Hoja de Datos del LED SMD LTST-C230TBKT-5A - Montaje Inverso - Azul (InGaN) - 2.65-3.15V - 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C230TBKT-5A es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para procesos de ensamblaje electrónico modernos. Su componente principal es un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) de ultra alto brillo, que emite luz azul. Una característica distintiva clave de este componente es su diseño de montaje inverso, lo que significa que la emisión principal de luz se produce a través del lado del sustrato del encapsulado. Esto se indica con la descripción de lente "Water Clear" (transparente), que normalmente permite un ángulo de visión más amplio o más específico en comparación con las lentes difusas. El dispositivo se suministra en cinta de 8 mm enrollada en carretes de 7 pulgadas, lo que lo hace totalmente compatible con los equipos automáticos de colocación de alta velocidad utilizados en la fabricación en volumen.

El producto está clasificado como producto ecológico, lo que significa que cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). También está diseñado para ser compatible con circuitos integrados (IC) y puede soportar los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), esenciales para el ensamblaje de placas de circuito impreso (PCB) sin plomo (Pb-free).

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar en forma de calor sin degradar su rendimiento o vida útil. Exceder este límite, especialmente a temperaturas ambientales más altas, puede provocar una depreciación acelerada del flujo luminoso y una posible falla.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, pero solo bajo condiciones de pulso con un ciclo de trabajo estricto de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. No es para operación continua.
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo. La mayoría de las características eléctricas y ópticas se miden a una corriente de prueba estándar de 5 mA.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede funcionar en entornos desde -20°C hasta +80°C y puede almacenarse desde -30°C hasta +85°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:El encapsulado puede soportar una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos durante la soldadura por reflujo, lo que se alinea con los requisitos comunes de los procesos sin plomo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a Ta=25°C e I_F=5 mA, salvo que se indique lo contrario, y definen el rendimiento del LED.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 11.2 milicandelas (mcd) hasta un máximo de 45.0 mcd. No se especifica un valor típico, lo que indica que el rendimiento se gestiona mediante clasificación por bins (ver Sección 3). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para que coincida con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje (0 grados). Un ángulo de visión amplio como este es característico de los LED de montaje inverso o de visión lateral y es adecuado para aplicaciones de retroiluminación e indicadores que requieren una iluminación amplia.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):468 nanómetros (nm). Esta es la longitud de onda a la que la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 465.0 nm a 476.5 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color de la luz, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Es un parámetro más relevante para la especificación del color que la longitud de onda de pico.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):25 nm. Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida, medido como el ancho a la mitad de la intensidad máxima.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 2.65V a 3.15V a 5 mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando conduce corriente. Es un parámetro crítico para el diseño del circuito de excitación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a una tensión inversa (V_R) de 5V. Este LED no está diseñado para operar en polarización inversa; este parámetro es solo para pruebas de corriente de fuga. Aplicar tensión inversa en el circuito puede dañar el dispositivo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en bins de rendimiento. El LTST-C230TBKT-5A utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Tensión Directa

Los bins se etiquetan del 1 al 5, cada uno cubre un rango de 0.1V desde 2.65V hasta 3.15V a 5 mA. La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con V_Fsimilar para compartir corriente en arreglos en paralelo.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los bins se etiquetan como L1, L2, M1, M2, N1, N2, con intensidades mínimas que van desde 11.2 mcd hasta 35.5 mcd. La tolerancia en cada bin es de ±15%. Esto permite la selección según los requisitos de brillo de la aplicación.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Se definen dos bins: AC (465.0-470.0 nm) y AD (470.0-476.5 nm). La tolerancia es de ±1 nm. Esto garantiza la consistencia del color dentro de un lote de LED, lo cual es crucial para aplicaciones como pantallas de segmentos múltiples o retroiluminación de color mixto.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien se hace referencia a datos gráficos específicos que no se proporcionan en el extracto de texto, las curvas típicas para tales LED incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_Vvs. I_F):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de manera sub-lineal a corrientes más altas debido al calentamiento y a la caída de eficiencia.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa (V_Fvs. I_F):Demuestra la característica exponencial I-V del diodo. La tensión aumenta con la corriente y disminuye con el aumento de la temperatura de la unión.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra el efecto de extinción térmica, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y por lo tanto de la unión). Una gestión térmica adecuada es clave para mantener un brillo estable.
• Distribución de Potencia Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad de la luz emitida a través del espectro de longitudes de onda, centrado alrededor de la longitud de onda de pico de 468 nm con un ancho medio característico.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA. Las tolerancias dimensionales clave son de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario. La huella exacta y la altura del componente se definen en los dibujos dimensionales a los que se hace referencia en la hoja de datos.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

Para los LED de montaje inverso, la identificación de polaridad (cátodo/ánodo) suele estar marcada en la parte superior del encapsulado o indicada por una forma o tamaño específico de pad en el dibujo de la huella. La hoja de datos incluye dimensiones sugeridas para los pads de soldadura para garantizar una unión de soldadura confiable y una alineación adecuada durante el reflujo. Seguir estas recomendaciones es fundamental para la estabilidad mecánica y el rendimiento térmico.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo (IR) sugerido para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen una zona de precalentamiento (150-200°C), una rampa controlada hasta una temperatura máxima que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima del líquido (TAL) que asegure la formación adecuada de la unión de soldadura sin exponer el LED a un estrés térmico excesivo. El componente puede soportar esta temperatura máxima durante un máximo de 10 segundos. El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar la fiabilidad.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos para una sola operación.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado de plástico o la lente.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones contra ESD:Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). La manipulación debe implicar el uso de pulseras antiestáticas, guanti antiestáticos y equipos correctamente conectados a tierra.
• Sensibilidad a la Humedad:El encapsulado es sensible a la humedad. Cuando está sellado con desecante, debe almacenarse a ≤30°C y ≤90% de HR y usarse dentro de un año. Una vez abierto, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 60% de HR. Los componentes expuestos más allá de 672 horas (nivel MSL 2a) deben secarse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para prevenir el efecto "palomita de maíz" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es cinta portadora de 8 mm en relieve en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Los huecos vacíos en la cinta se sellan con una cinta de cubierta superior. El embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA-481. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El diseño de montaje inverso y el amplio ángulo de visión hacen que este LED sea adecuado para:

• Retroiluminación por Borde:Para pantallas LCD en electrónica de consumo, electrodomésticos e interiores automotrices, donde la luz se inyecta desde el lateral hacia una placa guía de luz.
• Indicadores de Estado:En paneles frontales de equipos donde un ángulo de visión amplio es beneficioso.
• Iluminación Decorativa:En señalización o iluminación de acento donde se requiere emisión lateral.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Excitación de Corriente:Utilice un controlador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para mantener un brillo estable y prevenir la fuga térmica. El punto de operación estándar es de 5-20 mA CC.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar una buena vía térmica desde los pads del LED hasta el cobre de la PCB ayuda a mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente a temperaturas ambientales más altas o corrientes de excitación elevadas.
• Diseño Óptico:La lente transparente produce un patrón de haz más enfocado en comparación con una lente difusa. Considere esto en el diseño de la guía de luz o difusor para aplicaciones de retroiluminación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación de este LED radica en suarquitectura de montaje inverso. A diferencia de los LED que emiten desde la parte superior, la luz se emite a través del sustrato, lo que a menudo permite una instalación de perfil más bajo y un ángulo de visión muy amplio, ideal para disparar lateralmente hacia guías de luz. El uso de unchip de InGaNproporciona alta eficiencia y brillo en el espectro azul. El cumplimiento con los estándares decolocación automáticayreflujo IRlo convierte en un componente de fácil integración para líneas de ensamblaje SMT modernas y de alto volumen, diferenciándolo de los LED más antiguos de orificio pasante o montaje manual.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo excitar este LED a 20 mA de forma continua?

R: Sí, 20 mA es la corriente directa continua máxima recomendada. Para una longevidad óptima y teniendo en cuenta los efectos térmicos, es común operar en o por debajo de este valor, como la corriente de prueba estándar de 5 mA.

P: ¿Qué significa el código de bin en el número de pieza (ej., -5A)?

R: Aunque no se detalla explícitamente en el extracto, sufijos como "-5A" a menudo indican combinaciones específicas de bins para tensión directa, intensidad y/o longitud de onda según las listas de códigos de bin proporcionadas. Esto permite una selección precisa según las necesidades de la aplicación.

P: ¿Se requiere un disipador de calor para este LED?

R: Para operar a 20 mA o menos en condiciones ambientales típicas, el cobre de la PCB en sí suele proporcionar suficiente disipación de calor. Para temperaturas ambientales altas o si se excita en los límites absolutos máximos, es recomendable mejorar el diseño térmico de la huella en la PCB.

P: ¿Puedo usarlo para iluminación exterior automotriz?

R: La hoja de datos indica que el LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios. Para aplicaciones con requisitos de fiabilidad excepcionales, como la iluminación exterior automotriz, es necesario consultar con el fabricante para verificar la idoneidad y obtener calificaciones específicas de grado automotriz.

11. Ejemplo Práctico de Uso

Caso de Diseño: Retroiluminación para una Pantalla de Panel de Instrumentos Pequeña

Un diseñador necesita retroiluminar una pantalla LCD monocromática de 2 pulgadas con una iluminación uniforme. Elige el LTST-C230TBKT-5A por su propiedad de emisión lateral. Se colocan cuatro LED a lo largo de un borde de una placa guía de luz (LGP) de acrílico. Los LED se excitan en serie con un controlador de corriente constante ajustado a 15 mA por LED, asegurando corriente y brillo uniformes. El amplio ángulo de visión de 130 grados acopla eficientemente la luz en la LGP. El diseñador selecciona LED del mismo bin de intensidad (ej., M1) y bin de longitud de onda (ej., AC) para garantizar un brillo y color consistentes en toda la pantalla. El diseño de la PCB sigue las dimensiones sugeridas para los pads e incluye conexiones de alivio térmico a un plano de tierra para la disipación de calor.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en este LED se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor hecha de materiales InGaN. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En los semiconductores de InGaN, esta recombinación libera energía principalmente en forma de fotones azules. La longitud de onda específica (color azul) está determinada por la energía de la banda prohibida de la aleación de InGaN. El diseño de "montaje inverso" significa que el chip está montado de manera que la capa activa generadora de luz emite hacia abajo a través del sustrato transparente del chip, que luego es moldeada y dirigida por la lente de epoxi transparente del encapsulado.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en los LED SMD como este continúa hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), una mejor consistencia de color mediante clasificaciones más estrictas (binning) y una mayor fiabilidad en condiciones de mayor temperatura y humedad. La tecnología de encapsulado está evolucionando para permitir huellas aún más pequeñas manteniendo o aumentando la salida de luz. También existe un fuerte impulso hacia una adopción más amplia de materiales sin plomo y sin halógenos para cumplir con las regulaciones ambientales en evolución a nivel mundial. La integración de los LED en procesos automatizados de ensamblaje e inspección sigue siendo un enfoque clave, asegurando la compatibilidad con las líneas de fabricación inteligente de la Industria 4.0.