Hoja de Datos del LED SMD LTST-C19MGEBK-RR - RGB Color Completo - Altura 0.5mm - Corriente Directa 20-30mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones del LTST-C19MGEBK-RR, una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente pertenece a una familia de LEDs miniatura diseñados específicamente para procesos de ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El dispositivo integra tres chips LED distintos en un solo encapsulado compacto, permitiendo la emisión de luz roja, verde y azul. Esta capacidad de color completo lo hace adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos modernos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su perfil excepcionalmente delgado, su alta luminosidad y su cumplimiento con estándares ambientales y de fabricación. Su diseño prioriza la compatibilidad con entornos de producción automatizada de alto volumen.

• Aplicaciones Objetivo:El LED es ideal para dispositivos de telecomunicaciones (teléfonos inalámbricos y celulares), computación portátil (computadoras portátiles), equipos de sistemas de red, diversos electrodomésticos y aplicaciones de señalización o pantallas interiores.
• Características Clave:El dispositivo cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). Presenta una altura de encapsulado extra delgada de 0.5 mm. Utiliza chips semiconductores de alto rendimiento Ultra Brillantes InGaN (para verde y azul) y AlInGaP (para rojo). Se suministra envasado en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, cumpliendo con el embalaje estándar EIA para manejo automatizado.
• Compatibilidad de Fabricación:El componente está diseñado para ser compatible con circuitos integrados (compatible con I.C.) y equipos automáticos de colocación estándar. Puede soportar procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para el ensamblaje de tecnología de montaje superficial.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

El rendimiento del LED se define bajo condiciones específicas de prueba ambientales y eléctricas, principalmente a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Comprender estos parámetros es crucial para un diseño de circuito confiable.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación bajo o en estos límites y debe evitarse en el diseño.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW para los chips Verde y Azul; 75 mW para el chip Rojo. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar como calor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA para Verde/Azul, 80 mA para Rojo, bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1 ms. Esta especificación es para operación pulsada, no para corriente continua (DC).
• Corriente Directa en DC (I_F):La corriente continua máxima: 20 mA para los chips Verde y Azul; 30 mA para el chip Rojo.
• Rangos de Temperatura:Operación: -20°C a +80°C; Almacenamiento: -30°C a +85°C.
• Condición de Soldadura:Resiste soldadura por reflujo infrarrojo a una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos, lo cual es típico para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los valores de rendimiento típicos medidos bajo las condiciones de prueba especificadas. Los diseñadores deben usarlos como guía, notando los límites mínimos y máximos.

• Intensidad Luminosa (I_V):Medida en milicandelas (mcd). El valor mínimo es 180 mcd, probado a diferentes corrientes directas para cada color: Verde a 2mA, Rojo a 4.8mA, Azul a 3mA. El máximo es 450 mcd. La intensidad se mide usando un sensor y un filtro que se aproxima a la curva estándar de respuesta del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El ángulo de visión total típico es de 120 grados, lo que indica un patrón de emisión de ángulo amplio.
• Parámetros de Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Los valores típicos son 518 nm (Verde), 632 nm (Rojo) y 468 nm (Azul). Esta es la longitud de onda en la que la salida espectral es más fuerte.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d):Los valores típicos son 525 nm (Verde), 624 nm (Rojo) y 470 nm (Azul). Esta es la única longitud de onda percibida por el ojo humano que define el color.
  • Ancho Medio Espectral (Δλ):Los valores típicos son 35 nm (Verde), 20 nm (Rojo) y 25 nm (Azul). Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):La caída de voltaje a través del LED cuando opera a su corriente de prueba. Los rangos son: Verde: 2.20V mín., 3.00V máx.; Rojo: 1.70V mín., 2.40V máx.; Azul: 2.20V mín., 3.00V máx.
• Corriente Inversa (I_R):Corriente de fuga máxima de 50 μA (Verde/Azul) y 10 μA (Rojo) cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según su rendimiento medido. El LTST-C19MGEBK-RR utiliza dos criterios principales de clasificación.

3.1 Rango de Intensidad Luminosa (I_V)

Los LEDs se clasifican según su intensidad luminosa medida a las corrientes de prueba estándar. Los códigos de lote y sus rangos son:

• S1:180 mcd (Mín.) a 225 mcd (Máx.)
• S2:225 mcd a 285 mcd
• T1:285 mcd a 355 mcd
• T2:355 mcd a 450 mcd

Se aplica una tolerancia de +/-15% a cada lote de intensidad luminosa.

3.2 Rango de Tono (Color)

Este es un sistema de clasificación más complejo basado en las coordenadas de cromaticidad CIE 1931 (x, y), que definen científicamente los puntos de color. La hoja de datos proporciona una cuadrícula detallada de códigos de lote (A, B, C, D y sus subvariantes A1, B1, etc.) con límites de coordenadas específicos que forman cuadriláteros en el diagrama de cromaticidad. Esto permite una selección precisa de LEDs con una salida de color casi idéntica. Se aplica una tolerancia de +/-0.01 a las coordenadas (x, y) de cada lote de tono. La longitud de onda dominante (λ_d) se deriva de estas coordenadas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (p.ej., Fig.1, Fig.5), sus características típicas pueden describirse en base a la tecnología y los parámetros proporcionados.

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

La relación I-V para los LEDs no es lineal y es exponencial. Los valores de voltaje directo (V_F) proporcionados en las especificaciones son instantáneas a corrientes de prueba específicas. En la práctica, V_Faumentará al incrementar I_Fy también depende de la temperatura. Los diferentes rangos de V_Fpara Rojo (~1.7-2.4V) versus Verde/Azul (~2.2-3.0V) requieren un diseño cuidadoso de los circuitos limitadores de corriente, especialmente en aplicaciones multicolor.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (I_V) es generalmente proporcional a la corriente directa (I_F) dentro del rango de operación. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de calor. La hoja de datos especifica diferentes corrientes de prueba para cada color para lograr niveles de brillo comparables, lo que refleja las diferentes eficiencias de las tecnologías de chips InGaN y AlInGaP.

4.3 Características de Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El rango de temperatura de operación especificado de -20°C a +80°C define las condiciones ambientales bajo las cuales el dispositivo cumplirá con sus especificaciones publicadas. Una gestión térmica adecuada en la PCB es esencial para mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente dado el perfil delgado del dispositivo que puede tener una masa térmica limitada.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El LED viene en un encapsulado SMD estándar. La lente es transparente. Los colores de la fuente interna y sus asignaciones de pines correspondientes son: InGaN Verde en los pines 1 y 4; AlInGaP Rojo en los pines 2 y 5; InGaN Azul en los pines 3 y 6. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia típica de ±0.1 mm a menos que se indique lo contrario. La altura ultradelgada de 0.5 mm es una característica mecánica clave.

5.2 Almohadilla de Montaje en PCB Recomendada

La hoja de datos incluye un diagrama que muestra el diseño recomendado de la almohadilla de cobre en la PCB para soldar el LED. Adherirse a esta huella es crítico para lograr uniones de soldadura confiables, una alineación adecuada y una disipación de calor efectiva durante el proceso de reflujo y la operación.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Condición de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se proporciona un perfil de reflujo sugerido, con una temperatura máxima de 260°C sostenida durante 10 segundos. Este es un perfil estándar para muchos componentes SMD y garantiza que el encapsulado del LED no se dañe por el calor excesivo.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los productos químicos especificados. La hoja de datos recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados podrían dañar el material del encapsulado.

6.3 Precaución por Descarga Electroestática (ESD)

Los chips LED son sensibles a la electricidad estática y a las sobretensiones. Se recomienda encarecidamente usar controles ESD adecuados al manipular estos dispositivos: pulseras antiestáticas, guanti antiestáticos y asegurarse de que todo el equipo y la maquinaria estén correctamente conectados a tierra.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

Paquete Sellado:Los LEDs deben almacenarse a 30°C o menos y al 90% de humedad relativa (HR) o menos. Cuando se envasan en una bolsa a prueba de humedad con desecante, deben usarse dentro de un año.
Paquete Abierto:El ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C o el 60% de HR. Los componentes retirados de su embalaje original deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de una semana (Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3, MSL 3). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora estampada estándar de la industria, de 8 mm de ancho, enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete completo contiene 4000 piezas. La cinta tiene una cinta de cubierta para sellar los bolsillos de los componentes. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Para cantidades remanentes, la cantidad mínima de embalaje es de 500 piezas.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Retroiluminación de Teclado/Teclado:Su perfil delgado y capacidad RGB lo hacen ideal para iluminar teclas en dispositivos portátiles, potencialmente con efectos de cambio de color.
• Indicadores de Estado:Puede proporcionar información de estado multicolor (p.ej., rojo para error, verde para listo, azul para activo) en una sola huella de componente.
• Micro-Pantallas y Luminarias de Símbolos:Adecuado para pequeñas pantallas de información a color o retroiluminación de símbolos en paneles de control.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Conducción de Corriente:Utilice controladores de corriente constante o resistencias limitadoras de corriente apropiadas para cada canal de color de forma independiente, debido a sus diferentes V_Fe I_F characteristics.
• Gestión Térmica:Asegúrese de que el diseño de la PCB permita la disipación de calor desde la almohadilla del LED, especialmente si se conduce a la corriente máxima o cerca de ella.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados proporciona una emisión amplia. Considere difusores o guías de luz si se requiere una salida más uniforme o dirigida.
• Clasificación para Consistencia:Para aplicaciones que requieren color y brillo uniformes en múltiples unidades, especifique los códigos de lote de I_Vy Tono requeridos durante la adquisición.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-C19MGEBK-RR se diferencia principalmente por sualtura ultradelgada de 0.5 mm, lo cual es ventajoso para la electrónica de consumo cada vez más delgada. La integración detres chips de alto rendimiento (InGaN para V/A, AlInGaP para R)en un solo encapsulado ofrece un brillo y una gama de colores superiores en comparación con los LEDs blancos más antiguos convertidos por fósforo o tecnologías de chips menos eficientes. Su pleno cumplimiento conprocesos de ensamblaje automatizados (cinta y carrete, reflujo IR)lo convierte en una opción rentable para la fabricación de alto volumen, diferenciándolo de los LEDs que requieren soldadura manual.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar los tres colores (RGB) desde una sola fuente de corriente constante?
R: No. Los rangos de voltaje directo (V_F) difieren significativamente entre el chip rojo y los chips verde/azul. Deben ser alimentados por circuitos regulados de corriente separados o tener resistencias limitadoras de corriente calculadas individualmente.

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?
R: La Longitud de Onda Pico (λ_P) es el pico físico del espectro de luz que emite el LED. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es la única longitud de onda perceptiva que el ojo humano asocia con el color. λ_des más relevante para la especificación de color en pantallas e iluminación.

P: El MSL está clasificado como 3. ¿Qué significa esto para mi proceso de producción?
R: El Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 significa que el encapsulado puede estar expuesto a las condiciones del piso de fábrica (≤30°C/60% HR) hasta por 168 horas (7 días) antes de que deba soldarse. Si se excede, las piezas pueden necesitar un horneado para eliminar la humedad absorbida antes del reflujo para evitar daños por "efecto palomita de maíz".

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un indicador de estado multicolor para un dispositivo IoT portátil.
El diseño requiere un solo componente diminuto para mostrar el estado de la red (azul: conectando, verde: conectado, rojo: error) y el estado de la batería (verde: alta, rojo: baja). Se selecciona el LTST-C19MGEBK-RR por su delgadez y capacidad RGB. El diseñador:
1. Diseña la PCB utilizando la huella de almohadilla recomendada.
2. Diseña tres circuitos separados de interruptores MOSFET de lado bajo, cada uno con una resistencia en serie calculada para el rango específico de V_Fdel color objetivo (Rojo, Verde, Azul) para lograr la corriente deseada (p.ej., 15mA para un buen brillo con bajo consumo).
3. Se asegura de que los pines GPIO del microcontrolador puedan absorber la corriente requerida.
4. Especifica un lote de Tono estrecho (p.ej., B1 para verde) durante el pedido para garantizar que el color verde "conectado" sea consistente en todas las unidades de producción.
5. Planifica el proceso de ensamblaje para asegurar que el carrete se use dentro del plazo de MSL 3 después de abrirlo.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en los LEDs se basa en la electroluminiscencia en materiales semiconductores. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n del chip, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Este dispositivo utiliza:
- Nitruro de Galio e Indio (InGaN):Un semiconductor compuesto cuya banda prohibida puede ajustarse variando el contenido de indio. Se utiliza aquí para producir luz verde y azul.
- Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP):Otro semiconductor compuesto, excelente para producir luz roja y ámbar de alta eficiencia. La lente transparente permite que el color intrínseco del chip se vea directamente sin conversión de color.

13. Tendencias de Desarrollo

La evolución de los LEDs SMD como este sigue varias tendencias claras de la industria:Miniaturización(huellas más delgadas y pequeñas) para permitir productos finales más elegantes.Mayor Eficiencia(mayor intensidad luminosa por mA) para reducir el consumo de energía en dispositivos alimentados por batería.Mejora en la Reproducción de Color y la Gamaa través de materiales de chips avanzados como InGaN y AlInGaP para pantallas más vívidas y precisas.Fiabilidad y Estandarización Mejoradaspara una integración perfecta en líneas de ensamblaje totalmente automatizadas y de alta velocidad, como lo demuestran la clasificación detallada, las especificaciones de cinta y carrete y los perfiles de reflujo proporcionados en esta hoja de datos.