Hoja de Datos del LED SMD LTST-S270KGKT - Chip de Emisión Lateral - Verde (574nm) - 2.4V - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-S270KGKT es un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de alta luminosidad y emisión lateral que utiliza tecnología de chip AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Este componente está diseñado para aplicaciones que requieren un amplio ángulo de visión y un rendimiento fiable en procesos de ensamblaje automatizado. Su función principal es servir como una fuente de luz indicadora compacta y eficiente.

Ventajas Principales:Los beneficios clave de este LED incluyen su salida ultrabrillante gracias al sistema de material AlInGaP, su compatibilidad con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo y su embalaje en cinta de 8mm para el ensamblaje automatizado pick-and-place de alto volumen. También está clasificado como producto verde, cumpliendo con los estándares de conformidad RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

Mercado Objetivo:Este LED es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo dispositivos de automatización de oficinas, equipos de comunicación y diversos electrodomésticos donde se requiere una indicación de estado fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor sin exceder sus límites térmicos.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. La corriente directa continua máxima que se puede aplicar.
• Corriente Directa de Pico:80 mA (en condiciones de pulso: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto permite pulsos breves de corriente más alta para aplicaciones como multiplexación.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Resiste 260°C durante 10 segundos, lo que es típico para procesos de reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C e IF=20mA, a menos que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 18.0 mcd (mínimo) hasta 71.0 mcd (máximo), con un valor típico proporcionado. Esto mide el brillo percibido por el ojo humano.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados. Este amplio ángulo indica que el LED emite luz sobre un área extensa, haciéndolo adecuado para aplicaciones de visión lateral.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):574 nm. La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):571 nm. Esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. Esto indica la pureza espectral o la dispersión de longitudes de onda emitidas alrededor del pico.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 2.4V, con un rango de 2.0V a 2.8V a 20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando está conduciendo.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo a VR=5V. Una pequeña corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.

3. Explicación del Sistema de Códigos Bin

El LED se clasifica en bins según parámetros clave para garantizar la consistencia en las series de producción. Los diseñadores deben especificar los códigos de bin requeridos al realizar el pedido para la coincidencia de color y brillo.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Clasificado a 20mA. La tolerancia en cada bin es de ±0.1V.
Códigos Bin: 4 (1.90-2.00V), 5 (2.00-2.10V), 6 (2.10-2.20V), 7 (2.20-2.30V), 8 (2.30-2.40V).

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a 20mA. La tolerancia en cada bin es de ±15%.
Códigos Bin: M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd).

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a 20mA. La tolerancia para cada bin es de ±1 nm.
Códigos Bin: C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (ej., Fig.1 para distribución espectral, Fig.6 para ángulo de visión), los datos implican un comportamiento estándar de LED.

• Curva IV:El voltaje directo (VF) aumenta con la corriente directa (IF), siguiendo una relación exponencial típica de un diodo. El VF especificado @ 20mA es el punto de diseño clave.
• Características de Temperatura:La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El amplio rango de temperatura de operación (-30°C a +85°C) indica un rendimiento estable en diversos entornos, aunque puede ser necesario reducir la potencia a altas temperaturas.
• Distribución Espectral:El pico en 574nm con un ancho medio de 15nm define el color verde. La longitud de onda dominante (571nm) es el parámetro clave para la especificación del color en el diseño.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a un contorno de encapsulado estándar EIA para LEDs de emisión lateral. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.10 mm, a menos que se especifique lo contrario. En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales detallados para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Diseño de Pads y Polaridad

La hoja de datos incluye dimensiones y orientación sugeridas para los pads de soldadura. La polaridad correcta es crucial; el LED tiene un ánodo y un cátodo que deben alinearse con la huella en la PCB. El encapsulado está diseñado para ser compatible con equipos de colocación automática.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo IR sugerido para proceso sin plomo, conforme a los estándares JEDEC.

• Precalentamiento:150-200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:10 segundos máximo (recomendado para un máximo de dos ciclos de reflujo).

Nota:El perfil óptimo depende del diseño específico de la PCB, la pasta de soldar y el horno. El perfil proporcionado sirve como objetivo genérico.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad (una sola vez).

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año si la bolsa antihumedad con desecante está intacta.
• Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Usar dentro de una semana para reflujo. Para almacenamiento más prolongado, usar un contenedor sellado con desecante o un desecador de nitrógeno. Los LEDs almacenados fuera del embalaje por >1 semana deben secarse a ~60°C durante ≥20 horas antes de soldar.

6.4 Limpieza

Usar solo agentes de limpieza especificados. Sumergir en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto si se requiere limpieza. No usar productos químicos no especificados.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

• Empaquetado en cinta portadora en relieve de 8mm de ancho.
• Suministrado en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Los espacios vacíos se sellan con cinta de cubierta.
• Se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos por carrete.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED de emisión lateral es ideal para aplicaciones donde la luz necesita ser visible desde el borde de un dispositivo, como:

• Indicadores de estado en electrónica de consumo delgada (teléfonos, tabletas, portátiles).
• Retroiluminación para paneles o símbolos iluminados lateralmente.
• Indicadores de nivel en equipos de audio o instrumentación.
• Luces indicadoras de propósito general en electrodomésticos y equipos de oficina.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Calcular basándose en el voltaje de alimentación (Vs), el voltaje directo del LED (VF del bin elegido) y la corriente directa deseada (IF, sin exceder 30mA DC). Fórmula: R = (Vs - VF) / IF.
• Protección contra ESD:Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Manipular con las precauciones ESD apropiadas (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra).
• Gestión Térmica:Asegurar que el diseño de la PCB permita la disipación de calor, especialmente si se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una amplia visibilidad. Considerar esto en el diseño mecánico de guías de luz o aperturas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-S270KGKT se diferencia por su material y encapsulado:

• AlInGaP vs. Otras Tecnologías:En comparación con los LEDs verdes tradicionales de GaP (Fosfuro de Galio), el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa y un brillo significativamente mayores.
• Encapsulado de Emisión Lateral:A diferencia de los LEDs de emisión superior, este encapsulado está específicamente diseñado para emitir luz desde el lateral, ahorrando espacio vertical en la PCB y permitiendo diseños estéticos y funcionales únicos.
• Compatibilidad con Reflujo:Su capacidad para soportar perfiles de reflujo SMT estándar lo hace adecuado para líneas de fabricación modernas de alto volumen junto con otros componentes.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V?
A: Usando VF típico=2.4V y un objetivo IF=20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Usar el valor estándar más cercano (ej., 130Ω o 120Ω). Siempre considerar el VF mínimo y máximo del código de bin para cálculos de corriente en el peor caso.

P: ¿Puedo controlar este LED con una señal PWM para atenuación?
A: Sí. La corriente directa de pico de 80mA (pulsada) permite la atenuación PWM. Asegurar que la corriente promedio en el tiempo no exceda la corriente directa continua máxima de 30mA.

P: ¿Por qué hay diferentes códigos de bin y cuál debo elegir?
A: Las variaciones de fabricación causan diferencias en VF, intensidad y longitud de onda. La clasificación en bins garantiza consistencia dentro de un lote. Para aplicaciones críticas en color (ej., pantallas multi-LED), especificar un bin de longitud de onda estrecho (ej., D). Para consistencia de brillo, especificar un bin de intensidad estrecho (ej., P). Para indicación general, los bins estándar son aceptables.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?
A: En la disipación de potencia absoluta máxima de 75mW y condiciones típicas de operación (20mA * ~2.4V = 48mW), generalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED. Sin embargo, un área de cobre adecuada en la PCB puede ayudar en la disipación de calor, especialmente en entornos de alta temperatura o cuando se agrupan múltiples LEDs.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Estado para un Dispositivo Portátil
Un diseñador está creando una tableta delgada con un indicador de encendido/carga montado en el lateral. Se selecciona el LTST-S270KGKT por su propiedad de emisión lateral y su perfil bajo.

1. Diseño de la PCB:El LED se coloca en el borde de la PCB. Se utiliza el diseño de pads sugerido en la hoja de datos para garantizar una soldadura y alineación correctas.
2. Diseño del Circuito:El dispositivo utiliza un riel del sistema de 3.3V. Se elige una resistencia de 47Ω ((3.3V - 2.4V)/0.02A ≈ 45Ω) para alimentar el LED a aproximadamente 20mA, proporcionando un brillo amplio.
3. Integración Mecánica:Una pequeña guía de luz canaliza la luz desde el lateral del LED hacia una pequeña ventana en el bisel de la tableta. El ángulo de visión de 130 grados asegura que la luz sea fácilmente visible desde varios ángulos.
4. Fabricación:Los LEDs, suministrados en carretes de cinta de 8mm, se colocan automáticamente durante el ensamblaje SMT. La placa se somete a un proceso de reflujo sin plomo estándar con una temperatura pico de 250°C, muy por debajo del límite de 260°C del LED.
5. Clasificación en Bins:El diseñador especifica el Código Bin 6 para VF (2.1-2.2V) y el Código Bin N para intensidad (28-45 mcd) para garantizar un brillo y color consistentes en todas las unidades de producción sin requerir los bins más altos (y potencialmente más costosos).

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 AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa (la unión). Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. En este caso, la composición está ajustada para producir luz verde con una longitud de onda pico alrededor de 574 nanómetros. El encapsulado de emisión lateral incorpora una lente de epoxi moldeada que da forma a la salida de luz, creando el característico ángulo de visión de 130 grados al refractar y reflejar la luz emitida por el chip.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en LEDs indicadores como este se dirige hacia varias áreas clave:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a producir más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Miniaturización:Existe un impulso continuo hacia tamaños de encapsulado más pequeños mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico, permitiendo diseños de PCB más densos y productos finales más delgados.
• Fiabilidad y Robustez Mejoradas:Las mejoras en materiales de encapsulado y tecnologías de unión del chip conducen a una mayor vida útil y un mejor rendimiento bajo condiciones ambientales adversas (temperatura, humedad).
• Integración:Las tendencias incluyen integrar resistencias limitadoras de corriente o incluso circuitos integrados controladores simples dentro del encapsulado del LED para simplificar el diseño del circuito para el usuario final.
• Consistencia de Color y Clasificación en Bins:Los procesos de fabricación se perfeccionan constantemente para reducir la variación, lo que lleva a especificaciones de clasificación en bins más estrictas y menos necesidad de clasificación selectiva en aplicaciones críticas en color.