx. 3.20V) y 2.00V (Naranja, máx. 2.30V) a 5mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando conduce corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 µA para ambos a V_R= 5V. Los LEDs no están diseñados para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Los LEDs se clasifican ("binning") según su intensidad luminosa medida para garantizar consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Cada color tiene rangos de intensidad definidos asignados a un código de clasificación. La tolerancia dentro de cada clasificación es de +/-15%.

Clasificación del LED Azul (@5mA):

• Clasificación L: 11.2 - 18.0 mcd
• Clasificación M: 18.0 - 28.0 mcd
• Clasificación N: 28.0 - 45.0 mcd

Clasificación del LED Naranja (@5mA):

• Clasificación L: 11.2 - 18.0 mcd
• Clasificación M: 18.0 - 28.0 mcd
• Clasificación N: 28.0 - 45.0 mcd
• Clasificación P: 45.0 - 71.0 mcd

Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un brillo mínimo garantizado para su aplicación, ayudando a lograr un rendimiento visual uniforme en múltiples unidades.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas se mencionan en la hoja de datos (por ejemplo, Figura 1 para distribución espectral, Figura 6 para ángulo de visión), sus implicaciones son críticas para el diseño.

4.1 Corriente Directa vs. Intensidad Luminosa (Curva I_F-I_V)

La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa, pero esta relación no es perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas donde la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento. Operar en o por debajo de la corriente continua recomendada asegura una salida estable y longevidad.

4.2 Voltaje Directo vs. Corriente Directa (Curva I_F-V_F)

Un LED exhibe una característica I-V exponencial similar a un diodo. Un pequeño cambio en el voltaje directo puede causar un gran cambio en la corriente. Por lo tanto, es una práctica estándar alimentar LEDs con una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante, para garantizar una salida de luz estable y predecible y prevenir la fuga térmica.

4.3 Distribución Espectral

La curva espectral muestra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda. La longitud de onda pico (λ_P) y el ancho medio (Δλ) se extraen de esta curva. El chip naranja de AlInGaP típicamente tiene un ancho espectral más estrecho que el chip azul de InGaN, resultando en un color más saturado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El dispositivo se ajusta a una huella estándar SMD. Las dimensiones críticas incluyen un tamaño de cuerpo y una altura total de 0.55 mm. La asignación de pines es la siguiente: Los pines 1 y 3 son para el ánodo/cátodo del LED Azul, y los pines 2 y 4 son para el ánodo/cátodo del LED Naranja. La lente es transparente. Todas las tolerancias dimensionales son ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB y Polaridad

The datasheet provides a recommended land pattern (footprint) for the printed circuit board (PCB). Adhering to this pattern is crucial for achieving reliable solder joints, proper alignment, and effective heat dissipation during the reflow process. The pad design also helps prevent tombstoning (component standing up on one end). Clear polarity marking on the PCB silkscreen, matching the LED's cathode indicator, is essential to prevent incorrect installation.

. Soldering and Assembly Guidelines

.1 IR Reflow Soldering Parameters

For lead-free (Pb-free) solder processes, a recommended reflow profile is provided. Key parameters include:

• Pre-heat:-200°C for a maximum of 120 seconds to gradually heat the board and activate the flux.
• Peak Temperature:Maximum of 260°C.
• Time Above Liquidus:The component should be subjected to the peak temperature for a maximum of 10 seconds, and the reflow process should not be performed more than twice.

These parameters are based on JEDEC standards to ensure reliable mounting without damaging the LED package or the semiconductor die inside.

.2 Storage and Handling Conditions

ESD Precautions:LEDs are sensitive to electrostatic discharge (ESD). Handling should be performed using wrist straps, anti-static mats, and grounded equipment.

Moisture Sensitivity Level (MSL):The device is rated MSL 3. This means that once the original moisture-barrier bag is opened, the components must be soldered within one week (168 hours) under factory floor conditions (<30°C/60% RH). If this time is exceeded, a bake-out at approximately 60°C for at least 20 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.

Long-term Storage:Unopened packages should be stored at ≤30°C and ≤90% RH. For opened packages or extended storage, components should be kept in a sealed container with desiccant or in a nitrogen atmosphere.

.3 Cleaning

If post-solder cleaning is necessary, only specified alcohol-based solvents like isopropyl alcohol (IPA) or ethyl alcohol should be used. The LED should be immersed at normal temperature for less than one minute. Unspecified chemical cleaners may damage the plastic lens or the package material.

. Packaging and Ordering Information

.1 Tape and Reel Specifications

The LEDs are supplied in embossed carrier tape with a protective cover tape, wound onto 7-inch (178mm) diameter reels. Standard packing quantity is 4000 pieces per reel. For quantities less than a full reel, a minimum packing quantity of 500 pieces applies. The packaging conforms to ANSI/EIA-481 standards.

. Application Suggestions and Design Considerations

.1 Typical Application Circuits

Each color channel (Blue and Orange) must be driven independently. A series current-limiting resistor is the simplest drive method. The resistor value (R) is calculated using Ohm's Law: R = (V_supply- V_F) / I_F. For more stable performance, especially when V_{varía o para un control de brillo de precisión, se recomienda un circuito de excitación de corriente constante (por ejemplo, usando un CI controlador de LED dedicado o una fuente de corriente basada en transistor).}8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño térmico adecuado extiende la vida útil del LED. Asegúrese de que el diseño de los pads en el PCB proporcione un área de cobre adecuada para actuar como disipador de calor. Evite operar el LED en los límites máximos absolutos de corriente y potencia durante períodos prolongados, ya que esto acelera la depreciación lumínica (disminución de la salida de luz con el tiempo).

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme en lugar de un haz enfocado. Para una luz más direccional, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. La lente transparente es óptima para la emisión de color verdadero.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los factores diferenciadores clave de este componente son su

capacidad bicolor en un encapsulado ultrafino de 0.55 mm. Esto permite dos indicadores de estado independientes o mezcla de colores en una huella típicamente ocupada por un LED de un solo color. El uso de InGaN para azul y AlInGaP para naranja representa tecnologías semiconductoras estándar y de alta eficiencia para estos colores respectivos, ofreciendo buen brillo y fiabilidad. Su compatibilidad con el montaje automatizado y perfiles de reflujo estándar lo convierte en una solución de fácil integración para la fabricación electrónica moderna.10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar simultáneamente los LEDs Azul y Naranja a su corriente continua máxima?

No. Los Límites Absolutos Máximos especifican límites de disipación de potencia por chip (38mW Azul, 50mW Naranja). Alimentar ambos simultáneamente a I

=10mA (Azul) e I_F=20mA (Naranja) resultaría en consumos de potencia aproximados de 28mW (Azul: 10mA * 2.8V) y 40mW (Naranja: 20mA * 2.0V), totalizando 68mW. Aunque esto está por debajo de la suma de los máximos individuales, concentra el calor en un área muy pequeña. Para una operación confiable a largo plazo, es recomendable alimentar por debajo de los límites máximos y considerar los efectos térmicos en el PCB._F10.2 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

La Longitud de Onda Pico (λ

) es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica, medida por un espectrómetro._P)La Longitud de Onda Dominante (λ) es un valor calculado derivado del diagrama de cromaticidad CIE que representa la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color. Para LEDs monocromáticos, a menudo son cercanas, pero para LEDs con espectros más amplios (como LEDs blancos), pueden ser muy diferentes. En esta hoja de datos, ambas se proporcionan para una especificación de color precisa._d)10.3 ¿Por qué hay una especificación de corriente inversa (I

) si el LED no está diseñado para operación inversa?_RLa especificación I

(máx. 100 µA a 5V) es un_Rparámetro de prueba de calidad y fuga. Garantiza la integridad de la unión semiconductora. Durante el montaje o en el circuito, el LED puede estar brevemente sujeto a una pequeña polarización inversa. Este parámetro garantiza que bajo tal condición, la corriente de fuga no excederá un límite definido, indicando un dispositivo fabricado correctamente. No debe interpretarse como una condición de operación segura.11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Indicador de Estado de Dos Estados en un Dispositivo Portátil

Un dispositivo médico portátil utiliza un solo indicador para mostrar múltiples estados: Apagado (sin luz), En Espera (Naranja) y Activo (Azul). El LTST-C195TBKFKT-5A es ideal porque ahorra espacio en comparación con el uso de dos LEDs separados. La unidad de microcontrolador (MCU) tiene dos pines GPIO, cada uno conectado a un canal de color del LED a través de una resistencia limitadora de corriente (por ejemplo, 150Ω para Azul y 100Ω para Naranja, asumiendo una alimentación de 5V). El firmware controla los pines de forma independiente. La altura ultrafina le permite caber detrás de un panel frontal delgado. El amplio ángulo de visión asegura que el estado sea visible desde varios ángulos. El diseñador selecciona la clasificación M o N para ambos colores para garantizar un brillo suficiente bajo luz ambiental.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía. En un diodo de silicio estándar, esta energía se libera como calor. En los LEDs, los materiales semiconductores (InGaN para azul/verde, AlInGaP para rojo/naranja/amarillo) tienen un bandgap directo, lo que hace que esta energía se libere principalmente como fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por el bandgap de energía del material semiconductor. La lente de epoxi transparente protege el chip y ayuda a dar forma al patrón de salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs SMD como este sigue varias tendencias de la industria:

Miniaturización(encapsulados más delgados y pequeños),Mayor Eficiencia(mayor salida luminosa por unidad de entrada eléctrica), yFiabilidad Mejorada(robustez para entornos hostiles y montaje automatizado). La integración de múltiples chips (multicolor o RGB) en un solo encapsulado es un enfoque común para ahorrar espacio en la placa y simplificar el montaje. Además, existe un impulso continuo para mejorar la consistencia del color (clasificación más estricta) y desarrollar encapsulados que puedan manejar mayores densidades de potencia para aplicaciones de iluminación general, aunque este componente específico está optimizado para uso como indicador de baja potencia.(robustness for harsh environments and automated assembly). The integration of multiple chips (multi-color or RGB) into a single package is a common approach to save board space and simplify assembly. Furthermore, there is a continuous drive to improve color consistency (tighter binning) and to develop packages that can handle higher power densities for general lighting applications, although this specific component is optimized for low-power indicator use.