Hoja de Datos Técnicos del LED SMD Bicolor LTST-S326KGJRKT - Vista Lateral - AlInGaP Verde y Rojo - 30mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para el LTST-S326KGJRKT, una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente es un LED bicolor de vista lateral que presenta chips AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) independientes para la emisión de luz verde y roja dentro de un único encapsulado compacto. Diseñado para el montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), es ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

1.1 Características y Ventajas Principales

El LTST-S326KGJRKT ofrece varias ventajas clave para el diseño electrónico moderno:

• Fuente de Dos Colores:Integra chips AlInGaP ultrabrillantes e independientes para la emisión de luz verde y roja, controlados mediante pines separados (C1 para Rojo, C2 para Verde).
• Encapsulado de Vista Lateral:La emisión principal de luz se produce desde el lateral del componente, lo que lo hace adecuado para iluminación de borde, indicación de estado en espacios reducidos y aplicaciones de retroiluminación donde el montaje vertical no es factible.
• Compatibilidad de Fabricación:El encapsulado cumple con los estándares EIA y se suministra en cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, siendo totalmente compatible con equipos automáticos de colocación de alta velocidad.
• Proceso de Montaje Robusto:Diseñado para soportar procesos estándar de soldadura por refusión infrarroja (IR), facilitando un montaje superficial fiable.
• Cumplimiento Ambiental:El dispositivo cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Compatibilidad Eléctrica:El dispositivo es compatible con CI, permitiendo en muchos casos el manejo directo desde salidas de microcontrolador o lógica.

1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo

Este LED está diseñado para su versatilidad en equipos electrónicos donde se requieren indicadores compactos y fiables. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado en teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles y hardware de sistemas de red.
• Informática y Automatización de Oficinas:Retroiluminación para teclados en ordenadores portátiles y otros dispositivos móviles; luces de estado en periféricos.
• Electrodomésticos y Consumo:Indicadores de encendido, modo o función en una amplia gama de dispositivos domésticos.
• Equipos Industriales:Indicadores de panel, luces de estado de máquinas y retroalimentación de sistemas de control.
• Pantallas Especializadas:Adecuado para micro-pantallas y como fuente luminosa para la iluminación de señales y símbolos a pequeña escala.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y de fiabilidad clave definidos en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos de Operación

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para uso normal. Todos los límites se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW por chip. Esta es la cantidad máxima de potencia que puede disiparse como calor por cada chip LED. Exceder este valor puede provocar una temperatura de unión excesiva y una degradación acelerada o fallo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):80 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto permite breves períodos de destello de alta intensidad sin sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua, equilibrando brillo y fiabilidad a largo plazo.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa superior a este puede causar ruptura y dañar la unión semiconductora.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar desde -30°C hasta +85°C y almacenarse desde -40°C hasta +85°C. Estos rangos aseguran la funcionalidad en la mayoría de entornos comerciales e industriales.
• Límite Térmico de Soldadura:El encapsulado puede soportar una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos durante la refusión IR, lo cual es estándar para procesos de montaje sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, I_F=20mA salvo que se indique). Definen el comportamiento esperado del dispositivo en un circuito.

• Intensidad Luminosa (I_V):Una medida clave del brillo percibido. Para el chip Verde, el valor típico es 35.0 mcd (mililúmenes), con un rango desde 18.0 mcd (Mín) hasta 112.0 mcd (Máx). Para el chip Rojo, el valor típico es mayor, 45.0 mcd, con el mismo rango mínimo/máximo. El amplio rango hace necesario el sistema de binning descrito más adelante.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). El amplio ángulo de 130° es característico de un LED de vista lateral con lente difusor, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para iluminación de área o visibilidad gran angular.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 2.0 V para ambos colores a 20mA, con un máximo de 2.4 V. Esto es relativamente bajo en comparación con algunos LEDs azules o blancos, simplificando el diseño del circuito de manejo. La consistencia del V_Fentre colores permite usar valores de resistencia limitadora de corriente similares si se manejan por separado.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P) y Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Verde:Pico en 574 nm (Típ), Dominante en 571 nm (Típ). Esto lo sitúa en la región del verde puro del espectro.
  • Rojo:Pico en 639 nm (Típ), Dominante en 631 nm (Típ). Este es un rojo estándar, distinto del rojo profundo o naranja-rojo.
  La longitud de onda dominante es la percepción de color de una sola longitud de onda, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm para el Verde y 20 nm para el Rojo. Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una salida más monocromática (color puro).
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 µA con un voltaje inverso de 5V, indicando una unión de alta calidad con baja fuga.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican (binning) en función de parámetros ópticos clave. El LTST-S326KGJRKT utiliza un sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa (Brillo)

Tanto el chip Verde como el Rojo se clasifican de manera idéntica para la intensidad luminosa a 20mA. El código de bin define un rango mínimo y máximo de brillo. La tolerancia dentro de cada bin es de +/-15%.

• Código de Bin M:18.0 – 28.0 mcd
• Código de Bin N:28.0 – 45.0 mcd (Cubre los valores típicos)
• Código de Bin P:45.0 – 71.0 mcd
• Código de Bin Q:71.0 – 112.0 mcd

Los diseñadores deben seleccionar el bin apropiado según el brillo requerido para su aplicación. Usar un bin más alto (ej., P o Q) asegura un brillo mínimo mayor, pero puede tener un coste superior.

3.2 Binning de Tono (Longitud de Onda Dominante) para el Verde

Solo el chip Verde tiene un binning de tono (longitud de onda) especificado para controlar la consistencia del color. La tolerancia para cada bin es de +/- 1 nm.

• Código de Bin C:567.5 – 570.5 nm
• Código de Bin D:570.5 – 573.5 nm (Contiene el valor típico de 571 nm)
• Código de Bin E:573.5 – 576.5 nm

La longitud de onda dominante del chip Rojo se especifica como un valor típico (631 nm) sin una tabla de binning formal en esta hoja de datos, lo que implica un control de proceso más estricto o menor sensibilidad a la variación de color en la aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (ej., Fig.1, Fig.5), sus implicaciones generales son críticas para el diseño.

4.1 Característica Corriente vs. Voltaje (I-V)

El voltaje directo (V_F) tiene un coeficiente de temperatura positivo y también aumenta ligeramente con la corriente. El V_Ftípico de 2.0V a 20mA es un parámetro crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. A menudo es suficiente una simple resistencia en serie: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Los diseñadores deben usar el V_Fmáximo (2.4V) para el cálculo de corriente en el peor caso para evitar sobrecargar el LED.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (I_V) es aproximadamente proporcional a la corriente directa (I_F) en el rango de operación normal. Manejar el LED a menos de 20mA reducirá el brillo proporcionalmente. Operar por encima de 20mA hasta el máximo de 30mA aumentará el brillo, pero también aumentará la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que puede afectar la longevidad y causar un ligero desplazamiento en la longitud de onda.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Como todos los LEDs, el rendimiento de los chips AlInGaP es sensible a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión:

• Disminuye la Intensidad Luminosa:La salida de luz disminuye. Es probable que la hoja de datos muestre una curva de reducción.
• Disminuye el Voltaje Directo:Ligeramente, debido a cambios en la banda prohibida del semiconductor.
• Desplazamiento de la Longitud de Onda:Típicamente, la longitud de onda dominante aumenta (se desplaza a longitudes de onda más largas) con la temperatura. Esto es más pronunciado en los LEDs AlInGaP que en otros tipos. Una gestión térmica adecuada en la PCB es esencial para la estabilidad del color en aplicaciones críticas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Polaridad

El dispositivo utiliza una huella SMD estándar. La asignación de pines está claramente definida: Cátodo 1 (C1) es para el chip Rojo, y Cátodo 2 (C2) es para el chip Verde. Es probable que los ánodos sean comunes o estén conectados internamente según el dibujo del encapsulado, que debe consultarse para el diseño exacto. Todas las dimensiones críticas se proporcionan en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.1 mm, asegurando una colocación y soldadura fiables.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB

La hoja de datos incluye un patrón de soldadura sugerido (diseño de pads) para la PCB. Adherirse a este diseño es crucial para lograr una junta de soldadura fiable, una alineación adecuada y gestionar la disipación de calor durante la refusión. El diseño del pad tiene en cuenta la formación del filete de soldadura y evita el efecto "tombstoning" (levantamiento de un extremo durante la refusión).

6. Guía de Soldadura, Montaje y Manipulación

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para montaje sin plomo, se recomienda el siguiente perfil de reflujo:

• Precalentamiento:150–200°C
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C en los terminales del componente.
• Tiempo por Encima del Líquido:El componente debe estar expuesto a la temperatura máxima durante un máximo de 10 segundos. La refusión debe realizarse un máximo de dos veces.

Este perfil se alinea con los estándares JEDEC y asegura que se mantenga la integridad del encapsulado mientras se forman juntas de soldadura fiables.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

Si es necesario un re-trabajo manual, utilice un soldador con una temperatura que no exceda los 300°C. El tiempo de contacto con el pad de soldadura debe limitarse a un máximo de 3 segundos para una sola operación. El calor o tiempo excesivo puede dañar el encapsulado plástico o las conexiones internas.

6.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, utilice solo los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Los productos químicos no especificados o agresivos pueden dañar el material de la lente o la resina del encapsulado.

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs se envasan en una bolsa impermeable con desecante. En este estado sellado, deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa original, los dispositivos tienen un Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 (MSL3). Esto significa que deben someterse a soldadura por refusión IR dentro de una semana tras la exposición a condiciones ambientales de fábrica (≤30°C/60% HR). Para un almacenamiento más prolongado después de abrir, deben almacenarse en un contenedor sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Los dispositivos expuestos por más de una semana requieren un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del encapsulado debido a la presión de vapor durante la refusión).

6.5 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs AlInGaP son sensibles a las descargas electrostáticas. Deben implementarse controles ESD adecuados durante la manipulación y el montaje. Esto incluye el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y asegurar que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra. La ESD puede causar fallos inmediatos o daños latentes que acortan la vida útil del dispositivo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran para montaje automatizado en cinta portadora con relieve enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Cobertura de los Alvéolos:Los alvéolos vacíos se sellan con cinta de cubierta.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos LEDs faltantes consecutivos según el estándar de embalaje.

El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481, asegurando la compatibilidad con los alimentadores de cinta estándar en las máquinas de colocación.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Manejo

Dado que los dos colores tienen cátodos independientes, pueden manejarse por separado. Una fuente de corriente constante simple o una resistencia limitadora de corriente es suficiente para cada canal. Dado el V_Fsimilar, a menudo se puede usar el mismo valor de resistencia para ambos colores si se manejan desde la misma fuente de voltaje, aunque se recomiendan cálculos separados para mayor precisión. Para multiplexación o atenuación PWM, asegúrese de que la corriente de manejo y las velocidades de conmutación estén dentro de los límites del dispositivo.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75 mW máx. por chip), una gestión térmica efectiva en la PCB sigue siendo importante para mantener una salida óptica estable y una fiabilidad a largo plazo, especialmente en altas temperaturas ambientales o cuando se maneja a la corriente continua máxima. Asegúrese de que los pads de la PCB tengan un alivio térmico adecuado o conexión a un plano de cobre para disipar el calor.

8.3 Integración Óptica

La naturaleza de vista lateral de este LED requiere un diseño mecánico cuidadoso. Pueden ser necesarias guías de luz, reflectores o difusores para dirigir la luz al área de visión deseada o para crear una retroiluminación uniforme. El amplio ángulo de visión de 130 grados ayuda a iluminar áreas más grandes sin puntos calientes.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-S326KGJRKT se diferencia en el mercado a través de su combinación específica de características:

• vs. LEDs de Vista Lateral de Un Solo Color:Ofrece funcionalidad dual en la misma huella, ahorrando espacio en la PCB y tiempo de montaje en comparación con montar dos LEDs de un solo color separados.
• vs. LEDs Bicolores de Vista Superior:La característica de emisión lateral es su principal diferenciador, permitiendo diseños mecánicos únicos donde la luz debe emitirse paralela a la superficie de la PCB.
• vs. Otras Tecnologías Bicolores:El uso de tecnología AlInGaP para ambos colores proporciona alta eficiencia y buena saturación de color para el rojo y el verde, en comparación con tecnologías más antiguas como GaP.
• vs. LEDs RGB:Este es un dispositivo de dos colores primarios (rojo/verde). No puede producir luz azul o blanca. Se elige para aplicaciones que específicamente requieren solo indicadores rojo y verde (ej., encendido/estado, señales de aviso/parada).

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo manejar los LEDs rojo y verde simultáneamente para crear amarillo/naranja?

R: Sí, al encender ambos chips al mismo tiempo, la salida de luz combinada se percibirá como un color amarillo o amarillo-naranja, dependiendo de la intensidad relativa de cada chip. El tono exacto se puede ajustar variando la proporción de corriente entre los dos canales.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

R: La Longitud de Onda de Pico (λ_P) es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es más alta. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) se deriva de las coordenadas de color CIE y representa la longitud de onda única de una luz monocromática que parecería tener el mismo color. λ_des más relevante para la especificación del color en las aplicaciones.

P3: ¿Por qué existe un sistema de binning y cómo especifico qué bin necesito?

R: El sistema de binning tiene en cuenta las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores. Permite a los clientes seleccionar LEDs que cumplan con requisitos específicos de brillo y consistencia de color para su producto. Debe especificar el Código de Bin de Intensidad deseado (ej., "N") y, para el verde, el Código de Bin de Tono (ej., "D") al realizar el pedido para asegurar que reciba piezas dentro de esos rangos de rendimiento.

P4: ¿Se requiere un disipador de calor para este LED?

R: Bajo condiciones normales de operación (I_F≤ 30mA, Ta ≤ 85°C), normalmente no se requiere un disipador de calor dedicado. Sin embargo, se recomienda un buen diseño térmico en la PCB, como usar pads y trazas de cobre adecuados, para mantener la temperatura de unión lo más baja posible, lo que maximiza la salida de luz y la vida útil.

11. Ejemplos Prácticos de Aplicación

Ejemplo 1: Indicador de Estado en Dispositivo Portátil:En un dispositivo médico portátil, el LED puede montarse en el borde de la PCB principal. El verde puede indicar "Listo/Encendido", el rojo puede indicar "Error/Batería Baja", y ambos encendidos simultáneamente pueden indicar "En Espera/Cargando". La emisión lateral permite que la luz sea visible a través de una ranura fina en la carcasa del dispositivo.

Ejemplo 2: Retroiluminación de Panel de Control Industrial:Una matriz de estos LEDs puede colocarse a lo largo del lateral de un panel de interruptores de membrana translúcido. La luz lateral se acopla al material del panel, proporcionando una retroiluminación uniforme y sin deslumbramiento para etiquetas o símbolos. Los dos colores pueden diferenciar modos operativos (ej., verde para automático, rojo para manual).

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-S326KGJRKT utiliza material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para sus chips emisores de luz. AlInGaP es un semiconductor compuesto III-V de banda prohibida directa. Al controlar con precisión las proporciones de aluminio, indio y galio, se puede ajustar la energía de la banda prohibida del material. Cuando se polariza en directa, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda (color) de estos fotones está determinada por la energía de la banda prohibida: una banda prohibida más grande produce longitudes de onda más cortas (verde), y una banda prohibida ligeramente más pequeña produce longitudes de onda más largas (rojo). El dispositivo contiene dos de estos chips, fabricados con diferentes composiciones de material, alojados en un encapsulado plástico reflectante con una lente difusora que moldea la salida de luz en un patrón de emisión lateral amplio.

13. Tendencias y Contexto de la Industria

El desarrollo de LEDs SMD de vista lateral como este está impulsado por la continua miniaturización de los dispositivos electrónicos y la demanda de interfaces de usuario más sofisticadas en factores de forma más pequeños. Las tendencias que influyen en este segmento de producto incluyen:

• Mayor Integración:Pasar de múltiples indicadores discretos a encapsulados multichip y multicolor para ahorrar espacio y simplificar el montaje.
• Mayor Eficiencia:La mejora continua en las técnicas de crecimiento epitaxial de AlInGaP e InGaN (para azul/verde) conduce a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico).
• Demanda de Consistencia de Color:Las especificaciones de binning más estrictas y las pruebas avanzadas a nivel de oblea son cada vez más comunes para satisfacer las necesidades de aplicaciones donde la coincidencia de color es crítica, como en matrices de múltiples LEDs o señalización.
• Robustez para Entornos Hostiles:Las mejoras en los materiales del encapsulado y las técnicas de sellado mejoran la fiabilidad frente a la humedad, ciclos térmicos y exposición química, ampliando su uso en aplicaciones automotrices y exteriores.

El LTST-S326KGJRKT representa una solución madura y bien caracterizada dentro de este panorama en evolución, ofreciendo una combinación fiable de funcionalidad bicolor, emisión lateral y capacidad de fabricación.