Hoja de Datos del LED SMD LTST-010KGKT - 3.0x1.5x1.1mm - 2.4V Máx. - 72mW - Verde AlInGaP Lente Transparente - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-010KGKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). Su tamaño miniatura lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de electrónica de consumo e industrial.

1.1 Ventajas Principales

• Tamaño Miniatura:El encapsulado compacto permite diseños de PCB de alta densidad.
• Compatibilidad con Automatización:Empaquetado en cinta de 12 mm en carretes de 7 pulgadas, es totalmente compatible con equipos estándar de pick-and-place y ensamblaje automatizado.
• Compatibilidad de Proceso:Diseñado para soportar procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), alineándose con los estándares modernos de fabricación sin plomo (Pb-free).
• Cumplimiento de Materiales:El producto cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Amplio Ángulo de Visión:Cuenta con un ángulo de visión típico de 110 grados (2θ1/2), proporcionando una distribución de luz amplia.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está destinado a su uso como indicador de estado, elemento de retroiluminación o señal luminosa en diversos equipos electrónicos. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Dispositivos de telecomunicaciones (ej., teléfonos inalámbricos/celulares)
• Computación portátil (ej., ordenadores portátiles)
• Sistemas de red y electrodomésticos
• Paneles de control industrial y señalización interior
• Equipos de automatización de oficina

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

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

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):72 mW
• Corriente Directa de Pico (IFP):80 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA DC
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar (IF = 20mA).

• Intensidad Luminosa (Iv):Mínimo 56 mcd, valores típicos varían según el bin, máximo 180 mcd. Medido usando un sensor filtrado según la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Tensión Directa (VF):Varía desde 1.8V (Mín.) hasta 2.4V (Máx.). El valor típico depende del bin de tensión directa (D2, D3, D4).
• Longitud de Onda de Pico (λP):Aproximadamente 570 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Típicamente 571 nm, con bins específicos definidos desde 564.5 nm hasta 576.5 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm (media anchura).
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a una tensión inversa (VR) de 5V.Nota:Este LED no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

El producto se clasifica en bins de rendimiento para garantizar consistencia en las aplicaciones. Los diseñadores pueden especificar bins para ajustarse a sus requisitos de brillo, color y caída de tensión.

3.1 Rango de Intensidad Luminosa (Iv)

La clasificación en bins asegura un brillo mínimo predecible. Las unidades son milicandelas (mcd) a 20mA.

• P2:56 – 71 mcd
• Q1:71 – 90 mcd
• Q2:90 – 112 mcd
• R1:112 – 140 mcd
• R2:140 – 180 mcd

La tolerancia dentro de cada bin es de ±11%.

3.2 Rango de Tensión Directa (VF)

La clasificación por tensión ayuda en el diseño de circuitos limitadores de corriente y en la predicción del consumo de energía. Las unidades son Voltios (V) a 20mA.

• D2:1.8 – 2.0 V
• D3:2.0 – 2.2 V
• D4:2.2 – 2.4 V

La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V.

3.3 Rango de Tono / Longitud de Onda Dominante (λd)

Esta clasificación controla el color percibido de la luz verde. Las unidades son nanómetros (nm) a 20mA.

• B:564.5 – 567.5 nm
• C:567.5 – 570.5 nm
• D:570.5 – 573.5 nm
• E:573.5 – 576.5 nm

La tolerancia dentro de cada bin es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo en condiciones variables. Son esenciales para un diseño de circuito robusto.

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

La curva I-V exhibe la relación exponencial típica de un diodo. La tensión directa (VF) aumenta con la corriente (IF) y también depende de la temperatura. Los diseñadores deben usar esta curva para seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas, asegurando que el LED opere dentro de su rango de corriente especificado, especialmente considerando la variación entre los bins de tensión (D2-D4).

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación típico (hasta 30mA DC). Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos aumentados. Operar en o por debajo de la condición de prueba recomendada de 20mA asegura un rendimiento estable y longevidad.

4.3 Distribución Espectral

La curva de salida espectral se centra alrededor de la longitud de onda de pico de 570 nm con una media anchura típica de 15 nm. Este ancho de banda relativamente estrecho es característico de la tecnología AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), que produce un color verde saturado en comparación con tecnologías más antiguas como los LED convertidos por fósforo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LTST-010KGKT se ajusta a un contorno de encapsulado SMD estándar de la industria. Las dimensiones clave (en milímetros) incluyen un tamaño típico del cuerpo de aproximadamente 3.0mm de largo, 1.5mm de ancho y 1.1mm de alto. Las tolerancias son típicamente de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. El encapsulado presenta una lente transparente sobre una fuente de luz verde AlInGaP.

5.2 Patrón de Pistas de PCB Recomendado

Se proporciona un diseño sugerido de almohadillas de soldadura para garantizar la formación confiable de juntas durante la soldadura por reflujo. Este patrón está diseñado para facilitar una correcta humectación de la soldadura y estabilidad mecánica, minimizando el riesgo de "tombstoning" (el componente se levanta sobre un extremo). El diseño de la almohadilla está optimizado tanto para procesos de reflujo infrarrojo como de fase de vapor.

5.3 Identificación de Polaridad

El cátodo se indica típicamente mediante un marcador visual en el encapsulado del LED, como una muesca, un punto verde o una esquina recortada en la lente. Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para confirmar la marca de polaridad exacta para esta pieza específica. La polaridad correcta es crítica durante el ensamblaje para asegurar el funcionamiento del dispositivo.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil compatible con J-STD-020B. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150-200°C durante un máximo de 120 segundos para calentar gradualmente la placa y los componentes.
• Temperatura de Pico:No debe exceder los 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido (TAL):La duración durante la cual la soldadura está fundida debe controlarse según las especificaciones del fabricante de la pasta de soldar, típicamente dentro de los límites mostrados en el gráfico de perfil proporcionado.

El perfil es crítico para prevenir choque térmico, que puede dañar la estructura interna del LED o la lente de epoxi.

6.2 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

Si se requiere soldadura manual, se necesita extrema precaución:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por junta de soldadura.
• Límite:La soldadura debe realizarse solo una vez. Evite recalentar juntas existentes.

6.3 Limpieza

Si es necesaria una limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse disolventes especificados. Los agentes recomendados incluyen alcohol etílico o alcohol isopropílico. El LED debe sumergirse a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o las marcas del encapsulado.

6.4 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LED son sensibles a la humedad. Cuando la bolsa sellada a prueba de humedad (con desecante) no está abierta, deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa original:

• Las condiciones de almacenamiento no deben exceder 30°C y 60% HR.
• Se recomienda completar el proceso de reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición.
• Para almacenamiento más allá de 168 horas, los LED deben recocerse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita de maíz" (agrietamiento del encapsulado durante el reflujo).

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra en cinta portadora en relieve para manejo automatizado.

• Ancho de la Cinta:12 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:4000 piezas (carrete completo).
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para restos de carrete/parciales.
• El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. La cinta se sella con una cinta de cubierta para proteger los componentes.

8. Consideraciones de Diseño para Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo constante y longevidad, debe usarse una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es la tensión de alimentación, VF es la tensión directa del bin elegido (use el valor máximo para el cálculo de corriente en el peor caso) e IF es la corriente directa deseada (ej., 20mA). No se recomienda conectar múltiples LED en paralelo sin limitación de corriente individual debido a la variación de VF, lo que puede llevar a una discrepancia significativa de brillo.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (72mW máx.), una gestión térmica efectiva en el PCB sigue siendo importante, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se opera cerca de los límites máximos. Una temperatura de unión excesiva reducirá la salida luminosa y acelerará la degradación. Asegurar un área de cobre adecuada alrededor de las almohadillas de soldadura puede ayudar a disipar el calor.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 110 grados hace que este LED sea adecuado para iluminación de área amplia. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (ej., lentes, guías de luz). La lente transparente proporciona el color verdadero del chip AlInGaP, que es un verde saturado.

9. Introducción y Comparativa Tecnológica

9.1 Tecnología AlInGaP

El LTST-010KGKT utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para su región emisora de luz. Esta tecnología es conocida por producir luz de alta eficiencia en las partes ámbar, naranja, roja y verde-amarilla del espectro. En comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP), los LED AlInGaP ofrecen una eficiencia luminosa significativamente mayor y una pureza de color más saturada. La emisión verde lograda aquí está en la región de 570nm, que es altamente visible para el ojo humano.

9.2 Diferenciación de Otros LED Verdes

Los LED verdes también pueden fabricarse usando tecnología de Nitruro de Indio y Galio (InGaN), que típicamente produce un color verde azulado o verde puro en longitudes de onda más cortas (alrededor de 520-530nm). El verde basado en AlInGaP (alrededor de 570nm) a menudo aparece más verde amarillento o verde "lima". La elección depende de las coordenadas de color específicas requeridas por la aplicación. Los verdes AlInGaP en este rango de longitud de onda generalmente tienen un color muy estable frente a la corriente de conducción y la temperatura en comparación con algunos verdes InGaN.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

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

Longitud de Onda de Pico (λP)es la longitud de onda a la cual la distribución de potencia espectral es máxima.Longitud de Onda Dominante (λd)es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED cuando se compara con una luz blanca de referencia. Para LED con un espectro relativamente simétrico, a menudo están cerca. La longitud de onda dominante está más directamente relacionada con la percepción humana del color.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

No, esto no es recomendable y probablemente destruirá el LED.Con una VF típica de 2.0-2.4V, conectarlo directamente a 3.3V causaría un flujo de corriente excesivo, superando con creces el límite absoluto máximo de 30mA DC. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente en serie cuando se usa una fuente de tensión.

10.3 ¿Cómo interpreto los códigos de bin al hacer un pedido?

Puede especificar una combinación de bins para obtener LED con características agrupadas estrechamente. Por ejemplo, solicitar "Iv=R1, VF=D3, λd=C" le daría LED con intensidad luminosa entre 112-140 mcd, tensión directa entre 2.0-2.2V y longitud de onda dominante entre 567.5-570.5 nm. Si no se especifica ningún bin, recibirá producto de la mezcla de producción estándar.

10.4 ¿Es este LED adecuado para uso exterior?

La hoja de datos especifica un rango de temperatura de operación de -40°C a +85°C, que cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, la exposición prolongada a la luz solar directa, radiación UV y humedad podría degradar la lente de epoxi con el tiempo. Para entornos exteriores severos, deben considerarse LED específicamente clasificados y empaquetados para tales condiciones (ej., con encapsulado de silicona).

11. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

11.1 Indicador de Estado en Panel Frontal para un Switch de Red

Requisito:Proporcionar un indicador de estado de enlace/actividad verde claro, visible desde varios ángulos en una unidad montada en rack.

Elección de Diseño:Se selecciona el LTST-010KGKT por su ángulo de visión de 110°, asegurando visibilidad incluso cuando se ve fuera del eje. El verde AlInGaP proporciona un color distintivo y llamativo.

Implementación:Se utiliza un banco de 8 LED, uno por puerto. Para garantizar un brillo uniforme, todos los LED se especifican del mismo bin de intensidad luminosa (ej., R1). Se alimentan desde una línea de 5V a través de resistencias limitadoras de corriente individuales de 150Ω (calculadas para una VF de 2.2V típ. e IF=20mA: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω; 150Ω es el valor estándar más cercano). El diseño del PCB utiliza el patrón de pistas recomendado con una pequeña conexión de alivio térmico a un plano de tierra para disipación de calor.

12. Tendencias Tecnológicas

12.1 Eficiencia y Miniaturización

La tendencia general en los LED SMD continúa hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico) y una mayor miniaturización. Si bien esta pieza representa un tamaño de encapsulado maduro, están surgiendo nuevos encapsulados como los LED de escala de chip (CSLED), que ofrecen huellas aún más pequeñas. La búsqueda de eficiencia energética en toda la electrónica impulsa LED que entregan el brillo requerido a corrientes más bajas.

12.2 Estabilidad y Consistencia del Color

Los avances en el crecimiento epitaxial y los materiales de encapsulado apuntan a mejorar la consistencia del color (reduciendo la dispersión dentro de un bin) y la estabilidad a lo largo de la vida útil del dispositivo y frente a variaciones de temperatura. Esto es particularmente importante para aplicaciones donde se usan múltiples LED adyacentes entre sí, como en pantallas a color completas o matrices de retroiluminación.

12.3 Integración

Existe una tendencia creciente hacia la integración del circuito de control del LED (fuente de corriente constante, control de atenuación PWM) directamente en módulos o incluso en el propio encapsulado del LED, simplificando el diseño para los usuarios finales y mejorando la confiabilidad general del sistema.