Hoja de Datos del LED SMD LTST-020KFKT - 2.0x1.25x1.1mm - 1.8-2.4V - 72mW - Naranja AlInGaP - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para el LTST-020KFKT, un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD). Este componente pertenece a una familia de LEDs miniatura diseñados para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y aplicaciones donde el espacio es una restricción crítica. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una salida de luz naranja. Su factor de forma compacto y compatibilidad con procesos industriales estándar lo hacen adecuado para integrarse en una amplia gama de equipos electrónicos modernos.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Empaquetado en cinta estándar de 12mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro para sistemas automáticos pick-and-place.
• Formato de encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Niveles lógicos compatibles con circuitos integrados (I.C.).
• Diseñado para compatibilidad con equipos automáticos de colocación y ensamblaje.
• Apto para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).
• Preacondicionado para alcanzar el Nivel de Sensibilidad a la Humedad 3 de JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos).

1.2 Aplicaciones

The LTST-020KFKT is designed for versatile use across multiple sectors. Primary application areas include:

• Telecomunicaciones:Indicadores de estado en routers, módems y conmutadores de red.
• Automatización de Oficinas:Retroiluminación de teclas e indicadores de estado en impresoras, escáneres y fotocopiadoras.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de encendido/carga en smartphones, tablets, portátiles y electrodomésticos.
• Equipos Industriales:Indicadores de panel para maquinaria, sistemas de control e instrumentación.
• Indicación General:Iluminación de señales y símbolos, retroiluminación de paneles frontales e indicación general de estado.

2. Dimensiones del Encapsulado y Especificaciones Mecánicas

El LED está alojado en un encapsulado compacto y estándar de la industria tipo 020. Las dimensiones mecánicas clave son las siguientes:

• Longitud del Encapsulado: 2.0 mm
• Ancho del Encapsulado: 1.25 mm
• Altura del Encapsulado: 1.1 mm
• Paso de Terminales: 1.05 mm

Color de la Lente:Transparente (Water Clear)

Color Emitido:Naranja (AlInGaP)

Notas:Todas las dimensiones están en milímetros. Las tolerancias son de ±0.2mm a menos que se especifique lo contrario. El encapsulado incluye una marca de polaridad (normalmente un indicador del cátodo) para la orientación correcta durante el ensamblaje.

3. Clasificaciones y Características

Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario. Exceder las Clasificaciones Absolutas Máximas puede causar daños permanentes en el dispositivo.

3.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

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

3.2 Características Eléctricas y Ópticas

La siguiente tabla detalla los parámetros de rendimiento típicos cuando el dispositivo opera en condiciones de prueba estándar (I_F= 20mA).

• Intensidad Luminosa (I_V):90.0 - 280.0 mcd (milicandelas). Medida con un filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110 grados (típico). Definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):611 nm (típico).
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):600 - 612 nm. Derivada de las coordenadas de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):17 nm (típico).
• Voltaje Directo (V_F):1.8 - 2.4 V. La tolerancia es de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R= 5V. Nota: Este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba infrarroja.

4. Sistema de Clasificación por Bins

Para garantizar la consistencia en la producción y aplicación, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento según parámetros clave.

4.1 Clasificación de Voltaje Directo (V_F)

Clasificación a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±0.10V.

D2: 1.8V - 2.0V

D3: 2.0V - 2.2V

D4: 2.2V - 2.4V

4.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (I_V)

Clasificación a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±11%.

Q2: 90 - 112 mcd

R1: 112 - 140 mcd

R2: 140 - 180 mcd

S1: 180 - 220 mcd

S2: 220 - 280 mcd

4.3 Clasificación de Longitud de Onda Dominante (λ_d)

Clasificación a I_F= 20mA. Tolerancia por bin: ±1nm.

P: 600 - 603 nm

Q: 603 - 606 nm

R: 606 - 609 nm

S: 609 - 612 nm

5. Curvas de Rendimiento Típico y Análisis

Comprender la relación entre las condiciones de operación y el rendimiento es crucial para un diseño óptimo.

5.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La característica I-V es no lineal, típica de un diodo. El voltaje directo (V_F) exhibe un coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de unión para una corriente dada. Los diseñadores deben tener esto en cuenta al diseñar circuitos limitadores de corriente.

5.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (intensidad luminosa) es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación normal (hasta la corriente continua nominal). Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos aumentados. Operar consistentemente por encima de la clasificación máxima absoluta acelerará la depreciación del lumen y reducirá la vida útil.

5.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Como la mayoría de los LEDs, la intensidad luminosa del chip AlInGaP disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y por tanto, la de unión). Esta reducción térmica debe considerarse en aplicaciones donde el LED opera en entornos de alta temperatura o con disipación de calor limitada. La hoja de datos proporciona una curva que muestra esta relación, vital para garantizar un brillo constante en todas las condiciones de operación esperadas.

5.4 Distribución Espectral

El espectro de emisión se centra alrededor de 611 nm (naranja). El ancho medio espectral de aproximadamente 17 nm indica un color naranja monocromático relativamente puro en comparación con fuentes de espectro más amplio como los LEDs blancos convertidos por fósforo. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren indicación de color específica o filtrado.

6. Guías de Ensamblaje y Manipulación

6.1 Diseño Recomendado de Pads en PCB

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura para garantizar una soldadura confiable y una alineación adecuada. Las dimensiones recomendadas de los pads tienen en cuenta la formación del filete de soldadura durante el reflujo. Usar la geometría de pad especificada ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta por un extremo) y asegura una buena conexión mecánica y eléctrica.

6.2 Proceso de Soldadura

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), incluida la soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo sugerido conforme a J-STD-020B, con parámetros clave que incluyen:

Temperatura de Precalentamiento:150°C - 200°C

Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos

Temperatura Máxima de Reflujo:Máximo 260°C

Tiempo por Encima del Líquidus:Según especificación de la pasta de soldar

Tasa de Enfriamiento:Controlada para minimizar el estrés térmico.

Nota:El perfil real debe caracterizarse para el ensamblaje específico de la PCB, considerando el grosor de la placa, la densidad de componentes y el tipo de pasta de soldar.

6.3 Soldadura Manual (Si es Necesaria)

Si se requiere reparación manual, utilice un soldador con control de temperatura.

Temperatura de la Punta:Máximo 300°C

Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad.

Evite aplicar estrés mecánico al encapsulado del LED durante o después de la soldadura.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, use solo solventes aprobados. Sumerja el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica ni limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar la lente de epoxi o los sellos del encapsulado.

6.5 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Los LEDs son sensibles a la humedad (Nivel MSL 3).

Bolsa Sellada:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 70% HR. Usar dentro de un año desde la fecha de sellado de la bolsa.

Después de Abrir la Bolsa:Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días) posteriores a la exposición al aire ambiente.

Almacenamiento Prolongado (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.

Re-horneado:Los componentes expuestos por más de 168 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el efecto "palomitas de maíz" (popcorning) durante el reflujo.

7. Empaquetado y Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra en formato de cinta y carrete compatible con equipos de ensamblaje automático de alta velocidad.

• Tamaño del Carrete:Diámetro estándar de 7 pulgadas (178mm).
• Ancho de la Cinta:12 mm.
• Paso de los Alvéolos:4.0 mm.
• Cantidad por Carrete:4,000 piezas (carrete completo).
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para carretes restantes.
• Cinta de Cubierta:Aplicada para sellar los componentes en los alvéolos.
• Estándares de Empaquetado:Conforme a las especificaciones ANSI/EIA-481.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos alvéolos vacíos consecutivos por especificación del carrete.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria cuando se alimenta desde una fuente de voltaje. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.4V) para un diseño conservador y asegurar que la corriente no exceda el valor deseado. Por ejemplo, para alimentar a 20mA desde una fuente de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. Se seleccionaría el valor estándar más cercano (ej., 120Ω o 150Ω), considerando la potencia nominal (P = I²R).

8.2 Gestión Térmica

Aunque es pequeño, el LED genera calor en la unión del semiconductor. Se deben respetar la disipación de potencia nominal (72mW) y el rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C). Para operación continua en o cerca de la corriente máxima (30mA), asegúrese de que la PCB proporcione una adecuada disipación térmica. Esto puede implicar el uso de vías térmicas bajo el pad térmico del LED (si aplica), conexión a una zona de cobre y evitar la operación en espacios cerrados sin ventilación. Una temperatura de unión excesiva conduce a una reducción de la salida de luz, envejecimiento acelerado y posible fallo prematuro.

8.3 Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática)

Aunque en esta hoja de datos no se especifica explícitamente una clasificación de inmunidad a ESD, los LEDs son generalmente sensibles a las descargas electrostáticas. Deben observarse las precauciones estándar de manipulación ESD durante el ensamblaje y manejo: usar estaciones de trabajo, pulseras y contenedores conductores conectados a tierra.

8.4 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 110 grados proporciona un patrón de emisión amplio y difuso, adecuado para indicadores de estado destinados a ser vistos desde varios ángulos. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias (lentes o guías de luz). La lente transparente permite ver el color real del chip (naranja) sin tinte.

9. Comparación Técnica y Guía de Selección

El LTST-020KFKT ofrece una combinación específica de atributos. Al seleccionar un LED para un diseño, compare lo siguiente con alternativas:

• Tecnología (AlInGaP):Proporciona alta eficiencia y buena pureza de color en el espectro naranja/rojo/ámbar. Típicamente tiene mejor estabilidad térmica y mayor vida útil que tecnologías más antiguas como GaAsP.
• Tamaño del Encapsulado (020):Uno de los encapsulados SMD LED estándar más pequeños, ideal para placas de alta densidad. Los encapsulados más grandes (ej., 0402, 0603) pueden ser más fáciles de manejar manualmente o pueden ofrecer un manejo de potencia ligeramente mayor.
• Brillo (90-280mcd):Este rango de brillo es adecuado para indicadores interiores y retroiluminación. Para aplicaciones legibles a la luz del sol o señalización a larga distancia, se requerirían LEDs de mayor intensidad.
• Voltaje (1.8-2.4V):El voltaje directo relativamente bajo permite la operación desde fuentes de lógica de bajo voltaje (3.3V, 5V) con una caída de voltaje mínima en la resistencia limitadora, mejorando la eficiencia energética.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

Longitud de Onda de Pico (λ_p):La longitud de onda única en la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad (611 nm típico para este LED).

Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única de la luz monocromática que, cuando se combina con una referencia blanca especificada, coincide con el color percibido del LED. Se deriva de las coordenadas de cromaticidad CIE y se correlaciona más estrechamente con la percepción del color del ojo humano (600-612 nm para este LED).

10.2 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Alimentar un LED directamente desde una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, superando rápidamente la Clasificación Absoluta Máxima para la corriente directa (30mA DC), lo que lleva a un fallo instantáneo o rápido. Siempre se requiere una resistencia en serie o un circuito controlador de corriente constante.

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

El código de producto completo (ej., LTST-020KFKT) puede tener sufijos que indiquen bins específicos para V_F, I_V, y λ_d. Consulte al fabricante o distribuidor para conocer las combinaciones de bins disponibles. Seleccionar bins más estrechos garantiza un rendimiento más consistente en todas las unidades de su producción, pero puede afectar el costo y la disponibilidad.

10.4 ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices?

Esta hoja de datos estándar no enumera la calificación automotriz AEC-Q101. Para su uso en entornos automotrices (rangos de temperatura extendidos, vibración, humedad), se debe seleccionar un LED específicamente calificado según estándares automotrices.

11. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de encendido "ON" para un dispositivo basado en microcontrolador de 3.3V.

Objetivo:Proporcionar una indicación naranja clara y visible con una corriente directa de aproximadamente 15mA (conservadora para una larga vida útil).

Pasos:

1. Selección de Parámetros:De la hoja de datos, usar un V_Ftípico de 2.1V para el cálculo. Objetivo I_F= 15mA.

2. Cálculo de la Resistencia:R = (V_fuente- V_F) / I_F= (3.3V - 2.1V) / 0.015A = 80Ω.

3. Valor Estándar y Verificación de Potencia:Seleccionar una resistencia estándar de 82Ω. Disipación de potencia en la resistencia: P = I²R = (0.015)²* 82 = 0.01845W. Una resistencia estándar de 1/16W (0.0625W) o 1/10W es más que suficiente.

4. Diseño de la PCB:Colocar la resistencia de 82Ω en serie con el ánodo del LED. Conectar el cátodo del LED a tierra. Seguir el diseño de pads recomendado de la sección 6.1 para el LED. Asegurar que la polaridad sea correcta (la marca del cátodo en la serigrafía de la PCB coincida con la marca del LED).

5. Rendimiento Esperado:A 15mA, la intensidad luminosa será proporcionalmente menor que en la condición de prueba de 20mA, pero aún suficiente para un indicador de panel. La corriente más baja también reduce la temperatura de unión, mejorando la confiabilidad a largo plazo.