Hoja de Datos del LED SMD Multicolor LTST-C19HRGYW - Dimensiones del Paquete - Rojo/Verde/Amarillo - 30mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C19HRGYW es un LED multicolor de montaje superficial diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren un tamaño compacto y montaje automatizado. Este dispositivo integra tres chips LED distintos en un único paquete extrafino, permitiendo soluciones versátiles de indicación de color e iluminación de fondo.

1.1 Ventajas Principales

Este LED ofrece varias ventajas clave para los ingenieros de diseño. Su principal beneficio es la integración de tres fuentes de luz (Rojo, Verde, Amarillo) en una única huella miniatura, ahorrando un valioso espacio en la PCB. El paquete es excepcionalmente delgado, con una altura de solo 0,35 mm, lo que lo hace adecuado para dispositivos ultradelgados. Es totalmente compatible con las directivas RoHS y está diseñado para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo, facilitando la fabricación automatizada de alto volumen.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

El dispositivo está dirigido a una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales. Sus aplicaciones principales incluyen indicadores de estado e iluminación de fondo para teclados en equipos de telecomunicaciones como teléfonos inalámbricos y móviles. También es muy adecuado para su uso en productos de automatización de oficina como ordenadores portátiles, sistemas de red, diversos electrodomésticos y señalización interior o luminarias de símbolos. La combinación de colores permite la indicación de múltiples estados en un solo componente.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del dispositivo en condiciones estándar.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Los valores máximos absolutos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La disipación de potencia es de 75 mW para los chips Rojo y Amarillo, y de 80 mW para el chip Verde. La corriente directa continua máxima es de 30 mA para Rojo y Amarillo, y de 20 mA para Verde. Se permite una corriente directa de pico más alta de 80 mA (Rojo/Amarillo) y 100 mA (Verde) en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms). El dispositivo puede operar en un rango de temperatura de -20°C a +80°C y almacenarse de -30°C a +85°C. Puede soportar la soldadura por reflujo infrarrojo a 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico cuando se opera dentro de las condiciones recomendadas a Ta=25°C. La intensidad luminosa (Iv) se mide a una corriente directa (If) de 20 mA. Para el chip Rojo, Iv varía desde un mínimo de 45,0 mcd hasta un máximo de 180,0 mcd. El chip Verde ofrece una salida más alta, que va de 71,0 mcd a 450,0 mcd. El chip Amarillo varía de 71,0 mcd a 280,0 mcd. El dispositivo presenta un ángulo de visión (2θ1/2) muy amplio de 130 grados, proporcionando una iluminación difusa y extensa. Las longitudes de onda de emisión pico (λP) son 632,0 nm (Rojo), 520,0 nm (Verde) y 595,0 nm (Amarillo). Los rangos correspondientes de longitud de onda dominante (λd) son 617-631 nm (Rojo), 520-530 nm (Verde) y 587-602 nm (Amarillo). El voltaje directo (Vf) a 20 mA varía de 1,8 V a 2,4 V para Rojo y Amarillo, y de 2,9 V a 3,5 V para Verde. La corriente inversa máxima (Ir) es de 10 μA a un voltaje inverso (Vr) de 5 V para todos los colores.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

El sistema de clasificación categoriza los LED por su salida de luz medida a 20 mA. Cada lote tiene un valor mínimo y máximo definido, con una tolerancia de +/-15% dentro de cada lote. Para el chip Rojo, los lotes se etiquetan como P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) y R (112,0-180,0 mcd). El chip Verde utiliza los lotes Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) y T (280,0-450,0 mcd). El chip Amarillo se clasifica como Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd) y S (180,0-280,0 mcd). Este sistema permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con los requisitos de brillo específicos para su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a datos gráficos específicos, las curvas típicas para este tipo de dispositivo ilustrarían relaciones clave. La curva de corriente directa frente a voltaje directo (I-V) muestra la relación exponencial, crítica para diseñar circuitos limitadores de corriente. La curva de intensidad luminosa relativa frente a corriente directa demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta el valor máximo nominal. La curva de distribución espectral mostraría las bandas de emisión estrechas características de los materiales semiconductores AlInGaP (Rojo/Amarillo) e InGaN (Verde), definiendo la salida de color puro. Comprender estas curvas es esencial para optimizar las condiciones de excitación y predecir el rendimiento en diferentes escenarios operativos.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El LTST-C19HRGYW se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. El color de la lente es blanco difuso. Los colores de las fuentes internas y sus asignaciones de pines correspondientes son: Pin 1 para el chip Rojo de AlInGaP, Pin 2 para el chip Verde de InGaN y Pin 3 para el chip Amarillo de AlInGaP. Todas las tolerancias dimensionales son de ±0,1 mm a menos que se especifique lo contrario. Se debe consultar el dibujo mecánico exacto para cálculos críticos de colocación y espacio libre.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para garantizar una soldadura fiable y una correcta alineación mecánica durante el proceso de reflujo. Adherirse a este patrón ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (componente levantado) y asegura una buena formación del filete de soldadura, lo cual es crucial tanto para la conexión eléctrica como para la resistencia mecánica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de temperatura específico. La temperatura máxima del cuerpo no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 260°C debe limitarse a un máximo de 10 segundos. También se define una etapa de precalentamiento. Es fundamental seguir estas pautas para evitar daños térmicos en el paquete del LED, como la delaminación o el agrietamiento, que pueden degradar el rendimiento o causar fallos.

6.2 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

Una manipulación adecuada es esencial para la fiabilidad. El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD); por lo tanto, durante la manipulación son obligatorias precauciones antiestáticas como pulseras y equipos conectados a tierra. Para el almacenamiento, las bolsas herméticas sin abrir (con desecante) deben mantenerse a ≤30°C y ≤90% HR, con una vida útil de un año. Una vez abiertas, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y deben someterse a reflujo IR en una semana (Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3, MSL 3). Si se almacenan más tiempo fuera de la bolsa original, se requiere un secado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar 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. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar el paquete de plástico o la lente.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se suministran en formato de cinta y carrete compatible con máquinas automáticas de pick-and-place. El ancho de la cinta es de 8 mm, enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 4000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, está disponible una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481. La cinta se sella con una cinta de cubierta para proteger los componentes, y el número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada chip de color dentro del paquete debe ser excitado de forma independiente. Un circuito de excitación típico implica una resistencia limitadora de corriente en serie con cada ánodo (pin). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, donde Vcc es el voltaje de alimentación, Vf es el voltaje directo del chip LED específico (usar el valor máximo de la hoja de datos para fiabilidad) e If es la corriente directa deseada (no exceder la nominal en DC). Para multiplexación o control avanzado, se pueden usar drivers de corriente constante o PWM (Modulación por Ancho de Pulso) para ajustar el brillo y crear efectos de mezcla de colores entre los tres canales.

8.2 Consideraciones y Precauciones de Diseño

Este LED está destinado a equipos electrónicos de propósito general. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría comprometer la seguridad (p. ej., aviación, dispositivos médicos), es necesaria una consulta con el proveedor del componente antes del diseño. El dispositivo no está diseñado para operar con voltaje inverso; aplicar polarización inversa más allá de la condición de prueba (5V) puede causar daños. Debe considerarse la gestión térmica si se opera cerca de las corrientes máximas nominales o en altas temperaturas ambientales, ya que el calor excesivo puede reducir la salida luminosa y la vida útil. El amplio ángulo de visión lo hace excelente para la iluminación de área, pero puede requerir guías de luz o difusores para dar forma específica al haz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave del LTST-C19HRGYW es su capacidad multicolor de múltiples chips en un paquete SMD extrafino. En comparación con el uso de tres LED monocromáticos discretos, ofrece un ahorro de espacio significativo en la PCB y simplifica el proceso de montaje. El uso de tecnología AlInGaP para Rojo y Amarillo proporciona alta eficiencia y buena pureza de color, mientras que se usa tecnología InGaN para el chip Verde. El ángulo de visión de 130 grados es notablemente amplio, ofreciendo una iluminación más uniforme en comparación con dispositivos de ángulo más estrecho. Su compatibilidad con los procesos estándar de reflujo IR lo alinea con las líneas de montaje SMT convencionales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo excitar los tres colores simultáneamente a su corriente continua máxima?

R: No. Deben considerarse los límites de disipación de potencia y térmicos del paquete compartido. Excitar los tres chips a su corriente continua máxima individual (30mA+20mA+30mA=80mA total) probablemente excedería la capacidad térmica del paquete a menos que se proporcione un disipador de calor excelente. Es recomendable consultar las curvas de derating u operar a corrientes más bajas para un funcionamiento simultáneo a plena potencia.

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y 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 máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única del color espectral puro que coincide con el color percibido del LED. λd está más relacionada con la percepción del color humano.

P: ¿Cómo interpreto el código de lote al realizar un pedido?

R: El código de lote (p. ej., R para Rojo) especifica el rango garantizado de intensidad luminosa para ese LED en particular. Debe especificar el código de lote deseado para cada color al realizar el pedido para asegurar que su diseño reciba LED con las características de brillo requeridas para una apariencia y rendimiento consistentes del producto.

11. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Indicador de Estado para un Router de Red

Un diseñador necesita un único indicador para mostrar múltiples estados del sistema: Apagado (sin luz), Arrancando (Amarillo parpadeando), Operación Normal (Verde fijo), Error de Red (Rojo fijo) y Actividad de Datos (Verde parpadeando). El LTST-C19HRGYW es una elección ideal. Un pin GPIO de un microcontrolador puede conectarse a cada cátodo (con resistencias limitadoras de corriente apropiadas en el lado del ánodo común). El software puede entonces controlar cada color de forma independiente: encendiendo el Amarillo para el arranque, el Verde para normal, el Rojo para error y alternando el Verde para la actividad de datos. Esto reemplaza tres LED separados, ahorrando espacio en la placa y número de componentes, mientras proporciona una indicación limpia de múltiples estados desde un solo punto.

12. 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 LTST-C19HRGYW se utilizan dos sistemas de materiales semiconductores diferentes. Los chips Rojo y Amarillo están hechos de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), que es eficiente para producir luz en el espectro del rojo al amarillo-naranja. El chip Verde está hecho de Nitruro de Indio y Galio (InGaN), que es el material estándar para producir luz azul y verde. Cuando se polarizan en directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). El color específico de la luz está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED SMD como el LTST-C19HRGYW sigue varias tendencias clave de la industria. Existe un impulso continuo hacia la miniaturización, permitiendo más componentes y funciones en dispositivos más pequeños. Una mayor eficiencia es otra tendencia importante, que conduce a una mayor salida luminosa por unidad de potencia eléctrica (mayor eficacia), lo cual es crucial para aplicaciones alimentadas por baterías. La mejora en la reproducción cromática y tolerancias de clasificación más estrictas también son áreas de enfoque, permitiendo una producción de color más consistente y precisa en pantallas e iluminación. Además, una mayor fiabilidad y robustez para entornos hostiles, junto con la compatibilidad con procesos de soldadura a mayor temperatura, son desarrollos en curso para satisfacer las demandas de aplicaciones automotrices e industriales avanzadas.