Hoja de Datos Técnicos del LED SMD LTST-C191KRKT-5A - Altura 0.55mm - Tensión Directa Típica 2.0V - Disipación de Potencia 75mW - Color Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C191KRKT-5A es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Su característica principal definitoria es un perfil excepcionalmente bajo, con una altura de encapsulado de solo 0,55 milímetros. Esto lo hace ideal para aplicaciones donde las limitaciones de espacio son críticas, como en pantallas ultradelgadas, dispositivos móviles y módulos de retroiluminación. El dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para el chip emisor de luz, conocido por producir luz roja de alta eficiencia. El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando los procesos de ensamblaje automatizado de alta velocidad pick-and-place. Cumple plenamente con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), clasificándolo como un producto ecológico.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites. Los parámetros clave incluyen una disipación de potencia máxima de 75 milivatios (mW) a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima (DC) está clasificada en 30 mA. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 80 mA bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0,1 milisegundos. El dispositivo puede soportar una tensión inversa de hasta 5 voltios. El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es ligeramente más amplio, de -40°C a +85°C. Una clasificación crítica para el ensamblaje es la condición de soldadura por infrarrojos, que especifica que el LED puede tolerar una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 5 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estas características se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 5 mA, a menos que se indique lo contrario. La intensidad luminosa (Iv), una medida del brillo percibido, tiene un valor típico pero se clasifica con mínimos que van desde 7,1 mcd hasta 28,0 mcd (ver Sección 3). El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es un amplio 130 grados, proporcionando un patrón de emisión amplio. La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 639 nanómetros (nm), mientras que la longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, es de 630 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de aproximadamente 20 nm. La tensión directa (VF) a 5 mA tiene un valor típico de 2,0 voltios, con un rango de 1,6V a 2,2V, y también está sujeta a clasificación. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 microamperios a 5V de polarización inversa, y la capacitancia de unión (C) es típicamente de 40 picofaradios.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes de rendimiento. El LTST-C191KRKT-5A utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

3.1 Clasificación de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en seis códigos (del 1 al 6). Cada lote representa un rango de 0,1 voltios, desde 1,6-1,7V para el Lote 1 hasta 2,1-2,2V para el Lote 6. Se aplica una tolerancia de ±0,1V a cada lote. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con VF estrechamente emparejados para aplicaciones donde es importante el reparto uniforme de corriente en conexiones en paralelo.

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en cuatro códigos: K, L, M y N. El Lote K cubre intensidades de 7,10 a 11,2 milicandelas (mcd), el Lote L de 11,2 a 18,0 mcd, el Lote M de 18,0 a 28,0 mcd y el Lote N de 28,0 a 45,0 mcd, todos medidos a IF=5mA. Se aplica una tolerancia de ±15% a cada lote de intensidad. Este sistema permite la selección basada en los niveles de brillo requeridos, ayudando a lograr una apariencia uniforme en matrices de múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Figura 1 para distribución espectral, Figura 6 para ángulo de visión), se pueden describir sus tendencias. La relación entre la corriente directa (IF) y la tensión directa (VF) no es lineal y sigue la característica exponencial típica del diodo. La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación. La longitud de onda pico (λP) y la longitud de onda dominante (λd) pueden exhibir un ligero coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que pueden desplazarse hacia longitudes de onda más largas (corrimiento al rojo) a medida que aumenta la temperatura de la unión. La tensión directa típicamente disminuye al aumentar la temperatura.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED presenta una huella de encapsulado estándar de la industria EIA. La dimensión clave es la altura ultrabaja de 0,55 mm. Los dibujos mecánicos detallados especifican la longitud, el ancho, la separación de los terminales y otras dimensiones críticas, todas con una tolerancia estándar de ±0,10 mm a menos que se indique lo contrario. La lente es transparente, lo que permite que se emita el color rojo nativo del chip AlInGaP sin difusión.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

La hoja de datos incluye un diseño sugerido de pads de soldadura (patrón de soldadura) para el diseño de PCB. Este patrón está optimizado para la formación confiable de la soldadura y la estabilidad mecánica durante el reflujo. El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual en el encapsulado del LED, como una muesca, un punto verde o una esquina recortada en la lente. La alineación correcta de la polaridad es crucial para el funcionamiento del dispositivo.

6. Guía de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de reflujo por infrarrojos (IR) y por fase de vapor. Se proporcionan dos perfiles de reflujo sugeridos: uno para pasta de soldadura estándar (estaño-plomo) y otro para pasta de soldadura sin plomo (SnAgCu). El perfil sin plomo es más exigente, requiriendo un control cuidadoso de las fases de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento para prevenir choques térmicos mientras se asegura una soldadura adecuada. La condición máxima absoluta para el LED en sí es una temperatura pico de 260°C durante 5 segundos.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

Los LED deben almacenarse en un entorno que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Una vez retirados de su embalaje original con barrera de humedad, se recomienda completar el proceso de soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, los LED deben mantenerse en un contenedor sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Los componentes almacenados más allá de las 672 horas pueden requerir un procedimiento de horneado (por ejemplo, 60°C durante 24 horas) para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Es aceptable sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. El uso de limpiadores químicos no especificados o agresivos puede dañar la lente de plástico y el encapsulado.

7. Información de Embalaje y Pedido

El embalaje estándar es cinta portadora gofrada de 8 mm de ancho en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 unidades del LED LTST-C191KRKT-5A. Los compartimentos de la cinta están sellados con una cinta protectora superior. El embalaje sigue el estándar ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para las partes restantes.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED. Un error común en el circuito es conectar múltiples LED directamente en paralelo a una sola fuente de corriente (Circuito B en la hoja de datos). Debido a las variaciones naturales en la característica de tensión directa (VF) entre LED individuales, esto puede provocar un desequilibrio severo de corriente, donde un LED puede consumir la mayor parte de la corriente y sobrecalentarse, mientras que otros permanecen tenues. La resistencia en serie para cada LED ayuda a estabilizar la corriente y promover una iluminación uniforme.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es sensible a las descargas electrostáticas. Se deben tomar precauciones durante la manipulación y el ensamblaje: el personal debe usar pulseras conectadas a tierra o guantes antiestáticos; todos los puestos de trabajo, equipos y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra; y se puede usar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico. El daño por ESD puede no ser visible inmediatamente, pero puede degradar el rendimiento o causar fallos prematuros.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La principal ventaja diferenciadora del LTST-C191KRKT-5A es su perfil de 0,55 mm, que es significativamente más delgado que muchos LED SMD estándar (por ejemplo, los encapsulados 0603 u 0805 que a menudo superan los 0,8 mm de altura). El uso de la tecnología AlInGaP proporciona una mayor eficiencia luminosa para la luz roja en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, lo que resulta en una salida más brillante para la misma corriente de accionamiento. El amplio ángulo de visión de 130 grados es otro beneficio para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia en lugar de un haz enfocado.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar este LED sin una resistencia en serie?

R: No es recomendable. Accionar un LED directamente desde una fuente de voltaje sin limitación de corriente probablemente lo destruirá debido a la corriente excesiva. Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la que la potencia espectral de salida es más alta. La longitud de onda dominante (λd) se deriva de las coordenadas de color y representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que sería percibida como el mismo color por el ojo humano. λd es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto el código de lote en el número de pieza?

R: El número de pieza LTST-C191KRKT-5A contiene información del lote. El segmento "KRKT" típicamente codifica los códigos de lote de intensidad y voltaje. Consulte la lista de códigos de lote en la hoja de datos para comprender el rango de rendimiento específico de la pieza pedida.

11. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Considere diseñar un panel de indicadores de estado para un dispositivo médico portátil. El espacio es extremadamente limitado y el panel debe ser legible desde varios ángulos. La altura de 0,55 mm del LTST-C191KRKT-5A le permite caber detrás de un bisel frontal delgado. Seleccionar LED del mismo lote de intensidad (por ejemplo, todos del Lote "M") asegura que todas las luces indicadoras tengan un brillo uniforme. Usar una resistencia en serie para cada LED, calculada en base al voltaje de alimentación y la VF típica de 2,0V a la corriente deseada (por ejemplo, 5-10 mA), garantiza una operación estable y una larga vida útil. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura que el indicador sea visible incluso cuando el dispositivo se ve desde fuera del eje.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, se libera energía en forma de fotones (luz). El material semiconductor específico (AlInGaP en este caso) determina la energía del bandgap, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida. Un LED rojo de AlInGaP tiene una energía de bandgap correspondiente a fotones en la porción roja del espectro visible (~630-640 nm).

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LED SMD para electrónica de consumo e industrial continúa hacia la miniaturización, mayor eficiencia y mejor fiabilidad. Las alturas de los encapsulados están disminuyendo para permitir productos finales más delgados. Las mejoras de eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica) son impulsadas por avances en el diseño del chip, el crecimiento epitaxial y la eficiencia de extracción del encapsulado. También hay un enfoque en mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. La adopción de materiales sin plomo y compatibles con altas temperaturas en el encapsulado es estándar para cumplir con las regulaciones ambientales y resistir procesos de ensamblaje exigentes.