Hoja de Datos del LED SMD Bicolor LTST-C155KSKRKT - Dimensiones del Paquete - Rojo/Amarillo - 30mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C155KSKRKT es un LED bicolor de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren un tamaño compacto y un rendimiento fiable. Este dispositivo integra dos chips semiconductores AlInGaP distintos en un solo encapsulado: uno que emite en el espectro rojo y otro en el amarillo. Esta configuración permite crear indicadores bicolores o señales de múltiples estados simples sin necesidad de múltiples componentes discretos. El LED se suministra en cinta de 8 mm y carretes de 7 pulgadas, lo que lo hace compatible con equipos de montaje automático pick-and-place de alta velocidad, comúnmente utilizados en fabricación en volumen.

Las ventajas clave de este producto incluyen su cumplimiento de las normativas medioambientales, su alta intensidad luminosa gracias a la avanzada tecnología de chip AlInGaP, y un amplio ángulo de visión que garantiza una buena visibilidad desde varios ángulos. Sus mercados objetivo principales incluyen la electrónica de consumo, paneles de control industrial, iluminación interior automotriz e indicación de estado de propósito general donde el espacio es limitado y se requiere un rendimiento fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Para los chips rojo y amarillo, la corriente directa continua máxima (DC) está clasificada en 30 mA. La corriente directa de pico, permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms), es significativamente mayor, de 80 mA. La disipación de potencia máxima para cada chip es de 75 mW. Un parámetro crítico para el diseño del circuito es el factor de reducción de 0.4 mA/°C, que indica que la corriente directa continua permitida debe reducirse linealmente a medida que la temperatura ambiente supera los 25°C para evitar el sobrecalentamiento. La tensión inversa máxima es de 5V para ambos colores. El dispositivo está clasificado para operar dentro de un rango de temperatura ambiente de -30°C a +85°C y puede almacenarse entre -40°C y +85°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20 mA), el LED exhibe métricas de rendimiento específicas. La intensidad luminosa (Iv) para el chip rojo tiene un valor típico de 45.0 mcd (mililúmenes), con un valor mínimo especificado de 18.0 mcd. El chip amarillo es típicamente más brillante, con una intensidad luminosa de 75.0 mcd y un mínimo de 28.0 mcd. Ambos chips comparten una tensión directa típica (Vf) de 2.0V, con un máximo de 2.4V a 20 mA. Esta tensión directa relativamente baja es beneficiosa para el diseño de circuitos de baja potencia. El ángulo de visión (2θ1/2) es amplio, de 130 grados para ambos colores, proporcionando un patrón de emisión amplio. La longitud de onda de emisión pico (λp) es típicamente de 639 nm para el rojo y 591 nm para el amarillo, mientras que la longitud de onda dominante (λd) es típicamente de 631 nm y 589 nm, respectivamente. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm, lo que indica una emisión de color relativamente pura. Otros parámetros incluyen una corriente inversa máxima (Ir) de 10 μA a 5V y una capacitancia típica (C) de 40 pF.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación (binning) para categorizar los LED según su intensidad luminosa, asegurando la consistencia dentro de un lote de producción. Para el chip rojo, las clasificaciones se etiquetan como M, N, P y Q, con rangos de intensidad mínimo-máximo de 18.0-28.0 mcd, 28.0-45.0 mcd, 45.0-71.0 mcd y 71.0-112.0 mcd, respectivamente. El chip amarillo utiliza las clasificaciones N, P, Q y R, cubriendo rangos desde 28.0-45.0 mcd hasta 112.0-180.0 mcd. Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada clasificación de intensidad. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación, equilibrando coste y requisitos de rendimiento. La hoja de datos no indica una clasificación separada para longitud de onda o tensión directa para este número de parte específico.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el extracto de texto proporcionado hace referencia a curvas características típicas en la página 6, los gráficos específicos no están incluidos en el texto. Típicamente, dichas hojas de datos incluyen curvas que ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (curva I-Iv), la corriente directa y la tensión directa (curva I-V), y el efecto de la temperatura ambiente en la intensidad luminosa. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores comprendan el comportamiento no lineal del LED. Por ejemplo, la curva I-Iv muestra que la intensidad luminosa aumenta con la corriente pero puede saturarse a corrientes más altas. La curva I-V es crucial para seleccionar la resistencia limitadora de corriente apropiada. Las curvas de reducción por temperatura demuestran visualmente cómo la corriente máxima permitida disminuye con el aumento de la temperatura ambiente, lo cual es crítico para garantizar la fiabilidad a largo plazo en entornos térmicamente desafiantes.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LED se suministra en un encapsulado de montaje superficial. Las dimensiones físicas exactas del componente en sí se detallan en el dibujo de dimensiones del paquete (referenciado en la página 1 de la hoja de datos). El dispositivo se suministra en formato de cinta y carrete compatible con el montaje automatizado. El ancho de la cinta es de 8 mm y se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 unidades del LED. Para pedidos que no sean un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. La cinta tiene bolsillos embutidos para los componentes, que se sellan con una cinta de cubierta superior. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfiles de Soldadura

La hoja de datos proporciona recomendaciones detalladas de condiciones de soldadura para prevenir daños térmicos. Para la soldadura por reflujo infrarrojo (IR), se sugiere un perfil de temperatura específico. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de esta temperatura debe limitarse a un máximo de 5 segundos. También se recomienda una etapa de precalentamiento. Se sugieren perfiles separados para procesos de soldadura normales y para procesos sin plomo (Pb-free), este último requiriendo pasta de soldadura con composición SnAgCu. Para la soldadura por ola, se especifica una temperatura máxima de la ola de soldadura de 260°C durante un máximo de 10 segundos, con un límite de precalentamiento de 100°C durante 60 segundos máximo. Para la soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por unión, una sola vez.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

El almacenamiento adecuado es crítico para mantener la soldabilidad. Los LED deben almacenarse en un entorno que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran de su embalaje original de barrera de humedad, deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben mantenerse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Los componentes almacenados sin embalaje durante más de una semana requieren un proceso de horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 24 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED. El método recomendado es sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente normal durante menos de un minuto. No se recomienda la limpieza agresiva o por ultrasonidos a menos que se haya probado y calificado específicamente.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED bicolor es ideal para aplicaciones que requieren indicación de estado con más de un estado. Los usos comunes incluyen indicadores de encendido/espera (por ejemplo, rojo para espera, amarillo para encendido), indicadores de fallo/advertencia, indicadores de estado de carga de batería y retroalimentación de selección de modo en dispositivos de consumo como routers, cargadores, equipos de audio y electrodomésticos pequeños. Su amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones en paneles frontales donde el usuario puede ver el indicador desde un ángulo.

7.2 Consideraciones de Diseño y Método de Conducción

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme, especialmente cuando se utilizan múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Modelo de Circuito A). Se desaconseja conducir múltiples LED en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B) porque pequeñas variaciones en la característica de tensión directa (Vf) de cada LED pueden causar diferencias significativas en la corriente que fluye a través de cada uno, lo que lleva a un brillo desigual. El circuito de conducción debe diseñarse para limitar la corriente al valor máximo DC de 30 mA por chip, considerando el factor de reducción si la temperatura ambiente de operación supera los 25°C.

7.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es sensible a las descargas electrostáticas. Para prevenir daños por ESD durante la manipulación y el montaje, son esenciales las siguientes precauciones: El personal debe usar pulseras conductoras o guanti antiestáticos. Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra. Se puede usar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico debido a la fricción durante la manipulación. Estas medidas son críticas para mantener un alto rendimiento de producción y la fiabilidad del producto.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

La característica diferenciadora principal de este componente es la integración de dos chips AlInGaP de alta eficiencia en un único encapsulado SMD compacto. La tecnología AlInGaP ofrece una mayor eficiencia luminosa y una mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP para los colores rojo y amarillo. La capacidad bicolor reduce el número de componentes y el espacio en la placa en comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados. El amplio ángulo de visión de 130 grados es otra ventaja competitiva para aplicaciones que requieren visibilidad fuera del eje. El detallado sistema de clasificación proporciona a los diseñadores un rendimiento óptico predecible.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo conducir tanto el chip rojo como el amarillo simultáneamente a su corriente completa de 30mA?

R: No. Los Límites Absolutos Máximos especifican 30mA DC por chip. Conducir ambos simultáneamente a corriente completa probablemente excedería los límites de disipación de potencia total del paquete y causaría sobrecalentamiento. El circuito de conducción debe diseñarse para gestionar la potencia total.

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 longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la única longitud de onda que mejor coincide con el color percibido de la luz por el ojo humano. λd es a menudo más relevante para la especificación del color.

p>P: ¿Cómo selecciono la resistencia limitadora de corriente correcta?

R: Usa la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - Vf_LED) / I_LED. Usa la Vf máxima de la hoja de datos (2.4V) para un diseño conservador, asegurando que la corriente nunca exceda el nivel deseado incluso con variaciones entre piezas. Por ejemplo, con una alimentación de 5V y una corriente objetivo de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios. Usa el siguiente valor estándar, por ejemplo, 130 o 150 Ohmios, y calcula la disipación de potencia real en la resistencia (P = I^2 * R).

10. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considera diseñar un indicador de doble estado para un conmutador de red. El objetivo es mostrar el estado del enlace (amarillo fijo) y la actividad (rojo intermitente). El LTST-C155KSKRKT es perfecto para esto. Se pueden usar dos pines GPIO independientes de un microcontrolador para conducir el LED a través de resistencias limitadoras de corriente separadas. Los pines 1 y 3 se conectarían para el ánodo/cátodo amarillo, y los pines 2 y 4 para el rojo. El diseño debe asegurar que los pines del microcontrolador puedan suministrar/absorber suficiente corriente (por ejemplo, 20mA por color). Si el conmutador opera en un entorno cálido (por ejemplo, 50°C dentro de una carcasa), la corriente directa debe reducirse. La corriente reducida = 30mA - [0.4 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 30mA - 10mA = 20mA. Por lo tanto, diseñar para 20mA desde el principio proporciona un margen de seguridad para la operación a temperatura elevada.

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 el sistema de material AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) utilizado en este LED, cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos electrones y huecos se recombinan, liberan 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. El AlInGaP tiene una banda prohibida adecuada para producir luz roja, naranja y amarilla de alta eficiencia. El encapsulado bicolor simplemente aloja dos de estos chips semiconductores con diferentes composiciones de material (bandas prohibidas) dentro de un solo encapsulante, con conexiones eléctricas separadas para un control independiente.

12. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología LED para aplicaciones de indicación continúa hacia una mayor eficiencia, tamaños de paquete más pequeños y un menor consumo de energía. El AlInGaP sigue siendo la tecnología dominante para LED rojos, naranjas y amarillos de alto rendimiento debido a su eficacia y estabilidad superiores. La integración, como se ve en este dispositivo bicolor, es una tendencia clave para ahorrar espacio en la PCB y simplificar el montaje en electrónica cada vez más miniaturizada. También hay un creciente énfasis en la clasificación precisa y tolerancias más estrictas para satisfacer las demandas de aplicaciones que requieren color y brillo consistentes, como en los cuadros de instrumentos automotrices o la electrónica de consumo donde la uniformidad estética es importante. Además, la compatibilidad con procesos de soldadura sin plomo y de alta temperatura es ahora un requisito estándar para todos los componentes utilizados en la fabricación de electrónica moderna.