Hoja de Datos del LED SMD Azul LTST-C191TBKT-2A - Dimensiones 3.2x1.6x0.55mm - Voltaje 2.45-2.95V - Potencia 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C191TBKT-2A es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Su tecnología central se basa en un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), responsable de emitir luz azul. El mercado principal de este componente incluye electrónica de consumo, luces indicadoras, retroiluminación para pantallas pequeñas y diversos dispositivos portátiles donde se requiere una fuente de luz compacta, brillante y fiable.

La característica definitoria de este LED es su perfil excepcionalmente bajo, con una altura de solo 0,55 milímetros. Este factor de forma ultra delgado permite su integración en productos con severas limitaciones de espacio vertical, posibilitando diseños de producto final más delgados y elegantes. El encapsulado utiliza un material de lente transparente al agua, que no difumina la luz, resultando en un haz más enfocado e intenso, adecuado para aplicaciones que requieren alta intensidad luminosa desde una fuente diminuta.

1.1 Ventajas Principales

• Miniaturización:La altura de 0,55 mm es una ventaja significativa para diseños de producto ultra delgados.
• Alto Brillo:Utiliza un chip InGaN de Ultra Brillo, proporcionando alta intensidad luminosa en un encapsulado pequeño.
• Compatibilidad:Diseñado para ser compatible con equipos automáticos de pick-and-place y procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), facilitando el montaje automatizado de alto volumen.
• Estandarización:Se ajusta a los contornos de encapsulado estándar EIA (Electronic Industries Alliance), garantizando predictibilidad en el diseño de la PCB (Placa de Circuito Impreso) y el montaje.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y está clasificado como Producto Verde, satisfaciendo las regulaciones ambientales internacionales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave especificados en la hoja de datos. Comprender estos valores es crítico para un diseño de circuito adecuado y una operación confiable.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No son condiciones para operación normal.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor sin degradar su rendimiento o vida útil. Exceder este límite conlleva riesgo de daño térmico.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0,1 ms). Se utiliza para aplicaciones que requieren destellos breves de alta intensidad.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua en CC. Diseñar el circuito de excitación para operar a esta corriente o por debajo asegura una fiabilidad a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-20°C a +80°C. Se garantiza que el LED funcione dentro de sus parámetros especificados en este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse sin operar dentro de estos límites sin sufrir daños.
• Condición de Soldadura por Reflujo IR:Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Esto define el perfil térmico que el componente puede soportar durante el proceso de montaje en PCB.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de 25°C de temperatura ambiente y una corriente directa (I_F) de 2 mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):4,5 - 18,0 mcd (mililúmenes). Esto mide el brillo percibido del LED por el ojo humano. El amplio rango indica que se utiliza un sistema de clasificación por bins (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad de la luz cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). Un ángulo de 130 grados indica un patrón de visión relativamente amplio.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):468 nm (típico). Esta es la longitud de onda específica a la cual la potencia óptica de salida es más alta. Es una característica del material semiconductor InGaN.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):465,0 - 475,0 nm. Se deriva del color percibido por el ojo humano (cromaticidad CIE) y es la longitud de onda única que mejor representa el color del LED. También está sujeta a clasificación por bins.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):25 nm (típico). Esto indica el rango de longitudes de onda emitidas alrededor del pico. Un valor de 25 nm es típico para un LED azul InGaN.
• Voltaje Directo (V_F):2,45 - 2,95 V. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando se excita con la corriente de prueba de 2 mA. Varía debido a las tolerancias de fabricación del semiconductor y está clasificado por bins.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (máx.) a un Voltaje Inverso (V_R) de 5V. Los LED no están diseñados para operación en polarización inversa. Este parámetro es solo para caracterización de corriente de fuga. Aplicar voltaje inverso puede dañar el dispositivo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Bins

Para gestionar las variaciones naturales en la fabricación de semiconductores, los LED se clasifican en grupos de rendimiento o "bins". Esto asegura consistencia dentro de un lote de producción. El LTST-C191TBKT-2A utiliza un sistema de clasificación tridimensional.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Clasificado a I_F= 2mA. Cinco bins (1 a 5) cubren el rango de 2,45V a 2,95V en pasos de 0,1V, con una tolerancia de +/-0,1V por bin. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con una caída de voltaje consistente, lo cual puede ser importante para el diseño de circuitos limitadores de corriente, especialmente en arreglos en paralelo.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a I_F= 2mA. Tres bins (J, K, L) definen niveles mínimos de brillo: 4,50-7,10 mcd (J), 7,10-11,2 mcd (K) y 11,2-18,0 mcd (L). Se aplica una tolerancia de +/-15% dentro de cada bin. Esto es crucial para aplicaciones que requieren brillo uniforme entre múltiples LED.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a I_F= 2mA. Dos bins definen el tono de color: AC (465,0 - 470,0 nm) y AD (470,0 - 475,0 nm), con una tolerancia de +/-1 nm. El bin AC produce un azul ligeramente más intenso, mientras que el bin AD es un azul ligeramente más claro. Esto asegura consistencia de color en instalaciones con múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (ej., Fig.1, Fig.6), aquí se analizan sus implicaciones típicas.

4.1 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La salida de luz (intensidad luminosa) de un LED no es linealmente proporcional a la corriente. Aumenta rápidamente a corrientes bajas, pero la tasa de aumento típicamente disminuye a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y efectos térmicos. Operar significativamente por encima de la corriente continua recomendada de 20 mA producirá rendimientos decrecientes en brillo mientras aumenta drásticamente el calor y reduce la vida útil.

4.2 Distribución Espectral

El gráfico espectral referenciado (Fig.1) mostraría un único pico dominante centrado alrededor de 468 nm (luz azul) con un ancho medio espectral típico de 25 nm. Debería haber una emisión insignificante en otras partes del espectro visible, confirmando una salida de color azul puro.

4.3 Patrón del Ángulo de Visión

El diagrama polar (Fig.6) ilustra el ángulo de visión de 130 grados. La intensidad es más alta cuando se mira directamente al LED (en el eje) y disminuye simétricamente a medida que aumenta el ángulo de visión, cayendo al 50% del pico a +/-65 grados desde el eje.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a una huella estándar EIA para LED chip. Las dimensiones clave incluyen una longitud típica de 3,2 mm, un ancho de 1,6 mm y la altura crítica de 0,55 mm. Los dibujos mecánicos detallados especifican las posiciones de las almohadillas, la forma de la lente y las tolerancias (típicamente ±0,10 mm).

5.2 Identificación de Polaridad

Los LED SMD tienen un ánodo (+) y un cátodo (-). La hoja de datos incluye un diagrama que muestra la marca de polaridad en el cuerpo del componente, lo cual es esencial para la orientación correcta durante el montaje en PCB. Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine y puede dañarlo si se aplica voltaje inverso.

5.3 Patrón de Pistas en PCB Sugerido

Se proporciona un diseño recomendado de almohadillas de soldadura para garantizar una unión de soldadura confiable, una alineación adecuada durante el reflujo y un alivio térmico suficiente. Seguir este patrón ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (donde un extremo se levanta de la almohadilla) y asegura resultados de soldadura consistentes.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo IR

El componente es compatible con procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo sugerido detallado, que típicamente incluye: una rampa de precalentamiento para activar el fundente, una zona de remojo para calentar uniformemente la placa, un pico rápido de temperatura hasta el máximo (máx. 260°C por ≤10 segundos) y una fase de enfriamiento controlada. Adherirse a este perfil, particularmente el tiempo por encima del líquido y la temperatura máxima, es vital para prevenir daños térmicos al encapsulado plástico del LED y a las uniones internas de alambre.

6.2 Notas sobre Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La recomendación es usar un soldador a una temperatura máxima de 300°C durante no más de 3 segundos, aplicado solo una vez. El calor o tiempo excesivo pueden derretir la lente o dañar el dado semiconductor.

6.3 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. La hoja de datos recomienda la inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto si se requiere limpieza. Productos químicos agresivos o no especificados pueden dañar el encapsulado plástico, provocando grietas o empañamiento de la lente.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Sensibilidad a ESD (Descarga Electroestática):Los LED son susceptibles a daños por ESD. La manipulación debe realizarse en una estación de trabajo protegida contra ESD usando pulseras antiestáticas y equipo conectado a tierra.
• Sensibilidad a la Humedad:Aunque la bobina está sellada, una vez abierta, los LED quedan expuestos a la humedad ambiental. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) posteriores a abrir el embalaje. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben guardarse en un gabinete seco o contenedor sellado con desecante. Los componentes almacenados más allá de 672 horas pueden requerir un ciclo de horneado (ej., 60°C durante 20 horas) para eliminar la humedad absorbida antes del reflujo, para prevenir el "efecto palomita de maíz" (grietas en el encapsulado debido a la presión de vapor).

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Bobina

Los LED se suministran en cinta portadora gofrada de 8 mm de ancho enrollada en bobinas de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. La cantidad estándar por bobina es de 5.000 piezas. La cinta utiliza una cubierta superior para sellar los compartimentos del componente. El empaquetado cumple con los estándares ANSI/EIA 481-1-A-1994.

7.2 Interpretación del Número de Modelo

El número de parte LTST-C191TBKT-2A codifica atributos específicos: LTST denota la familia de productos, C191 probablemente hace referencia al tamaño del encapsulado, TB indica el color (Azul), KT puede referirse al empaquetado en cinta y bobina, y 2A podría ser un código de revisión o rendimiento. El desglose exacto debe confirmarse con la guía de numeración de partes del fabricante.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Luces de estado de energía, conectividad o función en teléfonos inteligentes, tabletas, portátiles y dispositivos portátiles.
• Retroiluminación:Retroiluminación lateral o directa para teclados muy delgados, iconos o pequeñas pantallas LCD.
• Electrónica de Consumo:Iluminación decorativa o LED de notificación en equipos de audio, mandos de juegos y dispositivos para hogares inteligentes.
• Indicadores de Panel:Indicadores agrupados en paneles de control industrial donde el espacio es limitado.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar la corriente directa a 20 mA o menos para operación continua. El valor de la resistencia se calcula usando R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en la PCB alrededor de las almohadillas de soldadura ayuda a conducir el calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o cuando se excita cerca de los límites máximos.
• Diseño Óptico:La lente transparente al agua produce un haz enfocado. Si se necesita un patrón de luz más amplio y difuso, se deben incorporar difusores externos o guías de luz en el diseño del producto.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Comparado con tecnologías de LED más antiguas o encapsulados más grandes, los diferenciadores clave del LTST-C191TBKT-2A son sualtura de 0,55 mmyalto brillo proveniente de un chip InGaN. Frente a otros LED ultra delgados, sus ventajas pueden incluir una huella EIA estandarizada para compatibilidad de diseño, opciones específicas de clasificación por bins para consistencia de color/brillo, y documentación clara para el montaje con reflujo sin plomo. El ángulo de visión de 130 grados ofrece un buen equilibrio entre un cono de visión amplio y una intensidad razonable en el eje.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Puedo excitar este LED a 20 mA continuamente?

Sí, 20 mA es la corriente directa continua (CC) máxima recomendada. Para una longevidad y fiabilidad óptimas, a menudo es aconsejable operar a una corriente ligeramente menor, como 15-18 mA.

10.2 ¿Por qué hay un rango para el Voltaje Directo y la Intensidad Luminosa?

Estas son variaciones inherentes a la fabricación de semiconductores. El sistema de bins clasifica los LED en grupos con características similares. Los diseñadores deben especificar los códigos de bin deseados al realizar el pedido para garantizar uniformidad en su aplicación.

10.3 ¿Qué sucede si lo sueldo a una temperatura más alta o durante más tiempo del especificado?

Exceder el límite de reflujo de 260°C durante 10 segundos puede causar varias fallas: el encapsulado plástico puede deformarse o decolorarse, las uniones internas de alambre de oro pueden romperse o el crecimiento intermetálico puede debilitarlas, y la lente de epoxi puede volverse opaca. Siempre siga el perfil recomendado.

10.4 ¿Puedo usar este LED para protección contra voltaje inverso o como diodo Zener?

No.El dispositivo no está diseñado para operación inversa. La clasificación máxima de voltaje inverso (5V para la prueba de I_R) es solo para caracterización. Aplicar una polarización inversa puede dañar inmediata y catastróficamente la unión del LED.

11. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un indicador de estado para un estuche ultra delgado de auriculares Bluetooth. El indicador debe ser azul, visible a la luz del día y caber dentro de una cavidad con una altura total de 0,8 mm.

Selección del Componente:Se elige el LTST-C191TBKT-2A principalmente por su altura de 0,55 mm, dejando 0,25 mm para la guía de luz/difusor. El color azul cumple con el requisito de marca.

Diseño del Circuito:El estuche usa un regulador de 3,3V. Objetivo: una corriente directa de 15 mA para equilibrar brillo y duración de la batería. Usando un V_Ftípico de 2,7V (del Bin 3), la resistencia en serie se calcula: R = (3,3V - 2,7V) / 0,015A = 40 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 39 Ohmios.

Diseño de la PCB:Se utiliza el patrón de pistas recomendado de la hoja de datos. Se colocan vías de alivio térmico adicionales bajo la almohadilla del cátodo para disipar calor hacia un plano de tierra interno, ya que el dispositivo estará encerrado.

Pedido:Para garantizar color y brillo uniformes en todas las unidades de producción, el pedido especifica los bins: Intensidad Luminosa Bin "L" (el más brillante) y Longitud de Onda Dominante Bin "AD" (tono de azul preferido).

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-C191TBKT-2A se basa en la tecnología de semiconductor InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n del LED, los electrones y huecos se inyectan en la región activa. Se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material InGaN, la cual se ajusta modificando la proporción de Indio a Galio durante el crecimiento del cristal. Un mayor contenido de indio desplaza la emisión hacia longitudes de onda más largas (verde), mientras que la composición utilizada aquí produce luz azul. El encapsulado de epoxi transparente al agua actúa como una lente, dando forma a la salida de luz y proporcionando protección ambiental.

13. Tendencias y Avances de la Industria

La tendencia en LED SMD para electrónica de consumo continúa hacia una mayor miniaturización, mayor eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica) y mayor fiabilidad. También existe un impulso hacia una consistencia de color más estricta (rangos de bins más pequeños) y un rendimiento mejorado a altas temperaturas. La adopción de materiales de encapsulado avanzados para soportar temperaturas de reflujo más altas asociadas con la soldadura sin plomo y el montaje de doble cara es estándar. Si bien este componente representa una tecnología madura y optimizada para indicadores azules estándar, la I+D en curso se centra en nuevos materiales como micro-LED y puntos cuánticos para futuras aplicaciones de pantallas e iluminación, que demandan pasos de píxel aún más pequeños y colores más puros.