Hoja de Datos del LED SMD LTST-C198KGKT - 0.2mm Ultra Delgado - Voltaje Directo 2.6V - AlInGaP Verde - Potencia 78mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C198KGKT es un LED chip de montaje superficial ultra delgado, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas y compactas. Su característica principal es un perfil excepcionalmente bajo de solo 0,2 milímetros, lo que lo hace adecuado para dispositivos donde el espacio y la altura de los componentes son limitaciones críticas. El dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de luz verde de alta luminosidad. Se presenta en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas, garantizando compatibilidad con equipos de ensamblaje automático pick-and-place de alta velocidad y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo. Este LED se clasifica como producto verde y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas clave de este componente derivan de su combinación de miniaturización y rendimiento. El grosor de 0,2 mm permite la integración en productos extremadamente delgados. La tecnología de chip AlInGaP proporciona una eficiencia luminosa superior en comparación con los materiales tradicionales, lo que resulta en un alto brillo en un factor de forma pequeño. La compatibilidad total con las líneas de ensamblaje SMT (Tecnología de Montaje Superficial) automatizadas agiliza la fabricación y reduce los costos de producción. Su diseño también es compatible con C.I. (Circuitos Integrados), permitiendo el accionamiento directo desde salidas de nivel lógico estándar.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las características eléctricas, ópticas y térmicas especificadas en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para el funcionamiento normal. La corriente directa continua (DC) máxima es de 30 mA. Se permite una corriente directa de pico más alta de 80 mA, pero solo en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0,1 ms para evitar el sobrecalentamiento. El voltaje inverso máximo que se puede aplicar es de 5 V. Exceder este valor puede causar una ruptura de la unión. El dispositivo puede disipar hasta 78 mW de potencia. El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C, y puede almacenarse en temperaturas de -40°C a +85°C. Para la soldadura, puede soportar una temperatura máxima de reflujo infrarrojo de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

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 (IF) de 20 mA, a menos que se indique lo contrario. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 60,0 milicandelas (mcd), con un valor mínimo especificado de 36,0 mcd. Esta intensidad se mide utilizando un sensor y un filtro que imitan la respuesta fotópica del ojo humano. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje, es de 130 grados, lo que indica un patrón de visión amplio. La longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, es de 570 nm (verde). La longitud de onda de emisión máxima (λp) es de 574 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm, describiendo la pureza espectral. El voltaje directo (VF) típicamente varía de 2,1 V a 2,6 V a 20 mA. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10,0 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Bineo

Para garantizar la consistencia en la producción, los LED se clasifican en bins de rendimiento. El LTST-C198KGKT utiliza un sistema de bineo bidimensional basado en la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante.

3.1 Bineo por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en tres bins: N2 (36,0 - 45,0 mcd), P (45,0 - 71,0 mcd) y Q (71,0 - 112,0 mcd). Se aplica una tolerancia de +/-15% dentro de cada bin. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED según el nivel de brillo requerido para su aplicación, asegurando uniformidad visual en productos que utilizan múltiples LED.

3.2 Bineo por Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que determina el tono exacto de verde, se clasifica en tres bins: C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) y E (573,5 - 576,5 nm). La tolerancia para cada bin es de +/- 1 nm. Este control estricto es crucial para aplicaciones donde la consistencia del color es importante, como en indicadores de estado o pantallas a todo color.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a gráficos específicos (Fig.1, Fig.5), se pueden discutir sus implicaciones. La relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF) es típicamente exponencial, siguiendo la ecuación del diodo. Los diseñadores deben tener en cuenta el rango de VF al diseñar circuitos limitadores de corriente. La curva de intensidad luminosa versus corriente directa es generalmente lineal dentro del rango de operación, pero se saturará a corrientes más altas debido a efectos térmicos. La dependencia de la temperatura del voltaje directo es negativa (VF disminuye a medida que aumenta la temperatura), lo cual es una característica estándar de los diodos semiconductores. La curva de distribución espectral mostraría un pico a 574 nm con un ancho de 15 nm a media altura.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El LED presenta un contorno de paquete estándar EIA. El cátodo se identifica claramente en el diagrama de empaquetado en cinta y carrete. En la hoja de datos se proporcionan dibujos dimensionales precisos, con todas las medidas en milímetros y una tolerancia general de ±0,10 mm. El perfil ultra delgado de 0,2 mm es una especificación mecánica clave.

5.2 Diseño Recomendado de la Pasta de Soldadura

Se proporciona un diseño sugerido para la pasta de soldadura para garantizar la formación confiable de la unión soldada y la alineación adecuada durante el reflujo. La recomendación incluye un espesor máximo de plantilla de 0,08 mm para controlar el volumen de la pasta de soldadura y evitar puentes o el efecto "tombstoning" en este componente tan pequeño.

6. Guía de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), compatible con los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen una zona de precalentamiento de 150-200°C, un tiempo máximo de precalentamiento de 120 segundos, una temperatura máxima que no exceda los 260°C y un tiempo por encima del líquido (a la temperatura máxima) limitado a un máximo de 10 segundos. El perfil está diseñado para minimizar el estrés térmico en el paquete del LED mientras garantiza un reflujo de soldadura adecuado.

6.2 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

La descarga electrostática (ESD) puede dañar el LED. Es obligatorio manipularlo con pulseras antiestáticas conectadas a tierra y en equipos correctamente puestos a tierra. Para el almacenamiento, las bolsas antihumedad sin abrir con desecante deben mantenerse a ≤30°C y ≤90% HR, con una vida útil de un año. Una vez abiertas, los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR y usarse dentro de una semana. Si se almacenan fuera de la bolsa original por más tiempo, deben hornearse a 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y evitar el efecto "palomitas de maíz" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el material del paquete o la lente.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es cinta de 8 mm en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete completo contiene 5000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de empaque de 500 piezas para lotes restantes. Las especificaciones de cinta y carrete siguen los estándares ANSI/EIA 481. La cinta tiene una cubierta superior para proteger los componentes, y el número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios. Su perfil delgado lo hace ideal para retroiluminación en productos electrónicos de consumo ultra delgados (teléfonos inteligentes, tabletas, portátiles), indicadores de estado en dispositivos portátiles e iluminación de paneles en instrumentación. Su alto brillo y amplio ángulo de visión lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren buena visibilidad.

8.2 Consideraciones de Diseño

Los diseñadores de circuitos deben implementar una limitación de corriente adecuada, típicamente usando una resistencia en serie, para asegurar que la corriente directa no exceda el límite máximo de DC de 30 mA. La variación del voltaje directo (2,1 V a 2,6 V) debe tenerse en cuenta en el diseño de la fuente de alimentación. Para lograr uniformidad visual en matrices de múltiples LED, es crucial especificar LED del mismo bin de intensidad y longitud de onda. El diseño del PCB debe seguir las dimensiones recomendadas de la pasta de soldadura y las pautas de la plantilla para garantizar un ensamblaje confiable.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal del LTST-C198KGKT radica en su combinación de extrema delgadez (0,2 mm) y el uso de tecnología AlInGaP. En comparación con los LED verdes antiguos de GaP (Fosfuro de Galio), el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y una mejor estabilidad térmica. En comparación con otros LED delgados, su ángulo de visión especificado de 130 grados es notablemente amplio, proporcionando una mejor visibilidad fuera del eje. Su compatibilidad con el reflujo IR estándar y el empaquetado en cinta y carrete lo convierten en una solución directa para la producción automatizada de alto volumen, a diferencia de algunos LED antiguos de orificio pasante o colocados manualmente.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3,3 V o 5 V?

R: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente. El voltaje directo es ~2,6 V máximo. Conectar 3,3 V directamente permitiría que fluya una corriente excesiva, lo que podría destruir el LED. Calcula el valor de la resistencia usando R = (Vcc - Vf) / If.

P: ¿Qué significa la clasificación de "Corriente Directa de Pico"?

R: Significa que puedes pulsar brevemente el LED con hasta 80 mA para lograr un brillo instantáneo más alto, pero solo bajo condiciones muy específicas: un ancho de pulso de 0,1 ms y un ciclo de trabajo del 10% o menos. Esto no es para operación continua.

P: ¿Por qué es necesario el horneado si los LED se almacenan fuera de la bolsa?

R: El paquete de plástico puede absorber humedad del aire. Durante el calentamiento rápido de la soldadura por reflujo, esta humedad puede vaporizarse de manera explosiva, causando delaminación interna o grietas (efecto "palomitas de maíz"). El horneado elimina esta humedad absorbida.

11. Caso Práctico de Diseño

Considere diseñar un indicador de estado para un dispositivo portátil. El dispositivo tiene un PCB rígido-flexible con restricciones de altura inferiores a 0,3 mm en el área del indicador. El LTST-C198KGKT, con un grosor de 0,2 mm, encaja perfectamente. Se requiere un indicador verde para mostrar "carga completa". El diseñador selecciona LED del bin "P" para intensidad y del bin "D" para longitud de onda para garantizar un color y brillo consistentes en todas las unidades. El LED se acciona a 15 mA (muy por debajo del máximo de 30 mA) a través de una resistencia limitadora de corriente desde la línea de batería de 3,0 V del dispositivo, proporcionando un brillo amplio con bajo consumo de energía. El diseño del PCB utiliza la geometría de pasta recomendada, y la casa de ensamblaje utiliza el perfil de reflujo proporcionado, lo que resulta en una producción confiable y de alto rendimiento.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LED se basa en una unión p-n semiconductor hecha de materiales AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, verde alrededor de 570 nm. El paquete ultra delgado se logra utilizando un dado LED a escala de chip con una cantidad mínima de material de encapsulado, a diferencia de los LED tradicionales con una lente de plástico moldeada.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en LED indicadores y de retroiluminación continúa hacia una mayor miniaturización, mayor eficiencia y mejor consistencia de color. Las alturas de los paquetes están pasando de 0,2 mm hacia perfiles aún más delgados. Hay un uso creciente de materiales semiconductores avanzados como InGaN (para azul/verde/blanco) y AlInGaP (para rojo/naranja/amarillo/verde) para reemplazar materiales menos eficientes. La integración es otra tendencia, con matrices de múltiples LED o LED combinados con CI controladores en paquetes únicos. Además, la búsqueda de eficiencia energética impulsa clasificaciones más altas de lúmenes por vatio, reduciendo el consumo de energía en las aplicaciones finales. Las pruebas automatizadas y especificaciones de bineo más estrictas se están convirtiendo en estándar para satisfacer las demandas de pantallas de alta resolución y aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa.