Hoja de Datos del LED SMD LTST-E142TBKRKT - Doble Color Azul/Rojo - 20-30mA - 75-76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-E142TBKRKT es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Cuenta con una configuración de doble color, integrando tanto un chip LED azul como uno rojo dentro de un único encapsulado compacto. Este diseño es especialmente ventajoso para aplicaciones con limitaciones de espacio donde se requieren múltiples funciones de indicación. El componente está diseñado para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo que lo hace adecuado para entornos de fabricación de alto volumen.

1.1 Ventajas Principales

• Huella Miniaturizada:El encapsulado SMD permite diseños de PCB de alta densidad, ahorrando un valioso espacio en la placa.
• Funcionalidad de Doble Color:Incorpora dos fuentes de luz distintas (Azul y Rojo) en una sola unidad, simplificando el diseño y reduciendo el número de componentes.
• Compatibilidad con Automatización:Empaquetado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas, es totalmente compatible con equipos automatizados pick-and-place.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Robustez del Proceso:Resiste el preacondicionamiento JEDEC Nivel 3 y es compatible con perfiles de soldadura sin plomo.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED es versátil y encuentra uso en un amplio espectro de equipos electrónicos. Sus aplicaciones principales incluyen indicación de estado, iluminación de señales y símbolos, y retroiluminación de paneles frontales. Los mercados objetivo abarcan infraestructura de telecomunicaciones, sistemas de automatización de oficinas, electrodomésticos y diversos equipos industriales donde los indicadores visuales compactos y fiables son esenciales.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Estas especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Para el LED azul, la corriente directa continua máxima es de 20mA con una disipación de potencia de 76mW. El LED rojo puede manejar una corriente continua ligeramente mayor de 30mA con una disipación de 75mW. Ambos comparten una especificación de corriente directa pico de 80mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica de -40°C a +100°C, lo que indica su idoneidad para entornos hostiles.

2.2 Características Térmicas

La gestión térmica es crítica para la longevidad del LED. La temperatura máxima de unión (Tj) para ambos chips es de 140°C. La resistencia térmica típica desde la unión al aire ambiente (Rθja) es de 145°C/W. Este parámetro es vital para calcular el diseño térmico necesario en la PCB (por ejemplo, el área de la pista de cobre) para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros durante la operación, especialmente a corrientes de accionamiento más altas.

2.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros clave de rendimiento medidos en condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensidad Luminosa (Iv):El LED azul tiene una intensidad mínima de 140mcd y máxima de 420mcd. El LED rojo varía de 90mcd a 280mcd. Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de bineo.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El ángulo de visión típico es de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión de luz difuso y amplio, adecuado para aplicaciones de indicación.
• Longitud de Onda:La longitud de onda dominante (λd) del LED azul varía de 465nm a 475nm, con una emisión pico típica (λp) en 468nm. La longitud de onda dominante del LED rojo varía de 623nm a 638nm, con un pico típico en 639nm. Los anchos medios espectrales son de 25nm (azul) y 15nm (rojo), lo que indica la pureza del color.
• Voltaje Directo (Vf):A 20mA, el Vf del LED azul está entre 2.8V y 3.8V, mientras que el del LED rojo está entre 1.7V y 2.5V. Esta diferencia es crucial para el diseño del circuito, especialmente cuando se accionan ambos colores desde una fuente de voltaje común.
• Corriente Inversa (Ir):La corriente inversa máxima a VR=5V es de 10µA para ambos. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta prueba es solo para calificación IR.

3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins.

3.1 Bineo por Intensidad Luminosa (Iv)

Los LEDs azules se clasifican en los códigos P, Q, R y S, con rangos de intensidad desde 140-185mcd hasta 315-420mcd. Los LEDs rojos usan los códigos Q2, R1, R2, S1 y S2, cubriendo rangos desde 90-112mcd hasta 224-280mcd. Se aplica una tolerancia de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Bineo por Longitud de Onda Dominante (Wd)

Solo para el LED azul, se definen bins de longitud de onda dominante: código AC (465-470nm) y código AD (470-475nm), con una tolerancia ajustada de ±1nm por bin. Este control preciso es esencial para aplicaciones que requieren tonos azules específicos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto proporcionado, típicamente incluyen:

• Curva IV:Muestra la relación entre la corriente directa (If) y el voltaje directo (Vf) para cada color. Se utiliza para determinar el punto de operación y la resistencia en serie requerida.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Ilustra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, hasta la especificación máxima.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, destacando la importancia del diseño térmico.
• Distribución Espectral:Representa la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda, mostrando el pico y la forma del espectro de emisión para cada color.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED viene en un encapsulado estándar EIA. Todas las dimensiones críticas (largo, ancho, alto, espaciado de pines) se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.2mm. La asignación de pines está claramente definida: los pines 2 y 3 son para el chip azul, y los pines 1 y 4 son para el chip rojo. Esta información es esencial para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Pads de Montaje en PCB Recomendados

Se proporciona una recomendación de patrón de pistas para garantizar una soldadura adecuada, estabilidad mecánica y un rendimiento térmico óptimo. Seguir esta guía ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" y asegura conexiones eléctricas fiables.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

Se incluye un perfil de reflujo sugerido conforme a J-STD-020B para procesos sin plomo. Los parámetros clave incluyen una temperatura de precalentamiento de 150-200°C, una temperatura pico que no exceda los 260°C, y un tiempo total por encima del líquido ajustado para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura sin exponer el LED a un estrés térmico excesivo.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Se exigen condiciones de almacenamiento estrictas debido a la sensibilidad a la humedad del encapsulado (Nivel 3). Los carretes sin abrir deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa con barrera de humedad, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y someterse a soldadura por reflujo dentro de las 168 horas. Si se excede este plazo, se requiere un horneado a 60°C durante 48 horas antes del ensamblaje.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol especificados, como alcohol etílico o isopropílico, a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado del LED.

7. Empaquetado e Información de Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los componentes se suministran en cinta portadora de 8mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 4000 piezas. Se proporcionan dimensiones detalladas de los alvéolos de la cinta y del carrete para garantizar la compatibilidad con equipos de ensamblaje automatizado. El empaquetado sigue las especificaciones ANSI/EIA 481.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Al diseñar un circuito de accionamiento, deben considerarse los diferentes voltajes directos de los chips azul y rojo. Un diseño común utiliza una fuente de corriente constante o una fuente de voltaje con una resistencia limitadora de corriente en serie con cada ánodo del LED. El cátodo de ambos LEDs puede conectarse a tierra. El control independiente de cada color se logra conmutando el voltaje a sus respectivos ánodos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un control activo de corriente para evitar exceder la corriente directa continua máxima (20mA para azul, 30mA para rojo).
• Diseño Térmico:Utilice el diseño de pads en PCB recomendado y asegure un área de cobre adecuada para disipar calor, especialmente si opera cerca de las especificaciones máximas o en altas temperaturas ambientales.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente, deben observarse las precauciones estándar contra ESD durante el manejo.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal diferenciación de este componente radica en su diseño de doble color en un solo encapsulado. En comparación con el uso de dos LEDs SMD separados, reduce la huella en la PCB aproximadamente en un 50%, simplifica la lista de materiales (BOM) y requiere solo una operación pick-and-place durante el ensamblaje, aumentando el rendimiento. El amplio ángulo de visión de 120 grados es una característica estándar para LEDs tipo indicador, proporcionando una buena visibilidad fuera del eje.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar los LEDs azul y rojo simultáneamente desde la misma fuente de corriente?

R: No directamente en un circuito simple en serie, debido a sus diferentes características de voltaje directo. Requerirían caminos de limitación de corriente separados (por ejemplo, resistencias individuales) para asegurar que cada uno reciba la corriente correcta.

P: ¿Qué significan los códigos de bin en el número de pieza?

R: El número de pieza LTST-E142TBKRKT probablemente incluye códigos de bin fijos para intensidad y longitud de onda. Para proyectos específicos que requieran una coincidencia estricta de color o brillo, los ingenieros deben consultar las tablas de bineo completas (secciones 4.1 y 4.2) y pueden necesitar especificar códigos de bin exactos al realizar el pedido.

P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones exteriores?

R: El rango de temperatura de operación (-40°C a +100°C) sugiere que puede manejar grandes variaciones ambientales. Sin embargo, la hoja de datos no especifica un índice de protección de ingreso (IP). Para uso exterior, sería necesario un sellado ambiental adicional (revestimiento conformado, carcasas) para proteger contra la humedad y el polvo.

11. Caso de Uso Práctico

Escenario: Indicador de Estado de Dos Estados en un Router de Red.Un solo LTST-E142TBKRKT puede indicar múltiples estados del sistema: Apagado (sin energía), Azul fijo (sistema encendido y operando normalmente), Rojo fijo (error del sistema o arranque), y Rojo intermitente (actividad de red o fallo específico). Esto consolida lo que podría haber requerido dos LEDs separados en uno solo, creando un diseño de panel frontal más limpio. El circuito de accionamiento involucraría dos pines GPIO de un microcontrolador, cada uno conectado a través de una resistencia limitadora de corriente apropiada al ánodo de un color del LED, con los cátodos comunes conectados a tierra.

12. Introducción al Principio

La emisión de luz en los LEDs se basa en la electroluminiscencia en un material semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por la energía del bandgap del material semiconductor. El LED azul utiliza un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), que tiene un bandgap más amplio, produciendo luz azul de mayor energía (longitud de onda más corta). El LED rojo utiliza un chip de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), que tiene un bandgap más estrecho, produciendo luz roja de menor energía (longitud de onda más larga). El encapsulado incorpora una lente transparente que moldea la salida de luz en el ángulo de visión especificado.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en LEDs SMD para indicadores y retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), una mayor miniaturización y una mayor integración. Los encapsulados multichip (como esta unidad de doble color) e incluso los encapsulados RGB (Rojo-Verde-Azul) son cada vez más comunes, permitiendo la programación a todo color en una huella diminuta. Además, los avances en materiales de encapsulado y tecnología de fósforos están mejorando constantemente la fiabilidad, la consistencia del color y la resistencia al estrés térmico y ambiental. La búsqueda de un menor consumo de energía en todos los dispositivos electrónicos también impulsa a los fabricantes de LEDs a desarrollar componentes que entreguen el brillo requerido a corrientes cada vez más bajas.