Hoja de Datos del LED SMD LTST-C191TGKT - Ultra Delgado 0.55mm - Verde InGaN - 3.6V Máx - 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-C191TGKT, una lámpara LED de dispositivo de montaje superficial (SMD). Diseñado para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB), este componente es ideal para aplicaciones con espacio limitado en una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de este LED incluyen su perfil excepcionalmente delgado de 0.55mm, que permite su integración en dispositivos ultradelgados. Utiliza un chip semiconductor InGaN (Nitruro de Galio e Indio) de ultrabrillo para producir luz verde. El dispositivo cumple plenamente con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). Su embalaje está estandarizado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, conforme a los estándares EIA, haciéndolo totalmente compatible con equipos automáticos de colocación de alta velocidad y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Los mercados objetivo son diversos, abarcando equipos de telecomunicaciones (teléfonos inalámbricos y celulares), computación portátil (ordenadores portátiles), infraestructura de red, electrodomésticos y aplicaciones de señalización o pantallas interiores.

1.2 Aplicaciones Clave

• Retroiluminación para teclados y teclados numéricos.
• Indicadores de estado y alimentación en electrónica de consumo e industrial.
• Micro-pantallas e iluminación de iconos.
• Iluminación de señalización y símbolos en paneles de control e instrumentación.

2. Encapsulado y Dimensiones Mecánicas

El LTST-C191TGKT presenta una lente transparente encapsulando un chip emisor de luz verde InGaN. Todas las dimensiones críticas del encapsulado se proporcionan en los planos de la hoja de datos con una tolerancia estándar de ±0.1mm (±0.004 pulgadas) a menos que se especifique lo contrario. La altura ultra baja es una característica mecánica definitoria.

3. Límites Absolutos y Características

Todos los límites se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes al dispositivo.

3.1 Límites Absolutos Máximos

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta es la corriente instantánea máxima, permitida solo en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua en DC.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiental.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C.
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Soporta una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, lo cual es crítico para procesos de ensamblaje sin plomo (Pb-free).

3.2 Perfil de Reflujo IR Recomendado para Proceso sin Plomo

La hoja de datos incluye un gráfico detallado de temperatura vs. tiempo que describe el perfil de soldadura por reflujo sugerido. Los parámetros clave incluyen una etapa de precalentamiento hasta 150-200°C, un tiempo máximo de precalentamiento de 120 segundos, una temperatura pico que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima de 260°C limitado a un máximo de 10 segundos. El perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar una soldadura confiable sin daño térmico al encapsulado del LED.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):71 - 450 mcd (milicandelas). Medida usando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el cual la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el centro), indicando un cono de visión muy amplio.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):530 nm (nanómetros). La longitud de onda a la cual la salida espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520 - 535 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (verde) del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):35 nm. El ancho de banda del espectro de luz emitida a la mitad de su intensidad máxima.
• Tensión Directa (V_F):2.8V - 3.6V. La caída de tensión a través del LED cuando opera a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx) a una Tensión Inversa (V_R) de 10V.Nota Importante:El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo con fines informativos.

4. Sistema de Clasificación y Rangos (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en rangos (bins) según parámetros clave. El código de rango es parte de la información de pedido.

4.1 Rango de Tensión Directa (V_F)

Clasificado a I_F=20mA. Tolerancia por rango es ±0.1V.
Códigos de Rango: D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V), D10 (3.40-3.60V).

4.2 Rango de Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificado a I_F=20mA. Tolerancia por rango es ±15%.
Códigos de Rango: Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd).

4.3 Rango de Tono (Longitud de Onda Dominante)

Clasificado a I_F=20mA. Tolerancia por rango es ±1 nm.
Códigos de Rango: AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm).

5. Análisis de Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos proporciona representaciones gráficas de relaciones clave, esenciales para el diseño de circuitos.

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de manera sub-lineal, destacando la importancia de la regulación de corriente sobre el manejo por tensión.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica I-V del diodo, crucial para calcular valores de resistencias en serie o diseñar controladores de corriente constante.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción de la salida de luz por efecto térmico, que disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
• Distribución Espectral:Un gráfico que traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda, mostrando el pico en ~530nm y el ancho medio de 35nm, confirmando la emisión de color verde puro.

6. Guías de Ensamblaje, Manejo y Almacenamiento

6.1 Diseño de Pads en la PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) recomendado para la PCB, incluyendo dimensiones para las almohadillas. Adherirse a este diseño garantiza una soldadura, alineación y gestión térmica adecuadas durante el reflujo.

6.2 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, se recomienda la inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.3 Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática)

Los LED son sensibles a la electricidad estática y a sobretensiones. Se recomienda encarecidamente usar una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos durante el manejo. Todo el equipo, incluyendo estaciones de trabajo y soldadores, debe estar correctamente conectado a tierra para prevenir daños.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en la bolsa original a prueba de humedad con desecante es de un año.
• Paquete Abierto:Para componentes retirados de su embalaje original, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C / 60% HR. Se recomienda completar la soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días, nivel MSL 2a). Para almacenamiento más allá de este período, los componentes deben guardarse en un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno. Los componentes almacenados fuera de la bolsa por más de 672 horas requieren un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el \"efecto palomita\" (\"popcorning\") durante el reflujo.

6.5 Métodos de Soldadura

Soldadura por Reflujo:Seguir el perfil de la sección 3.2. Temperatura pico 260°C máx., tiempo por encima de 260°C limitado a 10 segundos máx. Se permiten un máximo de dos ciclos de reflujo.
Soldadura Manual (con Soldador):Usar un soldador con control de temperatura ajustado a un máximo de 300°C. El tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por unión. La soldadura manual debe realizarse solo una vez.

7. Embalaje y Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve y una cinta protectora de cubierta. El ancho de la cinta es de 8mm. Los carretes tienen un diámetro estándar de 7 pulgadas (178mm) y contienen 5000 piezas por carrete completo. Se aplica una cantidad mínima de pedido de 500 piezas para carretes parciales. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Se proporcionan planos dimensionales detallados para los alvéolos de la cinta y el carrete, incluyendo diámetro del núcleo, diámetro de la brida y ancho del carrete.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Uso Previsto y Descargo de Responsabilidad de Fiabilidad

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos comerciales y de consumo estándar. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro vidas o la salud (p. ej., aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad en transporte), se requiere consulta y calificación específicas antes de su incorporación al diseño.

8.2 Manejo del LED

Para garantizar una salida de luz estable y una larga vida útil, maneje el LED con una fuente de corriente constante, no de tensión constante. La corriente continua recomendada es de 20mA. Se puede usar una simple resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de tensión, calculada como R = (V_suministro- V_F) / I_F, donde V_Fdebe elegirse del valor típico o máximo de la tabla de clasificación para garantizar que I_Fno exceda los 20mA en las peores condiciones.

8.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (76mW máx.), un diseño térmico adecuado en la PCB es importante. El diseño recomendado de la almohadilla de soldadura también actúa como disipador de calor. Asegurar una buena ruta térmica alejada de la unión del LED ayuda a mantener la intensidad luminosa y la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se maneja cerca de los límites máximos.

8.4 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia o visibilidad desde muchos ángulos. Para luz enfocada o dirigida, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. La lente transparente proporciona una base neutra para posibles elementos ópticos secundarios.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador principal del LTST-C191TGKT es su combinación de un perfil ultra delgado de 0.55mm con alto brillo proveniente de un chip InGaN. En comparación con tecnologías más antiguas como AlGaInP, InGaN ofrece una eficiencia y pureza de color superiores para longitudes de onda verdes. El cumplimiento RoHS y la compatibilidad con procesos estándar de reflujo sin plomo de alto volumen lo convierten en una opción moderna y respetuosa con el medio ambiente adecuada para mercados globales. El sistema integral de clasificación permite a los diseñadores seleccionar el punto exacto de brillo y color requerido para su aplicación, garantizando la consistencia visual en los productos finales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?
R: La Longitud de Onda Pico (λ_P) es la longitud de onda física donde el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que define el color percibido. Para LED monocromáticos como este verde, suelen estar cerca pero no son idénticos.

P: ¿Puedo manejar este LED con una fuente de 5V y una resistencia?
R: Sí. Usando el V_Fmáximo de 3.6V para garantizar una corriente segura en todas las condiciones: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohmios. Una resistencia estándar de 68 o 75 Ohmios sería apropiada. Siempre verifique la corriente real en el circuito.

P: ¿Por qué la condición de almacenamiento para paquetes abiertos es tan estricta (672 horas)?
R: Los encapsulados SMD pueden absorber humedad del aire. Durante el alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o agrietamiento (\"efecto palomita\"). El límite de 672 horas y el procedimiento de horneado están definidos por el Nivel de Sensibilidad a la Humedad del componente (MSL 2a) para prevenir este modo de fallo.

P: ¿Es este LED adecuado para iluminación interior automotriz?
R: Si bien cumple con las especificaciones técnicas básicas, las aplicaciones automotrices típicamente requieren componentes calificados según estándares específicos de grado automotriz (como AEC-Q102) para ciclado térmico, humedad y fiabilidad a largo plazo. Esta hoja de datos no afirma tales calificaciones, por lo que es necesaria una consulta para la aplicación específica.

11. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado para un altavoz Bluetooth portátil. El indicador debe ser visible a la luz del día, tener un color verde consistente y caber dentro de una carcasa muy delgada.

Razón de Selección:Se elige el LTST-C191TGKT por su altura de 0.55mm, permitiéndole caber detrás de un difusor delgado. El alto brillo (hasta 450 mcd) garantiza visibilidad. Para garantizar un tono específico de verde en todas las unidades de producción, el diseñador especifica el código de rango \"AQ\" (Longitud de Onda Dominante 525-530nm) y el código de rango \"S\" (180-280 mcd) durante la compra.

Diseño del Circuito:La placa principal del altavoz tiene una línea de 3.3V. Usando un V_Ftípico de 3.2V (del rango D8), se calcula una resistencia en serie: R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = 5 Ohmios. Se selecciona una resistencia de 5.1 Ohmios. El ánodo del LED se conecta a la línea de 3.3V a través de la resistencia, y el cátodo se conecta a tierra mediante un pin GPIO de un microcontrolador configurado como salida drenador abierto.

Diseño de la Placa:Se sigue precisamente el diseño de pads de PCB recomendado. La almohadilla de tierra se conecta a una pequeña zona de cobre para ayudar en la disipación de calor, aunque la potencia sea baja.

12. Introducción Tecnológica y Tendencias

Tecnología InGaN:El Nitruro de Galio e Indio es un compuesto semiconductor III-V cuyo ancho de banda puede ajustarse variando la proporción de Indio a Galio. Esto permite la producción de LED que emiten luz desde el ultravioleta pasando por los espectros azul y verde. Los LED basados en InGaN son conocidos por su alta eficiencia y brillo.

Tendencias de la Industria:La tendencia en LED SMD para electrónica de consumo es continuamente hacia tamaños de encapsulado más pequeños, perfiles más bajos, mayor eficacia luminosa (más luz por vatio) y una consistencia de color más ajustada. También hay un fuerte impulso hacia una mayor fiabilidad para satisfacer las demandas de aplicaciones automotrices e industriales. El cambio a soldadura sin plomo y el cumplimiento RoHS es ahora un estándar universal. Los desarrollos futuros pueden involucrar encapsulados de escala de chip (CSP) aún más delgados y circuitos controladores integrados dentro del encapsulado del LED.