Hoja de Datos del LED SMD LTST-S326TBKFKT-5A - Bicolor de Emisión Lateral (Azul/Naranja) - Paquete EIA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-S326TBKFKT-5A es una lámpara LED compacta, de emisión lateral y bicolor para montaje superficial (SMD). Está diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y es ideal para aplicaciones donde el espacio es una limitación crítica. El dispositivo incorpora dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para emisión azul y un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para emisión naranja. Esta configuración permite dos indicadores de estado independientes o colores de retroiluminación desde una única huella de componente.

El mercado principal para este LED incluye una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales. Su tamaño miniatura y compatibilidad con procesos de ensamblaje de alto volumen lo hacen adecuado para dispositivos portátiles, equipos de comunicación, hardware informático y diversas aplicaciones de indicación.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Dos Colores en un Solo Encapsulado:Integra fuentes de luz azul y naranja, ahorrando espacio en la PCB y simplificando el diseño para indicación de múltiples estados.
• Alto Brillo:Utiliza tecnología de chip Ultra Brillante InGaN y AlInGaP para una buena intensidad luminosa.
• Encapsulado Estándar de la Industria:Cumple con los estándares EIA (Electronic Industries Alliance), garantizando compatibilidad con maquinaria automatizada pick-and-place.
• Conformidad RoHS:Fabricado para cumplir con las directivas de Restricción de Sustancias Peligrosas.
• Compatible con Soldadura por Reflujo:Diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), cruciales para el ensamblaje moderno de PCBs.
• Pines Estañados:Mejora la soldabilidad y la fiabilidad a largo plazo de la conexión eléctrica.

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Retroiluminación para teclados, teclados numéricos y micro-pantallas.
• Indicadores de estado y alimentación en equipos de telecomunicaciones y redes.
• Iluminación de señales y símbolos en electrodomésticos y dispositivos de automatización de oficinas.
• Paneles de estado de equipos industriales.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):Azul: 76 mW, Naranja: 62.5 mW. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder esto puede provocar sobrecalentamiento y reducir la vida útil.
• Corriente Directa Continua (IF):Azul: 20 mA, Naranja: 25 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar. Una resistencia limitadora de corriente es obligatoria en serie con el LED en cualquier circuito práctico.
• Corriente Directa de Pico:Azul: 100 mA, Naranja: 60 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms). Este valor es relevante para operación pulsada, como en pantallas multiplexadas.
• Rango de Temperatura:Operación: -20°C a +80°C; Almacenamiento: -30°C a +100°C. El rendimiento del dispositivo se caracteriza dentro del rango de operación.
• Condición de Soldadura:Soporta 260°C durante 10 segundos, lo que se alinea con perfiles de reflujo comunes sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 5 mA, estos parámetros definen el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa (Iv):Una medida clave del brillo percibido. Para el chip Azul, varía de 11.2 mcd (mín) a 45.0 mcd (máx). Para el chip Naranja, varía de 18.0 mcd a 112.0 mcd. El chip naranja típicamente exhibe una mayor eficacia luminosa.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados (típico para ambos colores). Este amplio ángulo de visión es característico de los LEDs de emisión lateral, proporcionando un patrón de emisión amplio adecuado para aplicaciones de iluminación lateral o indicadores.
• Tensión Directa (VF):Azul: 2.6V a 3.4V; Naranja: 1.6V a 2.4V (a IF=5mA). La tensión directa es un parámetro crítico para el diseño del circuito, ya que determina la caída de tensión en el LED y el valor de la resistencia en serie requerida. El LED azul requiere una tensión de accionamiento más alta debido a su material semiconductor de banda prohibida más ancha.
• Longitud de Onda de Pico (λP) y Dominante (λd):Azul: λP ~468 nm, λd 463-477 nm. Naranja: λP ~611 nm, λd 598-612 nm. La longitud de onda dominante define el color percibido. El ancho espectral a media altura (Δλ) es de 25 nm para el azul y 17 nm para el naranja, indicando la pureza del color.
• Corriente Inversa (IR):Máx. 10 μA a VR=5V. Los LEDs no están diseñados para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba. Aplicar tensión inversa puede dañar el dispositivo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican (binning) en función de parámetros ópticos clave. El LTST-S326TBKFKT-5A utiliza un sistema de clasificación para la Intensidad Luminosa.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La salida luminosa se categoriza en grupos (bins) con una tolerancia de +/-15% dentro de cada grupo.

• Grupos del Chip Azul:L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd).
• Grupos del Chip Naranja:M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).

Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes con un brillo mínimo garantizado para su aplicación, asegurando consistencia visual en los productos finales. El grupo específico para un lote de producción dado se indica típicamente en el código de pedido o en las etiquetas del embalaje.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el PDF hace referencia a curvas típicas, no se proporcionan en el extracto. Basándose en el comportamiento estándar de los LEDs, los siguientes análisis se infieren de los parámetros dados.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La relación I-V es exponencial. Para el LED azul, la tensión de encendido es más alta (~2.6V) en comparación con el LED naranja (~1.6V). La curva mostrará un aumento brusco de la corriente una vez que la tensión directa supere este umbral. La regulación adecuada de la corriente (mediante una resistencia en serie o un driver de corriente constante) es esencial para prevenir la fuga térmica, ya que la tensión directa disminuye al aumentar la temperatura, lo que puede llevar a un aumento destructivo de la corriente si se alimenta con una fuente de tensión.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa hasta cierto punto. Operar por encima de la corriente continua recomendada (20/25 mA) aumentará el brillo, pero a costa de una mayor disipación de potencia, una eficiencia reducida y una depreciación acelerada del lumen (disminución de la salida de luz con el tiempo).

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión: La intensidad luminosa generalmente disminuye, la tensión directa (VF) disminuye ligeramente y la longitud de onda dominante puede desplazarse (típicamente hacia longitudes más largas para InGaN). El rango de temperatura de operación especificado de -20°C a +80°C define las condiciones ambientales bajo las cuales las características publicadas son válidas. Una gestión térmica adecuada en la PCB es importante para mantener el rendimiento y la longevidad.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El dispositivo se ajusta a un contorno de encapsulado SMD estándar EIA. Las dimensiones clave incluyen el tamaño del cuerpo y el espaciado de los pines. Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.1 mm a menos que se especifique lo contrario. La asignación de pines es crítica para la orientación correcta: El Pin C1 está asignado al ánodo del chip Naranja (AlInGaP), y el Pin C2 está asignado al ánodo del chip Azul (InGaN). El cátodo es común. El encapsulado es "transparente como el agua", lo que significa que la lente es transparente, permitiendo ver el color verdadero y saturado del chip.

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB y Polaridad

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para garantizar una soldadura fiable y una alineación adecuada. El diseño típicamente incluye alivios térmicos y definiciones de máscara de soldadura. La polaridad debe observarse estrictamente durante la colocación. La marca en el cuerpo del dispositivo (a menudo un punto o una esquina recortada) indica el lado del cátodo (común). Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine y aplicar tensión inversa puede dañarlo.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se proporciona un perfil de reflujo sugerido. Los parámetros clave incluyen: Zona de precalentamiento (150-200°C), tiempo de precalentamiento (máx. 120 segundos), temperatura máxima (máx. 260°C) y tiempo por encima del líquido (a temperatura máxima, máx. 10 segundos). El dispositivo puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo bajo estas condiciones. El cumplimiento de este perfil es crucial para prevenir choque térmico, delaminación o daño al chip LED y a la lente de epoxi.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, debe realizarse con precaución. La temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de soldadura por pin debe limitarse a un máximo de 3 segundos. Solo se recomienda un ciclo de soldadura para la soldadura manual para minimizar el estrés térmico.

6.3 Condiciones de Almacenamiento y Manejo

Almacenamiento (Paquete Sellado):Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en almacén es de un año cuando se almacena en la bolsa original a prueba de humedad con desecante.
Almacenamiento (Paquete Abierto):Para componentes retirados de su embalaje sellado, el ambiente no debe exceder los 30°C / 60% HR. Los componentes deben usarse dentro de una semana (Nivel MSL 3). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben almacenarse en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Si se almacenan durante más de una semana, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomita de maíz" durante el reflujo.
Precauciones ESD:Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). El manejo debe realizarse en estaciones de trabajo conectadas a tierra utilizando pulseras o guanti antiestáticos para prevenir fallos latentes o catastróficos.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos agresivos o no especificados pueden dañar el material del encapsulado plástico, provocando decoloración o agrietamiento.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran envasados en cinta portadora de 8 mm de ancho en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Este es el embalaje estándar para equipos de ensamblaje automatizado. Cada carrete contiene 3000 piezas. La cinta tiene una cinta de cubierta para proteger los componentes durante el envío y el manejo. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

7.2 Cantidad Mínima de Pedido y Detalles del Carrete

La cantidad estándar de un carrete completo es de 3000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para las piezas restantes. La especificación de embalaje permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos en la cinta.

8. Sugerencias de Diseño de Aplicación

8.1 Consideraciones de Diseño del Circuito

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie para limitar la corriente directa al valor deseado (por ejemplo, 5 mA para pruebas, hasta el valor máximo de corriente continua para brillo completo). Calcule el valor de la resistencia usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es la tensión de alimentación, VF es la tensión directa del LED (use el valor máximo para un diseño seguro) e IF es la corriente deseada.
• Fuente de Alimentación:Asegure una fuente de alimentación de corriente continua estable. El rizado o los picos de tensión pueden afectar el brillo y la longevidad.
• Conexión en Paralelo:Evite conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias limitadoras de corriente individuales, ya que ligeras variaciones en VF pueden causar acaparamiento de corriente, donde un LED consume la mayor parte de la corriente.

8.2 Gestión Térmica

Aunque los LEDs SMD son pequeños, la disipación de potencia (hasta 76 mW) genera calor. Asegúrese de que la PCB tenga un área de cobre adecuada (pads térmicos) conectada a los pads del cátodo/ánodo del LED para actuar como disipador de calor. Evite colocar el LED cerca de otros componentes que generen calor.

8.3 Integración Óptica

La naturaleza de emisión lateral de este LED lo hace ideal para aplicaciones donde la luz necesita dirigirse paralela a la superficie de la PCB, como en guías de luz para paneles con iluminación lateral o para iluminar símbolos en un panel frontal. Considere el ángulo de visión de 130 grados al diseñar tubos de luz o difusores para garantizar una iluminación uniforme.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación del LTST-S326TBKFKT-5A radica en su configuración bicolor y de emisión lateral dentro de un encapsulado SMD estándar. En comparación con el uso de dos LEDs monocromáticos separados, ofrece una reducción del 50% en la huella de PCB requerida. El uso de InGaN para el azul y AlInGaP para el naranja proporciona una buena combinación de brillo y saturación de color. El amplio ángulo de visión es una ventaja específica sobre los LEDs de vista superior para tareas de iluminación lateral. Su compatibilidad con el reflujo IR estándar y el embalaje en cinta y carrete lo alinea con procesos de fabricación de alto volumen y rentables.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo accionar ambos colores simultáneamente?

No, los dos chips comparten un cátodo común pero tienen ánodos independientes (C1 para Naranja, C2 para Azul). Deben ser accionados por fuentes de corriente separadas (por ejemplo, dos pines GPIO de un microcontrolador, cada uno con su propia resistencia en serie). Accionarlos simultáneamente con una sola fuente conectada a ambos ánodos no es posible con esta configuración de pines.

10.2 ¿Por qué es diferente la tensión directa para los dos colores?

La tensión directa es una propiedad fundamental de la energía de la banda prohibida del material semiconductor. La luz azul tiene mayor energía de fotón, lo que requiere un semiconductor con una banda prohibida más ancha (InGaN). Una banda prohibida más ancha se correlaciona con una mayor tensión directa. La luz naranja del AlInGaP tiene una energía de fotón más baja y, por lo tanto, una tensión directa más baja.

10.3 ¿Qué significa lente "Transparente como el Agua"?

Una lente "Transparente como el Agua" o transparente no difunde la luz. Permite ver el color verdadero y saturado del chip LED. Esto contrasta con una lente "difusa" o "lechosa", que dispersa la luz, creando un patrón de emisión más amplio y suave, pero a menudo con una ligera reducción en la saturación de color percibida y la intensidad axial.

10.4 ¿Cómo interpreto el código de clasificación para mi pedido?

El código de clasificación (por ejemplo, "N" para azul, "Q" para naranja) especifica el rango garantizado de intensidad luminosa para ese lote de producción. Debe especificar el/los grupo(s) requerido(s) al realizar el pedido para garantizar la consistencia del brillo en todas las unidades de su producto. Si no se especifica, puede recibir piezas de cualquier grupo disponible dentro del rango del producto.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Indicador de Doble Estado para un Router de Red.Un diseñador necesita dos indicadores de estado (Alimentación y Actividad de Red) pero tiene espacio limitado en el panel frontal. Utiliza un LTST-S326TBKFKT-5A. El chip Naranja (C1) se conecta a una fuente de corriente constante de 5mA para indicar "Encendido" (fijo). El chip Azul (C2) se conecta a un pin GPIO de un microcontrolador programado para parpadear a 1Hz para indicar "Actividad de Red". Una única huella de componente proporciona dos señales visuales distintas. La emisión lateral se acopla a una pequeña guía de luz moldeada a medida que dirige la luz a las etiquetas del panel frontal.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de la electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la banda prohibida de energía del material semiconductor. Los materiales InGaN se utilizan para longitudes de onda más cortas (azul, verde, blanco), mientras que los materiales AlInGaP se utilizan para longitudes de onda más largas (rojo, naranja, amarillo). El encapsulado de emisión lateral incorpora una cavidad reflectante y una lente de epoxi moldeada para dar forma y dirigir la salida de luz lateralmente desde el chip.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LEDs SMD para indicadores y retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), tamaños de encapsulado más pequeños y una mayor integración. Los encapsulados bi- y multicolor en huellas ultra-miniatura (por ejemplo, 0402, 0201 métrico) son cada vez más comunes. También hay un enfoque en mejorar la consistencia del color y ajustar las tolerancias de clasificación. Además, la búsqueda de una mayor fiabilidad y rendimiento en entornos adversos impulsa los avances en materiales de encapsulado y tecnología de chips. Los principios de accionamiento eficiente de corriente, gestión térmica y protección ESD siguen siendo fundamentales para todas las aplicaciones de LED.