Hoja de Datos del LED SMD LTST-C171KEKT - Dimensiones 3.2x1.6x0.8mm - Voltaje Directo 2.4V - Potencia 75mW - Color Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C171KEKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) perteneciente a la categoría de LED chip. Su característica principal definitoria es un perfil ultra bajo, con una altura del encapsulado de solo 0.8 milímetros. Esto lo hace adecuado para aplicaciones donde las limitaciones de espacio, particularmente el espacio vertical (altura Z), son críticas. El dispositivo utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) como fuente de luz, diseñado para producir una emisión de luz roja de alta eficiencia. El LED se suministra en un formato de encapsulado estándar compatible con EIA, montado en cinta portadora de 8 mm y enrollado en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando la compatibilidad con el equipo automatizado de montaje pick-and-place de alta velocidad utilizado en la fabricación electrónica moderna.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de operación normal. Para el LTST-C171KEKT, la corriente directa continua máxima (DC) se especifica como 30 mA a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. El dispositivo puede manejar corrientes transitorias más altas en condiciones pulsadas, con una corriente directa pico de 80 mA permitida a un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. La disipación de potencia máxima es de 75 mW. Un parámetro térmico crítico es el factor de reducción para la corriente directa, que es lineal desde 50°C en adelante a una tasa de 0.4 mA por °C. Esto significa que la corriente continua permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura de operación por encima de 50°C para evitar el sobrecalentamiento. El voltaje inverso máximo que se puede aplicar sin causar ruptura es de 5 V. El dispositivo está clasificado para operación y almacenamiento dentro de un rango de temperatura de -55°C a +85°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Las características típicas de operación se miden a Ta=25°C. El parámetro óptico clave, la intensidad luminosa (Iv), tiene un valor típico de 54.0 milicandelas (mcd) cuando se alimenta en la condición de prueba de 20 mA de corriente directa (IF). Es importante señalar que esta medición utiliza un sensor y un filtro calibrados según la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. El ángulo de visión, definido como 2θ1/2 donde la intensidad cae a la mitad de su valor en el eje, es un amplio 130 grados, lo que indica un patrón de emisión amplio y difuso en lugar de un haz estrecho. Las características espectrales muestran una longitud de onda de emisión pico (λP) típicamente en 632 nm, mientras que la longitud de onda dominante (λd), que define perceptualmente el color, es típicamente de 624 nm. El ancho medio de la línea espectral (Δλ) es de 20 nm, describiendo la dispersión de las longitudes de onda emitidas. Eléctricamente, el voltaje directo (VF) a 20 mA es típicamente de 2.4 V, con un máximo de 2.4 V. La corriente inversa (IR) es muy baja, con un máximo de 10 μA a la polarización inversa completa de 5 V. La capacitancia del dispositivo (C) es típicamente de 40 pF medida a polarización cero y 1 MHz.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación (binning) para categorizar las unidades según su intensidad luminosa medida. Esto garantiza consistencia dentro de un lote de producción para aplicaciones que requieren un brillo uniforme. Los códigos de clasificación para el LTST-C171KEKT se definen de la siguiente manera: el Código de Clase M cubre intensidades de 18.0 a 28.0 mcd, N de 28.0 a 45.0 mcd, P de 45.0 a 71.0 mcd, Q de 71.0 a 112.0 mcd y R de 112.0 a 180.0 mcd, todos medidos a IF=20mA. Se aplica una tolerancia de +/-15% a los límites de cada clase de intensidad. La hoja de datos no indica una clasificación separada para la longitud de onda dominante o el voltaje directo para este número de parte específico, lo que sugiere un control estricto sobre estos parámetros o una oferta de una sola clase.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el extracto de texto proporcionado hace referencia a curvas características típicas en la página 6, los gráficos específicos no están incluidos en el texto. Basándose en el comportamiento estándar de un LED, se esperaría ver curvas que ilustren la relación entre la corriente directa (IF) y la intensidad luminosa (Iv), que generalmente es lineal en el rango de operación normal. Otra curva crucial representaría el voltaje directo (VF) frente a la corriente directa (IF), mostrando la característica exponencial I-V del diodo. Las curvas de dependencia de la temperatura también son estándar, mostrando cómo la intensidad luminosa y el voltaje directo cambian con la temperatura ambiente o de unión, mostrando típicamente una disminución en la intensidad y una ligera disminución en VF a medida que aumenta la temperatura. Una curva de distribución espectral de potencia relativa representaría visualmente el pico de emisión en ~632 nm y el ancho medio de 20 nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

El LED está empaquetado en una huella estándar de la industria para LED chip. La característica mecánica clave es la altura ultradelgada de 0.80 mm. Se hace referencia a dibujos detallados de dimensiones del encapsulado, especificando la longitud, el ancho, el espaciado de los terminales y otras tolerancias mecánicas críticas, que son típicamente de ±0.10 mm. El dispositivo está diseñado para empaquetado en cinta y carrete compatible con el montaje automatizado. Las especificaciones del carrete siguen los estándares ANSI/EIA 481-1-A-1994. Un carrete de 7 pulgadas de diámetro contiene 3000 piezas. La cinta tiene bolsillos sellados con una cinta de cubierta. Las directrices especifican un máximo de dos componentes faltantes consecutivos (bolsillos vacíos) y una cantidad mínima de empaquetado de 500 piezas para carretes restantes. También se proporcionan las dimensiones sugeridas para el diseño de las almohadillas de soldadura para garantizar la formación adecuada de la junta de soldadura y la estabilidad mecánica durante y después del proceso de reflujo.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El dispositivo es compatible con los procesos de soldadura por reflujo por infrarrojos (IR) y por fase de vapor, lo cual es esencial para el montaje sin plomo (Pb-free). Se proporcionan límites específicos de condiciones de soldadura. Para soldadura por ola, se especifica una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 5 segundos. Para reflujo por infrarrojos, se permite el mismo pico de 260°C durante 5 segundos. Para reflujo por fase de vapor, la condición es de 215°C durante hasta 3 minutos. La hoja de datos incluye perfiles de temperatura de reflujo sugeridos tanto para procesos normales (estaño-plomo) como sin plomo. La recomendación del perfil sin plomo establece explícitamente que es para usar con pasta de soldadura SnAgCu (Estaño-Plata-Cobre). En la sección de precauciones se enumeran recomendaciones generales adicionales de soldadura, incluidos parámetros de precalentamiento y la temperatura máxima del soldador (300°C durante un máximo de 3 segundos, una sola vez).

7. Recomendaciones de Aplicación

Este LED está diseñado para aplicaciones en equipos electrónicos de propósito general, como equipos de oficina, dispositivos de comunicación y electrodomésticos. Una consideración de diseño crítica es que los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al alimentar múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Modelo de Circuito A). Se desaconseja alimentar múltiples LED en paralelo directamente desde una fuente de voltaje sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B), ya que ligeras variaciones en las características del voltaje directo (Vf) entre LED individuales pueden causar diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo percibido. El amplio ángulo de visión de 130 grados lo hace adecuado para indicadores de estado, retroiluminación de iconos o iluminación general donde se desea una cobertura angular amplia.

8. Manejo, Almacenamiento y Precauciones

Se proporcionan instrucciones integrales de manejo para garantizar la fiabilidad. Para el almacenamiento, el ambiente no debe exceder los 30°C y el 60% de humedad relativa. Si los LED se retiran de su embalaje original de 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, se aconseja almacenar en un recipiente sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno. Si el almacenamiento excede las 672 horas, se recomienda un secado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita de maíz" durante el reflujo. Para la limpieza, solo deben usarse solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico o etílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado. Son obligatorias precauciones robustas contra Descargas Electroestáticas (ESD), ya que el dispositivo es sensible. Las recomendaciones incluyen usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra, conectar a tierra todo el equipo y las superficies de trabajo, y emplear ionizadores para neutralizar la carga estática. El daño por ESD puede manifestarse como una alta corriente de fuga inversa, un voltaje directo bajo o la falla en encenderse a corrientes bajas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal del LTST-C171KEKT es su perfil de 0.8 mm, que es excepcionalmente bajo para un LED chip. En comparación con los LED chip estándar de 1.0 mm o 1.2 mm de altura, esto permite el diseño en productos finales más delgados. El uso de la tecnología AlInGaP proporciona una alta eficiencia luminosa para la luz roja, ofreciendo típicamente un mejor rendimiento y estabilidad que tecnologías más antiguas como GaAsP. El amplio ángulo de visión de 130 grados es otra característica clave, proporcionando una emisión de luz muy amplia y uniforme en comparación con los LED con ángulos de visión más estrechos, que son más adecuados para aplicaciones de haz enfocado. Su compatibilidad con el reflujo estándar IR/fase de vapor y el empaquetado en cinta y carrete lo convierte en un componente de fácil integración para líneas de tecnología de montaje superficial (SMT) automatizadas de alto volumen.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la principal ventaja de la altura de 0.8mm?

R: Permite la integración en dispositivos electrónicos extremadamente delgados, como teléfonos inteligentes modernos, tabletas, computadoras portátiles ultradelgadas y tecnología portátil, donde el espacio interno es muy limitado.



P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 3.3V o 5V?

R: No. Un LED debe ser alimentado con una fuente limitada en corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, destruyendo el dispositivo. Utilice siempre una resistencia en serie o un circuito controlador de corriente constante.



P: ¿Por qué se necesita una resistencia en serie para cada LED en paralelo?

R: El voltaje directo (Vf) de los LED tiene una tolerancia de fabricación. Sin resistencias individuales, los LED con un Vf ligeramente más bajo consumirán una cantidad desproporcionadamente mayor de corriente, volviéndose más brillantes y potencialmente sobrecalentándose, mientras que aquellos con un Vf más alto serán más tenues. La resistencia ayuda a igualar la corriente.



P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones al aire libre?

R: El rango de temperatura de operación es de -55°C a +85°C, lo que cubre la mayoría de las condiciones al aire libre. Sin embargo, la fiabilidad a largo plazo en entornos exteriores también depende de factores como la exposición a los rayos UV y el sellado contra la humedad del ensamblaje final del producto, que no se especifican para el componente solo.



P: ¿Qué significa lente "Water Clear"?

R: Indica que el material de la lente es transparente e incoloro. Esto permite que el color nativo del chip AlInGaP (rojo) se emita sin ningún tinte o difusión de la lente en sí, resultando en un color saturado.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando un panel de indicadores de estado para un enrutador de red delgado.

El diseño requiere múltiples LED rojos de estado (para alimentación, internet, Wi-Fi, etc.) colocados en un panel frontal con profundidad limitada detrás de la fascia. Usar LED tradicionales de 1.2 mm de altura forzaría una carcasa de producto más gruesa o un diseño complejo de PCB escalonado. Al seleccionar el LTST-C171KEKT con su altura de 0.8 mm, la PCB puede colocarse más cerca del panel frontal, ahorrando 0.4 mm de espacio vertical por ubicación de LED. Esto permite un diseño de enrutador más elegante y compacto. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura que las luces indicadoras sean claramente visibles desde una amplia gama de posiciones de visión en una habitación. El diseñador implementa el Modelo de Circuito A, usando una sola resistencia limitadora de corriente para cada LED conectado en paralelo a un riel de 3.3V en el microcontrolador de la placa, asegurando que todos los indicadores tengan un brillo uniforme. El diseño de la PCB sigue las dimensiones sugeridas para las almohadillas de soldadura de la hoja de datos para garantizar juntas de soldadura confiables durante el proceso de reflujo sin plomo especificado para el ensamblaje de la placa principal.

12. Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en este LED se basa en el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), un material semiconductor de banda prohibida directa. Cuando se aplica un voltaje de polarización directa que excede la energía de la banda prohibida del material, los electrones son inyectados desde la región tipo n y los huecos desde la región tipo p hacia la región activa. Estos portadores de carga se recombinan radiativamente; es decir, cuando un electrón se recombina con un hueco, libera energía en forma de fotón. La longitud de onda (color) del fotón emitido está determinada por la energía de la banda prohibida del material AlInGaP, diseñada para producir fotones en la porción roja del espectro visible (alrededor de 624-632 nm). La lente epoxi "water clear" encapsula el chip semiconductor, proporcionando protección mecánica, dando forma al haz de salida de luz (resultando en el ángulo de visión de 130 grados) y mejorando la extracción de luz del chip.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED chip ultradelgados como el LTST-C171KEKT está impulsado por la tendencia continua hacia la miniaturización y la reducción de espesor en la electrónica de consumo, los interiores automotrices y los dispositivos portátiles. El cambio a AlInGaP desde materiales más antiguos como GaAsP ofrece una mayor eficiencia, lo que significa más salida de luz (lúmenes) por unidad de potencia eléctrica de entrada (vatios), contribuyendo a una mejor eficiencia energética en los productos finales. En la fabricación, la compatibilidad con perfiles de reflujo de alta temperatura sin plomo (Pb-free) es ahora un requisito estándar debido a las regulaciones ambientales globales (por ejemplo, RoHS). La industria continúa impulsando un mayor brillo en encapsulados más pequeños, una mejor consistencia de color a través de una clasificación más estricta y una mayor fiabilidad bajo condiciones adversas como alta temperatura y humedad. Además, la integración de múltiples chips LED (RGB) en un solo encapsulado ultradelgado para aplicaciones de color completo es un área de desarrollo activo.