Hoja de Datos del LED SMD LTST-S225KRTGKT-Q - LED Bicolor de Emisión Lateral (Rojo/Verde) - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) bicolor compacto de emisión lateral. Este componente está diseñado para el montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB), lo que lo hace ideal para aplicaciones donde el espacio es limitado. El dispositivo integra dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: un chip de AlInGaP para la emisión roja y un chip de InGaN para la emisión verde. Esta configuración permite una indicación bicolor desde una única huella miniaturizada.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Diseño bicolor (Rojo y Verde) de emisión lateral.
• Los terminales están estañados para mejorar la soldabilidad.
• Utiliza tecnología de chip de alta eficiencia AlInGaP (para rojo) e InGaN (para verde).
• Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para montaje automatizado pick-and-place.
• Contorno del encapsulado conforme al estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Compatible con lógica de entrada.
• Diseñado para compatibilidad con equipos de colocación automatizada.
• Apto para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

El componente es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos que requieren indicación de estado o retroiluminación compacta y fiable. Las áreas de aplicación típicas incluyen:

• Dispositivos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos móviles, equipos de red).
• Equipos de automatización de oficinas y electrodomésticos.
• Paneles y equipos de control industrial.
• Retroiluminación de teclados.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas e iluminación de iconos.
• Luminarias de señalización y simbólicas.

2. Dimensiones del Encapsulado y Asignación de Pines

El LED está alojado en un encapsulado de montaje superficial. Los planos mecánicos específicos que definen la longitud, anchura, altura y posiciones de las almohadillas se proporcionan en la hoja de datos. Todas las dimensiones se especifican en milímetros (mm) con una tolerancia estándar de ±0,1 mm a menos que se indique lo contrario.

Asignación de Pines:

• Pines 1 y 2: Ánodo y Cátodo para el chip LED Verde (InGaN).
• Pines 3 y 4: Ánodo y Cátodo para el chip LED Rojo (AlInGaP).

3. Especificaciones y Características

Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C a menos que se indique lo contrario.

3.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes al dispositivo.

• Disipación de Potencia (Pd):Rojo: 50 mW, Verde: 38 mW.
• Corriente Directa de Pico (I_F(pico)):40 mA para ambos colores (pulsada a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1ms).
• Corriente Directa en CC (I_F):Rojo: 20 mA, Verde: 10 mA.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 10 segundos (proceso sin plomo).

3.2 Características Electro-Ópticas (a I_F= 5mA)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Rojo: Mínimo 11,2 mcd, Típico -, Máximo 28,0 mcd.
  • Verde: Mínimo 56,0 mcd, Típico -, Máximo 140,0 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típicamente 130 grados (el ángulo donde la intensidad es la mitad del valor en el eje).
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):Rojo: 639,0 nm, Verde: 525,0 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Rojo: Mín. 617,0 nm, Máx. 633,0 nm.
  • Verde: Mín. 520,0 nm, Máx. 535,0 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Rojo: 20,0 nm, Verde: 35,0 nm.
• Tensión Directa (V_F):
  • Rojo: Mín. 1,6V, Máx. 2,3V.
  • Verde: Mín. 2,6V, Máx. 3,5V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 µA para ambos a V_R= 5V (solo para fines de prueba; el dispositivo no está diseñado para operación inversa).

4. Sistema de Clasificación (Binning)

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

4.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (Brillo)

• Rojo:Lotes L (11,2-18,0 mcd) y M (18,0-28,0 mcd). Tolerancia por lote ±15%.
• Verde:Lotes P2 (56,0-71,0 mcd), Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd). Tolerancia por lote ±15%.

4.2 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

• Solo Verde:Lotes AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm). Tolerancia por lote ±1 nm.

5. Curvas de Rendimiento y Datos Gráficos

La hoja de datos incluye curvas características típicas para ayudar en el análisis de diseño. Estas representaciones gráficas ayudan a los ingenieros a comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones variables. Aunque los puntos de datos específicos de las curvas no se enumeran en el texto, los diseñadores deben consultar las figuras proporcionadas para obtener detalles sobre:

• La relación entre la corriente directa (I_F) y la tensión directa (V_F) para ambos chips, rojo y verde.
• La relación entre la corriente directa (I_F) y la intensidad luminosa relativa para ambos colores.
• El efecto de la temperatura ambiente en la intensidad luminosa relativa.
• Las curvas de distribución espectral de potencia (SPD) que muestran el perfil de emisión de los chips rojo y verde.

6. Guía de Montaje y Manejo

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar o manipular, utilice únicamente los disolventes especificados. Sumerja el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. No utilice limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar el material del encapsulado.

6.2 Diseño de Almohadillas en PCB y Soldadura

Se proporcionan las dimensiones recomendadas del patrón de soldadura (huella) para las almohadillas del PCB, a fin de garantizar una correcta formación de la unión y estabilidad mecánica. La hoja de datos incluye un diagrama que muestra la orientación óptima para soldar y la geometría recomendada de la almohadilla para facilitar una buena humectación de la soldadura y evitar el efecto "tombstoning".

6.3 Empaquetado: Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en una cinta portadora embutida de 8 mm de ancho enrollada en un carrete estándar de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Este empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Los detalles clave incluyen:

• Paso y dimensiones de los alvéolos para alojar el componente.
• Diámetro del núcleo del carrete, diámetro de la brida y anchura.
• Cantidad estándar: 4000 piezas por carrete completo.
• Cantidad mínima de pedido para restos: 500 piezas.
• Se permite un máximo de dos alvéolos vacíos consecutivos.

7. Precauciones y Notas de Uso Importantes

7.1 Alcance de la Aplicación

Este LED está diseñado para equipos electrónicos comerciales e industriales estándar. No está destinado a aplicaciones críticas para la seguridad o de alta fiabilidad donde un fallo pueda amenazar directamente la vida o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, control de transporte). Para dichas aplicaciones, se requiere consultar con el fabricante.

7.2 Condiciones de Almacenamiento

Un almacenamiento adecuado es fundamental para mantener la soldabilidad y el rendimiento.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 90% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año a partir de la fecha de código.
• Paquete Abierto:Los componentes son sensibles a la humedad (MSL 3). Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de una semana después de abrir la bolsa barrera de humedad. Para almacenamiento más allá de una semana, secar a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar, o almacenar en un recipiente sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

7.3 Recomendaciones de Soldadura

Cumpla las siguientes condiciones para evitar daños térmicos:

• Soldadura por Reflujo (Recomendada):
  • Precalentamiento: 150-200°C durante un máximo de 120 segundos.
  • Temperatura Máxima: Máximo 260°C.
  • Tiempo por encima de 260°C: Máximo 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.
• Soldadura Manual (con Cautín):
  • Temperatura de la Punta: Máximo 300°C.
  • Tiempo de Soldadura: Máximo 3 segundos por unión. Limitar a un ciclo de soldadura.

Nota sobre Perfiles de Reflujo:El perfil de temperatura óptimo depende del diseño específico del PCB, los componentes, la pasta de soldar y el horno. El perfil debe caracterizarse para el montaje específico. La hoja de datos hace referencia a un perfil de ejemplo basado en estándares JEDEC.

7.4 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Los LED son susceptibles a daños por descarga electrostática (ESD) y sobretensiones eléctricas. Siga siempre los procedimientos adecuados de control de ESD durante el manejo y montaje:

• Utilice una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos.
• Asegúrese de que todas las estaciones de trabajo, equipos y herramientas estén correctamente conectados a tierra.
• Maneje los dispositivos en un área protegida contra ESD.

8. Consideraciones de Diseño y Notas de Aplicación

8.1 Limitación de Corriente

Siempre opere el LED con una resistencia limitadora de corriente en serie o un driver de corriente constante. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Utilice la V_Fmáxima de la hoja de datos para un diseño conservador, asegurando que la corriente no exceda la I_Fdeseada. No exceda las Especificaciones Absolutas Máximas para corriente CC o pulsada.

8.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado es pequeño, la disipación de potencia (hasta 50 mW para rojo, 38 mW para verde) genera calor. Para operación continua en o cerca de la corriente máxima, asegure un área de cobre adecuada en el PCB alrededor de las almohadillas de soldadura para que actúe como disipador de calor. Esto ayuda a mantener una temperatura de unión más baja, lo que preserva la salida luminosa y la fiabilidad a largo plazo.

8.3 Diseño Óptico

El diseño de emisión lateral (ángulo de visión típico de 120 grados) emite luz paralela al plano del PCB. Esto es ideal para guías de luz de iluminación lateral, para iluminar iconos laterales o indicadores de estado vistos desde el lateral de un dispositivo. Considere la distribución angular de la intensidad al diseñar tubos de luz o lentes para lograr el patrón de iluminación deseado.

8.4 Conducción Bicolor

Los chips rojo y verde son eléctricamente independientes. Se pueden activar por separado para mostrar rojo, verde o, mediante conmutación rápida, un color ámbar/amarillo aparente. Para aplicaciones de color mixto, se utiliza comúnmente un microcontrolador con salidas PWM (Modulación por Ancho de Pulso) para controlar la intensidad y la mezcla de colores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED SMD bicolor de emisión lateral ofrece ventajas específicas en diseños con espacio limitado:

• Eficiencia de Espacio:Un solo componente proporciona dos colores distintos, reduciendo el número de piezas y la huella en el PCB en comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados.
• Amigable con la Automatización:El empaquetado en cinta y carrete y la huella SMD estándar están optimizados para líneas de montaje automatizadas de alta velocidad, reduciendo el coste de fabricación.
• Tecnología de Materiales:El uso de AlInGaP para el rojo ofrece alta eficiencia y buena estabilidad térmica, mientras que el InGaN para el verde proporciona una salida brillante en el espectro visible.
• Emisión Lateral:A diferencia de los LED de emisión superior, este encapsulado dirige la luz lateralmente, lo cual es una característica crítica para aplicaciones específicas de retroiluminación e indicadores donde se requiere espacio vertical o un ángulo de visión específico.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda de pico y longitud de onda dominante?
R1: La longitud de onda de pico (λ_P) es la única longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que, cuando se combina con una referencia blanca especificada, coincide con el color percibido del LED. λ_destá más relacionada con la percepción humana del color.

P2: ¿Puedo activar los chips rojo y verde simultáneamente a su corriente CC máxima?
R2: No. Las Especificaciones Absolutas Máximas definen límites de disipación de potencia para cada chip individualmente (Rojo: 50 mW, Verde: 38 mW). Activar ambos a corriente máxima (Rojo 20mA @ ~2,3V = 46 mW, Verde 10mA @ ~3,5V = 35 mW) probablemente excedería la capacidad total de disipación térmica del encapsulado si se mantiene, pudiendo provocar sobrecalentamiento y reducir la vida útil. Reduzca las corrientes o implemente gestión térmica para operación dual a alta potencia.

P3: ¿Por qué el requisito de humedad de almacenamiento es más estricto después de abrir la bolsa?
R3: La bolsa sellada contiene desecante y es una barrera de humedad. Una vez abierta, el encapsulado SMD puede absorber humedad del aire. Durante la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente ("efecto palomita"), causando delaminación interna o grietas en el encapsulado. La clasificación MSL 3 dicta la "vida útil en suelo" y los requisitos de secado para prevenir esto.

P4: ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación (binning) al realizar un pedido?
R4: El número de pieza (part number) suele incluir códigos de lote para intensidad luminosa y, a veces, longitud de onda. Debe especificar el brillo requerido (por ejemplo, Verde en lote R1 para la salida más alta) y el color (por ejemplo, Verde en lote AP para un tono verde específico) para asegurarse de recibir componentes que cumplan con los requisitos de consistencia de brillo y apariencia de color de su aplicación.