Hoja de Datos del LED SMD LTST-S33GBEGK-SN - 3.2x1.6x0.6mm - Azul/Rojo/Verde - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-S33GBEGK-SN, un LED SMD de emisión lateral y color completo. Este componente está diseñado para el montaje automatizado en placas de circuito impreso y es adecuado para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

1.1 Características

• Cumple con los estándares ambientales RoHS.
• Encapsulado lateral de perfil ultra delgado de 0.6mm con estañado para mejorar la soldabilidad.
• Utiliza chips semiconductores de alta luminosidad InGaN (Azul/Verde) y AlInGaP (Rojo).
• Empaquetado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para colocación automática pick-and-place.
• Conforma a los contornos de paquete estándar EIA.
• Lógica de accionamiento compatible con CI.
• Totalmente compatible con equipos estándar de colocación automática.
• Diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a su uso en diversos equipos electrónicos donde el tamaño compacto y el rendimiento fiable son críticos. Las áreas de aplicación típicas incluyen:

• Dispositivos de telecomunicaciones y equipos de automatización de oficinas.
• Electrodomésticos y paneles de control industrial.
• Retroiluminación de teclados y teclados.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro pantallas e iluminación de símbolos.
• Luminarias de señalización.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de las características de rendimiento del LED bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C).

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 bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):Azul/Verde: 76 mW máx.; Rojo: 50 mW máx. Este parámetro es crucial para el diseño de gestión térmica.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):Azul/Verde: 100 mA (ciclo de trabajo 1/10, pulso de 0.1ms); Rojo: 80 mA. Solo para operación pulsada.
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA para todos los colores. Esta es la corriente de operación continua recomendada.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Withstands 260°C peak temperature for 10 seconds, suitable for lead-free (Pb-free) reflow processes.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Medido a I_F= 20 mA, Ta = 25°C, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):
  • Azul: 224 - 450 mcd (mín - máx).
  • Rojo: 400 - 750 mcd.
  • Verde: 1120 - 1900 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típico 130 grados. Este amplio ángulo de visión es característico de los encapsulados de emisión lateral.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):Los valores típicos son Azul: 468 nm, Rojo: 632 nm, Verde: 518 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):
  • Azul: 465 - 475 nm.
  • Rojo: 618 - 628 nm.
  • Verde: 520 - 530 nm.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Los valores típicos son Azul: 25 nm, Rojo: 17 nm, Verde: 35 nm. Esto indica la pureza espectral de la luz emitida.
• Tensión Directa (V_F):
  • Azul/Verde: 2.55 - 3.30 V.
  • Rojo: 1.90 - 2.50 V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R= 5V. Nota: El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba de IR.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros eléctricos y ópticos clave para garantizar la consistencia en la producción en masa. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de aplicación para uniformidad de color y brillo.

3.1 Clasificación por Tensión Directa (V_F)

A I_F= 20 mA. La tolerancia en cada lote es de ±0.1V.

• Azul y Verde:Lote 1: 2.55-3.05V; Lote 2: 3.05-3.30V.
• Rojo:Lote 1: 1.90-2.20V; Lote 2: 2.20-2.50V.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

A I_F= 20 mA. La tolerancia en cada lote es de ±15%.

• Azul:S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd).
• Rojo:U1 (400-500 mcd), U2 (500-600 mcd), U3 (600-750 mcd).
• Verde:W1 (1120-1380 mcd), W2 (1380-1640 mcd), W3 (1640-1900 mcd).

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se hacen referencia en la hoja de datos, las relaciones típicas se describen a continuación basándose en la física estándar de los LED.

4.1 Característica Corriente vs. Tensión (I-V)

La tensión directa (V_F) exhibe una relación logarítmica con la corriente directa (I_F). Aumenta con la corriente pero también depende de la temperatura, típicamente disminuyendo a medida que aumenta la temperatura de unión.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente (I_V-I_F)

La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación normal. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos aumentados y fenómenos de "droop" en el material semiconductor.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento de los LED se ve significativamente afectado por la temperatura de unión (T_j). Típicamente, la intensidad luminosa disminuye a medida que T_jaumenta. La tensión directa (V_F) para los LED basados en InGaN (Azul/Verde) generalmente disminuye con el aumento de la temperatura, mientras que para los LED basados en AlInGaP (Rojo), la disminución es menos pronunciada. Una disipación térmica adecuada y una gestión de corriente son esenciales para mantener una salida óptica estable y una fiabilidad a largo plazo.

4.4 Distribución Espectral

El espectro de luz emitida se caracteriza por la longitud de onda pico (λ_P) y el ancho medio espectral (Δλ). La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única percibida por el ojo humano. El espectro puede desplazarse ligeramente con cambios en la corriente de accionamiento y la temperatura de unión.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LTST-S33GBEGK-SN está alojado en un encapsulado SOP (Small Outline Package) de emisión lateral. Las dimensiones clave (en milímetros) son las siguientes, con una tolerancia general de ±0.1mm: El cuerpo del encapsulado mide aproximadamente 3.2mm de longitud, 1.6mm de ancho y tiene una altura de 0.6mm, lo que lo convierte en un componente extra delgado. La asignación de pines es: Pin 1: Cátodo Verde, Pin 3: Ánodo Rojo, Pin 4: Ánodo Azul (las funciones específicas de los pines deben verificarse en el diagrama del encapsulado).

5.2 Diseño Recomendado de Pads en PCB y Polaridad

A recommended land pattern for the PCB is provided to ensure proper solder joint formation and mechanical stability during reflow. The design considers solder fillet formation and tombstoning prevention. Clear polarity marking on the PCB silkscreen corresponding to the LED's pin 1 indicator is essential to prevent incorrect installation.

Se proporciona un patrón de pistas recomendado para la PCB para garantizar la formación adecuada de la soldadura y la estabilidad mecánica durante el reflujo. El diseño considera la formación del filete de soldadura y la prevención del efecto "tombstoning". Es esencial un marcado de polaridad claro en la serigrafía de la PCB que corresponda al indicador del pin 1 del LED para evitar una instalación incorrecta.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Condiciones de Soldadura por Reflujo IR (Proceso Sin Plomo)

El dispositivo está calificado para soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo. Un perfil sugerido incluye una etapa de precalentamiento, una zona de remojo, una zona de reflujo con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante una duración de 10 segundos, y una fase de enfriamiento controlado. El cumplimiento de este perfil es crítico para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED y a las conexiones internas de alambre.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la 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. El uso de limpiadores químicos no especificados o agresivos puede dañar la lente de epoxi y el material del encapsulado, lo que lleva a una reducción en la salida de luz o a un fallo prematuro.

• 6.3 Almacenamiento y ManipulaciónPrecauciones ESD:
• Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). La manipulación debe realizarse utilizando pulseras con conexión a tierra, alfombrillas antiestáticas y contenedores. Todo el equipo debe estar correctamente conectado a tierra.Sensibilidad a la Humedad:

El encapsulado tiene una clasificación MSL 3. Cuando la bolsa original de barrera de humedad está sellada con desecante, el almacenamiento debe ser a ≤30°C y ≤90% HR, con una vida útil de un año. Una vez abierta, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y deben someterse a reflujo IR dentro de una semana. Para almacenamiento más allá de una semana fuera de la bolsa original, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora embutida con un ancho de 8mm. La cinta se enrolla en un carrete estándar de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. Los compartimentos de la cinta están sellados con una cinta protectora superior. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes.

8. Sugerencias de Aplicación

• 8.1 Consideraciones de DiseñoLimitación de Corriente:_FSiempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante para establecer la I_Fal nivel deseado (típicamente 20mA máx. en CC). El valor de la resistencia se calcula como R = (Tensión de Alimentación - V_F.
• ) / IGestión Térmica:
• Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas, especialmente para el LED Rojo que tiene una clasificación Pd más baja, para conducir el calor lejos de la unión del LED y mantener el rendimiento y la longevidad.Diseño Óptico:

La naturaleza de emisión lateral de este encapsulado es ideal para guías de luz de iluminación lateral, iluminar símbolos desde el costado o proporcionar indicación de estado en el borde de una PCB. Considere el ángulo de visión de 130 grados al diseñar tubos de luz o lentes.

8.2 Circuitos de Aplicación Típicos

Para un uso simple como indicador, cada canal de color (Rojo, Verde, Azul) puede ser accionado de forma independiente a través de un pin GPIO de un microcontrolador mediante una resistencia limitadora de corriente adecuada. Para la generación de luz multicolor o blanca (mezclando RGB), se recomienda un control PWM (Modulación por Ancho de Pulso) más sofisticado para lograr la mezcla de colores y el atenuado sin cambiar la cromaticidad.

9. Comparación y Diferenciación TécnicaLos principales factores diferenciadores de este componente son superfil ultra delgado de 0.6mmy suemisión lateral

. En comparación con los LED de emisión superior, este encapsulado permite diseños industriales innovadores donde el espacio vertical es extremadamente limitado, como en dispositivos móviles ultra delgados, tecnología portátil o detrás de paneles. La integración de tres chips distintos de alta luminosidad (InGaN Azul/Verde, AlInGaP Rojo) en un encapsulado compacto de emisión lateral ofrece una solución de color completo en un factor de forma típicamente reservado para LED laterales de un solo color.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar el LED por encima de 20mA para obtener más brillo?

No se recomienda operar continuamente por encima de la corriente directa máxima absoluta en CC de 20mA, ya que excederá la clasificación de disipación de potencia, lo que conducirá a una temperatura de unión excesiva, una depreciación acelerada del lumen y un posible fallo catastrófico. Para un mayor brillo, seleccione un LED de un lote de mayor intensidad luminosa o considere la operación pulsada dentro de las clasificaciones de corriente pico.

10.2 ¿Por qué la tensión directa es diferente para cada color?_FLa tensión directa es una propiedad fundamental del bandgap del material semiconductor. Los LED Azul y Verde utilizan materiales InGaN con un bandgap más amplio, lo que resulta en una V_Fmás alta (típicamente ~3.0V). Los LED Rojos utilizan material AlInGaP con un bandgap más estrecho, lo que resulta en una V

más baja (típicamente ~2.0V). Esto debe tenerse en cuenta en el diseño del circuito, especialmente cuando se accionan múltiples colores desde la misma fuente de tensión.

10.3 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación (binning)?

Los códigos de lote (por ejemplo, T1 para intensidad Azul, U2 para intensidad Roja, Lote 1 para tensión) se utilizan durante la fabricación para clasificar los LED según el rendimiento medido. Para aplicaciones que requieren consistencia de color o brillo (por ejemplo, matrices de múltiples LED, retroiluminación), especificar y usar LED del mismo código de lote es crítico. Consulte las tablas de códigos de lote en las secciones 3.1 y 3.2 para seleccionar el rango de rendimiento apropiado para su diseño.

11. Ejemplo Práctico de UsoEscenario: Indicador de Estado en una Placa Madre de Dispositivo de Consumo Delgado._FUn diseñador está desarrollando un reloj inteligente con una restricción de grosor de placa madre de 1.0mm. Se requiere un indicador de estado multicolor (por ejemplo, cargando=Rojo, completamente cargado=Verde, Bluetooth conectado=Azul) en el borde de la placa. El LTST-S33GBEGK-SN es una elección ideal. Su altura de 0.6mm encaja dentro del espacio mecánico. La emisión lateral permite que la luz se acople directamente a una pequeña guía de luz que llega al bisel del dispositivo, iluminando una pequeña ventana. El diseñador colocaría tres circuitos de accionamiento independientes (pin del microcontrolador + resistencia) para cada canal de color en la PCB, siguiendo el diseño de pads recomendado. Especificarían LED del mismo lote de V_Ve I

para garantizar un brillo y apariencia de color uniformes en todas las unidades de producción.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía del bandgap del material semiconductor utilizado en la región activa. El LTST-S33GBEGK-SN integra tres de estas uniones p-n hechas de diferentes materiales semiconductores (InGaN para azul/verde, AlInGaP para rojo) dentro de un solo encapsulado moldeado en epoxi, cada una con conexiones eléctricas separadas.

13. Tendencias TecnológicasEl desarrollo de los LED SMD continúa centrándose en varias áreas clave:Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen más salida de luz por unidad de potencia eléctrica de entrada.Miniaturización:Los encapsulados se están volviendo más pequeños y delgados para permitir una integración más densa y nuevos factores de forma en la electrónica de consumo.Mejor Reproducción de Color y Consistencia:Los avances en la tecnología de fósforos (para LED blancos) y procesos de clasificación más estrictos permiten una producción de color más precisa y uniforme.Mayor Fiabilidad y Vida Útil: