Hoja de Datos del LED SMD LTST-S115KSKRKT - Doble Color (Amarillo/Rojo) de Emisión Lateral - Chip AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED compacta de montaje superficial y doble color. Diseñada para ensamblaje automatizado, este componente es ideal para aplicaciones donde el espacio es limitado y se requiere una indicación brillante y fiable. El dispositivo integra dos chips emisores de luz distintos en un encapsulado único y estándar de la industria.

1.1 Características

• Cumple con las directivas medioambientales RoHS.
• Configuración de doble color (Amarillo y Rojo) en un encapsulado de emisión lateral.
• Utiliza tecnología semiconductor de alta luminosidad de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP).
• Los terminales presentan un baño de estaño para mejorar la soldabilidad.
• Empaquetado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para equipos de colocación automática pick-and-place.
• Se ajusta a los contornos estándar de paquete EIA.
• La lógica de entrada es compatible con los niveles de excitación de circuitos integrados (CI) estándar.
• Totalmente compatible con procesos automatizados de colocación y soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

Este LED es adecuado para una amplia gama de dispositivos y sistemas electrónicos, incluyendo, entre otros:

• Equipos de telecomunicaciones (p. ej., teléfonos inalámbricos/celulares, conmutadores de red).
• Dispositivos de automatización de oficinas (p. ej., portátiles, impresoras).
• Electrodomésticos y paneles de control industrial.
• Retroiluminación para teclados y keypads.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas e iluminación simbólica.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos valores representan los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (P_d):62.5 mW por chip. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar en forma de calor a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C. Exceder este límite conlleva riesgo de degradación térmica.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA. Esta es la corriente instantánea máxima permitida, típicamente especificada en condiciones de pulso (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar el sobrecalentamiento de la unión semiconductor.
• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA DC. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua, asegurando fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa que exceda esta especificación puede causar una falla inmediata y catastrófica de la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +80°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin degradación dentro de estos límites.
• Condición de Soldadura por Infrarrojos:Resiste una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, lo cual es estándar para perfiles de reflujo sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a T_a=25°C e I_F=20mA, representando condiciones típicas de operación.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Amarillo:Mínimo 45.0 mcd, Valor típico proporcionado, Máximo 180.0 mcd.
  • Rojo:Mínimo 28.0 mcd, Valor típico proporcionado, Máximo 180.0 mcd.
  • Medido utilizando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados (típico para ambos colores). Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor pico (en el eje). Un amplio ángulo de 130° lo convierte en un dispositivo de emisión lateral adecuado para una iluminación amplia y uniforme.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):
  • Amarillo:Típicamente 593 nm.
  • Rojo:Típicamente 639 nm.
  • Esta es la longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es mayor.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Amarillo:Rango desde 587.0 nm (Mín) hasta 594.5 nm (Máx).
  • Rojo:Rango desde 624 nm (Mín) hasta 638 nm (Máx).
  • Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta es la longitud de onda única que el ojo humano percibe para definir el color.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Típicamente 15 nm (Amarillo) y 20 nm (Rojo). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática.
• Voltaje Directo (V_F):Típicamente 2.0 V, con un máximo de 2.4 V a 20mA para ambos colores. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su operación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. Esta es la pequeña corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente dentro de su especificación.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Lotes (Binning)

La intensidad luminosa de los LEDs varía de un lote a otro. Un sistema de clasificación (binning) asegura consistencia agrupando dispositivos con rendimiento similar.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Cada color tiene códigos de lote específicos que definen rangos mínimos y máximos de intensidad luminosa a 20mA. La tolerancia dentro de cada lote es de +/-15%.

Chip Amarillo:

• Lote P:45.0 – 71.0 mcd
• Lote Q:71.0 – 112.0 mcd
• Lote R:112.0 – 180.0 mcd

Chip Rojo:

• Lote N:28.0 – 45.0 mcd
• Lote P:45.0 – 71.0 mcd
• Lote Q:71.0 – 112.0 mcd
• Lote R:112.0 – 180.0 mcd

Los diseñadores deben especificar el(los) código(s) de lote requerido(s) al realizar el pedido para garantizar el nivel de brillo necesario para su aplicación.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Paquete y Asignación de Pines

El dispositivo se ajusta a un contorno SMD estándar. Las dimensiones críticas incluyen el tamaño del cuerpo y el espaciado de las patillas. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia típica de ±0.1mm.

Asignación de Pines:

• Cátodo 1 (C1):Conectado al ánodo del chip Rojo. La configuración de cátodo común significa que aplicar un voltaje directo a C1 (en relación con el ánodo común) enciende el chip Rojo.
• Cátodo 2 (C2):Conectado al ánodo del chip Amarillo. Aplicar un voltaje directo a C2 enciende el chip Amarillo.
• Ánodo Común:El otro terminal (no etiquetado explícitamente como C1/C2 en el diagrama) es el ánodo compartido para ambos chips.

Esta configuración permite el control independiente de los dos colores excitando los respectivos pines de cátodo.

4.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB y Dirección de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella) recomendado para asegurar la correcta formación de la unión de soldadura, estabilidad mecánica y alivio térmico durante el reflujo. También se indica la orientación del dispositivo en la cinta en relación con los pads de la PCB para facilitar la correcta colocación automática.

4.3 Especificaciones de Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para manejo automatizado.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:3000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para carretes parciales.
• El empaquetado sigue los estándares ANSI/EIA-481. La cinta se sella con una cinta de cubierta, y se permite un máximo de dos bolsillos vacíos consecutivos.

5. Directrices de Soldadura, Ensamblaje y Manejo

5.1 Perfil de Soldadura por Reflujo Infrarrojo

Se recomienda un perfil detallado de temperatura vs. tiempo para el ensamblaje con soldadura sin plomo (Pb-free). Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:Rampa hasta 150-200°C.
• Tiempo de Remojo/Precalentamiento:Máximo 120 segundos para activar el fundente e igualar la temperatura.
• Reflujo (Líquidus):La temperatura pico no debe exceder los 260°C.
• Tiempo por Encima de 260°C:Debe ser de 10 segundos o menos.
• Número de Pasadas de Reflujo:Máximo dos veces.

El perfil debe desarrollarse en conjunto con las directrices del fabricante específico de la pasta de soldar y validarse para el ensamblaje real de la PCB.

5.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Contacto:Máximo 3 segundos por unión de soldadura.
• Número de Veces:Una sola vez por unión para minimizar el estrés térmico.

5.3 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura:

• Utilice únicamente disolventes especificados como alcohol etílico o alcohol isopropílico.
• El tiempo de inmersión debe ser inferior a un minuto a temperatura ambiente.
• Evite productos químicos agresivos o no especificados que puedan dañar la lente del LED o el material del encapsulado.

5.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs son sensibles a la humedad. Un manejo adecuado es crítico para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del encapsulado) durante el reflujo.

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año a partir de la fecha del paquete seco.
• Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Para almacenamiento prolongado fuera de la bolsa original, utilice un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.
• Vida Útil en Planta:Los componentes expuestos al aire ambiente durante más de una semana deben ser secados (baked) a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida.

5.5 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

La estructura semiconductor de AlInGaP es susceptible a daños por descargas electrostáticas (ESD) y sobretensiones eléctricas.

• Maneje siempre los componentes en un área protegida contra ESD.
• Utilice pulseras o guanti antiestáticos.
• Asegúrese de que todo el equipo, herramientas y superficies de trabajo estén correctamente conectadas a tierra.

6. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Limitación de Corriente

Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria cuando se excita el LED desde una fuente de voltaje superior a su voltaje directo (V_F). El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Para una operación fiable, no exceda la corriente directa continua (I_F) de 25mA. Para operación pulsada para lograr un brillo percibido mayor, asegúrese de que la corriente pico y el ciclo de trabajo se mantengan dentro de los Límites Absolutos Máximos.

6.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (62.5mW por chip), un diseño térmico adecuado extiende la vida útil y mantiene una salida de luz estable. Asegúrese de que el diseño de los pads en la PCB proporcione un alivio térmico adecuado. Evite colocar el LED cerca de otras fuentes de calor significativas. Operar a altas temperaturas ambientales (hacia el máximo de 80°C) puede requerir reducir (derate) la corriente directa máxima.

6.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión lateral de 130 grados es una característica clave. Al diseñar guías de luz, lentes o difusores, se debe considerar este patrón de emisión amplio para lograr una iluminación uniforme. La lente "transparente como el agua" proporciona el color verdadero del chip sin difusión.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Este dispositivo ofrece ventajas específicas en su categoría:

• Doble Color en un Solo Paquete:Ahorra espacio en la PCB y número de componentes en comparación con el uso de dos LEDs monocromáticos separados.
• Tecnología AlInGaP:Proporciona mayor eficiencia y luminosidad en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP estándar para colores rojo/amarillo, especialmente a corrientes más bajas.
• Paquete de Visión Lateral:Ideal para aplicaciones donde la PCB se monta paralela a la superficie de visión, como en paneles con iluminación lateral o indicadores de estado en el costado de un dispositivo.
• Compatibilidad Total con Reflujo IR:Puede soportar perfiles estándar de soldadura sin plomo, haciéndolo adecuado para líneas de ensamblaje SMT modernas y de alto volumen sin requerir procesos secundarios.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Puedo excitar los chips Amarillo y Rojo simultáneamente?

Sí, pero debe considerar la disipación de potencia total. El Límite Absoluto Máximo para la disipación de potencia es de 62.5mWpor chip. Excitar ambos chips a su corriente continua máxima (25mA cada uno) con una V_Ftípica de 2.0V resulta en 50mW por chip (100mW total), lo cual excede la especificación por chip. Por lo tanto, para excitar ambos simultáneamente, debe reducir la corriente en cada chip de modo que la disipación de potencia individual no exceda los 62.5mW. Un enfoque seguro es limitar la corriente de cada chip a un valor que mantenga la P_ddentro de la especificación, p. ej., ~15mA cada uno.

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

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. Se mide directamente con un espectrómetro.Longitud de Onda Dominante (λ_d):Un valor calculado basado en la carta de colores CIE que representa la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color. Para LEDs monocromáticos como estos, λ_Py λ_dsuelen estar muy cerca. λ_des más relevante para la especificación del color en aplicaciones centradas en el ser humano.

8.3 ¿Por qué es tan estricto el requisito de humedad de almacenamiento después de abrir la bolsa?

El encapsulado plástico del LED puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad absorbida se convierte rápidamente en vapor, creando una presión interna que puede deslaminar el encapsulado o agrietar la lente de epoxi ("efecto palomita"). Los controles estrictos de humedad y los requisitos de secado son estándar para dispositivos sensibles a la humedad (MSD) según normas de la industria como JEDEC J-STD-033.