Hoja Técnica del LED SMD Amarillo LTST-C281KSKT - Altura 0.35mm - 2.4V Típico - 75mW - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C281KSKT es un LED chip de montaje superficial ultra delgado, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren un perfil vertical mínimo. Este dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de luz amarilla brillante. Sus objetivos principales de diseño son la compatibilidad con procesos de montaje automatizado, el cumplimiento de normativas medioambientales y un rendimiento fiable en un factor de forma compacto.

La ventaja principal de este LED radica en su perfil excepcionalmente bajo de 0.35mm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde las limitaciones de espacio son críticas, como en pantallas ultra delgadas, retroiluminación para electrónica de consumo delgada y luces indicadoras en PCBs densamente pobladas. Se suministra en cinta de 8mm y en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando la fabricación con máquinas pick-and-place de alta velocidad.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Superar estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el LED puede disipar como calor sin degradarse.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):80 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA DC. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua.
• Tensión Inversa (V_R):5 V. Aplicar una tensión inversa más allá de este límite puede romper la unión PN del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. Se garantiza que el dispositivo funcione dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura por Reflujo Infrarrojo:Soporta una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos, compatible con procesos estándar de soldadura sin plomo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar de I_F= 20mA.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 28.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. El valor típico cae dentro de este amplio rango de clasificación (ver Sección 3). La medición se realiza utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje. Indica un patrón de emisión de luz amplio y difuso, adecuado para iluminación de área o indicadores de gran ángulo.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):588 nm. Esta es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia alcanza su máximo.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):587 nm a 597 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (amarillo) del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):15 nm. Este parámetro describe la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida, medido a la mitad de la intensidad máxima.
• Tensión Directa (V_F):El valor típico es 2.4V, con un rango desde 2.0V hasta el máximo especificado. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando conduce 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica una polarización inversa de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en grupos (bins) según parámetros clave. El LTST-C281KSKT utiliza un sistema de clasificación de tres códigos (ej., D4-P-K).

3.1 Clasificación por Tensión Directa

Los grupos aseguran que los LEDs en un circuito tengan caídas de tensión similares, evitando desequilibrios de corriente en configuraciones en paralelo.

• Grupo D2: V_F= 1.80V - 2.00V @20mA
• Grupo D3: V_F= 2.00V - 2.20V @20mA
• Grupo D4: V_F= 2.20V - 2.40V @20mA
• Tolerancia por grupo: ±0.1V

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Esto agrupa los LEDs según su brillo de salida de luz.

• Grupo N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd @20mA
• Grupo P: I_V= 45.0 mcd - 71.0 mcd @20mA
• Grupo Q: I_V= 71.0 mcd - 112.0 mcd @20mA
• Grupo R: I_V= 112.0 mcd - 180.0 mcd @20mA
• Tolerancia por grupo: ±15%

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Crítico para aplicaciones que requieren coincidencia de color, define el tono preciso de amarillo.

• Grupo J: λ_d= 587.00 nm - 589.50 nm @20mA
• Grupo K: λ_d= 589.50 nm - 592.00 nm @20mA
• Grupo L: λ_d= 592.00 nm - 594.50 nm @20mA
• Grupo M: λ_d= 594.50 nm - 597.00 nm @20mA
• Tolerancia por grupo: ±1 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas gráficas específicas se referencian en la hoja de datos (Fig.1, Fig.6), sus implicaciones son estándar para LEDs de AlInGaP.

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Muestra la relación exponencial típica de un diodo. La tensión directa muestra un coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que V_Fdisminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de unión para una corriente dada.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:La intensidad es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación normal (hasta 30mA). Conducir más allá de este punto conduce a aumentos sub-lineales debido a la caída de eficiencia y mayores efectos térmicos.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:La salida de luz de los LEDs AlInGaP generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y de unión). Esta reducción térmica debe considerarse en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:El espectro de emisión está centrado alrededor de 588nm (amarillo) con un ancho medio relativamente estrecho de 15nm, lo que indica una buena saturación de color.
• Patrón del Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 130 grados sugiere un patrón de emisión casi Lambertiano, donde la intensidad depende aproximadamente del coseno del ángulo de visión fuera del eje.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El dispositivo se ajusta a un contorno de paquete estándar EIA. Las características dimensionales clave incluyen la altura total de 0.35mm. El paquete incorpora una lente transparente. La polaridad se indica mediante una marca de cátodo, típicamente una muesca, un punto verde u otro indicador visual en el paquete o la cinta. La marca exacta debe verificarse en el dibujo del paquete.

5.2 Diseño Recomendado de Pads de Soldadura

Se proporciona un patrón de pistas (huella de pads de soldadura) para garantizar la formación confiable de juntas de soldadura durante el reflujo. Este patrón está diseñado para facilitar una buena humectación de la soldadura, la auto-alineación del componente durante el reflujo y la fiabilidad mecánica a largo plazo. Adherirse a este diseño recomendado es crucial para evitar el efecto "tombstoning" o conexiones de soldadura deficientes.

5.3 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve y cinta protectora, enrollados en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.

• Paso de Bolsillo:8mm (estándar para muchos componentes SMD pequeños).
• Cantidad por Carrete:5000 unidades.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ) para restos:500 unidades.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos bolsillos vacíos consecutivos.
• Estándar:El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo (IR) sugerido para procesos de soldadura sin plomo. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para permitir un calentamiento uniforme y la evaporación de solventes de la pasta de soldar.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):La duración dentro de 5°C de la temperatura máxima debe limitarse a un máximo de 10 segundos. El componente puede soportar esta temperatura máxima para un máximo de dos ciclos de reflujo.

El perfil se basa en estándares JEDEC. Los ingenieros deben caracterizar el perfil para su diseño específico de PCB, pasta de soldar y horno para crear juntas de soldadura confiables.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Temperatura del Soldador:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por terminal.
• Límite:Solo se permite un ciclo de soldadura manual para evitar daños térmicos al paquete de plástico y al chip semiconductor.

6.3 Limpieza

Generalmente no se requiere limpieza después del reflujo con pasta de soldar "no-clean". Si la limpieza es necesaria (ej., después de soldadura manual con fundente):

• Disolventes Recomendados:Usar solo limpiadores a base de alcohol como alcohol etílico o alcohol isopropílico (IPA).
• Proceso:Sumergir el LED a temperatura ambiente normal durante menos de un minuto. Se puede usar agitación suavemente.
• Evitar:No usar líquidos químicos no especificados, limpieza ultrasónica (puede causar estrés mecánico) o disolventes agresivos que puedan dañar la lente de epoxi o las marcas del paquete.

7. Almacenamiento y Manipulación

7.1 Sensibilidad a la Humedad

El paquete del LED es sensible a la humedad. El cumplimiento de las condiciones de almacenamiento es crítico para prevenir el "efecto palomita" (agrietamiento del paquete) durante el reflujo debido a la rápida vaporización de la humedad absorbida.

• Bolsa Sellada (Empaquetado Original):Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil es de un año cuando se almacena en la bolsa antihumedad con desecante.
• Después de Abrir la Bolsa:El tiempo de exposición fuera de la bolsa es limitado. La "vida útil en planta" recomendada antes del reflujo es de 672 horas (28 días) cuando se almacena a ≤30°C y ≤60% HR.
• Almacenamiento Extendido (Abierto):Para almacenamiento más allá de 672 horas, colocar los componentes en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Re-horneado:Los componentes expuestos por más de 672 horas deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son susceptibles a daños por descargas electrostáticas. Se deben tomar precauciones durante todas las etapas de manipulación y montaje.

• Los operadores deben usar una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos.
• Todos los puestos de trabajo, herramientas y equipos deben estar correctamente conectados a tierra.
• Usar alfombras conductoras o disipativas en las superficies de trabajo.
• Transportar y almacenar componentes en empaquetado protector contra ESD.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Luces de encendido, conectividad y estado de función en electrónica de consumo (routers, decodificadores, dispositivos de hogar inteligente), equipos de oficina y paneles de control industrial.
• Retroiluminación:Retroiluminación lateral o directa para pantallas LCD en dispositivos delgados, iluminación de teclados y retroiluminación de iconos donde la altura está limitada.
• Iluminación Interior Automotriz:Indicadores del tablero, iluminación de interruptores y luces ambientales (sujeto a verificación de requisitos específicos de grado automotriz).
• Dispositivos Portátiles y Vestibles:Indicadores de nivel de batería, luces de notificación en smartphones, tablets y rastreadores de actividad física que se benefician del perfil ultra bajo.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia limitadora de corriente en serie o un driver de corriente constante. Calcular el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F. No conectar directamente a una fuente de tensión.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas bajo los pads de soldadura para conducir el calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Esto mantiene la salida luminosa y la longevidad.
• Conexiones en Paralelo:Evitar conectar múltiples LEDs directamente en paralelo desde una sola fuente de tensión. Ligeras variaciones en V_Fpueden causar un desequilibrio significativo de corriente, con un LED consumiendo la mayor parte de la corriente. Usar resistencias limitadoras de corriente separadas para cada LED o un driver de corriente constante con múltiples canales.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona buena visibilidad fuera del eje. Para luz enfocada, pueden requerirse lentes externas o guías de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-C281KSKT ofrece ventajas específicas en su clase:

• vs. LEDs de Espesor Estándar (0.6mm+):El diferenciador principal es la altura de 0.35mm, permitiendo diseño en aplicaciones críticas en espacio donde los LEDs tradicionales no caben.
• vs. Otras Tecnologías de LED Amarillo:El uso de material semiconductor AlInGaP, comparado con tecnologías más antiguas como GaAsP, proporciona mayor eficiencia luminosa (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), mejor estabilidad térmica y superior pureza de color (espectro más estrecho).
• vs. LEDs sin Empaquetado en Carrete:El empaquetado en cinta de 8mm en carrete es una ventaja significativa para producción en masa, asegurando compatibilidad con máquinas pick-and-place automatizadas de alta velocidad, reduciendo tiempo y costo de montaje.
• Cumplimiento Normativo:Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y está clasificado como Producto Verde, un requisito obligatorio para electrónica vendida en muchos mercados globales.

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 física literal a la que el LED emite la mayor potencia óptica. Se mide directamente del espectro.

Longitud de Onda Dominante (λ_d):Un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE). Es la longitud de onda única de luz monocromática que parecería tener el mismo color que la salida de espectro amplio del LED. Para definición y coincidencia de color, la longitud de onda dominante es el parámetro más relevante.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

Sí, 30mA es la corriente directa continua máxima nominal. Sin embargo, para una longevidad óptima y teniendo en cuenta condiciones del mundo real como temperatura ambiente elevada, se considera una buena práctica de ingeniería reducir este valor. Operar a 20mA (la condición de prueba estándar) o menos extenderá significativamente la vida operativa del LED y mantendrá una salida de luz más estable.

10.3 ¿Por qué es importante la clasificación (binning) y qué clasificación debo elegir?

La clasificación es crucial para la consistencia en apariencia y rendimiento dentro de una aplicación. Por ejemplo, en un panel con múltiples LEDs indicadores, usar LEDs de diferentes grupos de intensidad o longitud de onda resultaría en brillos y tonos de color visiblemente diferentes.

Elija los grupos según las necesidades de su aplicación: Para una coincidencia de color estricta (ej., amarillo específico de marca), especifique un grupo de longitud de onda dominante estrecho (J, K, L o M). Para brillo consistente en múltiples unidades, especifique un grupo de intensidad luminosa (N, P, Q o R). Para equilibrio de corriente en cadenas paralelas, especifique un grupo de tensión directa (D2, D3, D4).

10.4 ¿Se requiere un disipador de calor?

Un disipador de calor dedicado no es típicamente necesario para un solo LED operando a o por debajo de 30mA debido a su baja disipación de potencia de 75mW. Sin embargo, una gestión térmica efectiva a nivel de PCB es esencial. Esto significa proporcionar un área de cobre adecuada (pad térmico) conectada a los pads de soldadura del LED para conducir el calor hacia el sustrato de la PCB, que actúa como un esparcidor de calor. Esto es especialmente importante para arreglos de LEDs u operación en entornos de alta temperatura.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de batería baja para un dispositivo médico portátil. La carcasa del dispositivo tiene una limitación de altura interna de 0.5mm para la PCB y todos los componentes en el área del indicador.

Desafío:Un LED estándar con 0.6mm de altura no cabría.

Solución:Se selecciona el LTST-C281KSKT, con su altura de 0.35mm. Se calcula una resistencia limitadora de corriente para una fuente de 3.3V: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45Ω. Se elige una resistencia estándar de 47Ω, resultando en I_F≈ 19mA. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura que el indicador sea visible desde varios ángulos. El color amarillo se elige como un indicador universal de precaución/advertencia. El empaquetado en cinta y carrete permite el montaje automatizado, asegurando eficiencia y fiabilidad en la fabricación.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-C281KSKT se basa en la tecnología semiconductor AlInGaP. Este material es un semiconductor compuesto del grupo III-V. 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 activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de Aluminio, Indio, Galio y Fosfuro en la capa activa determina la energía de banda prohibida del semiconductor, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Para luz amarilla (~590nm), se diseña una energía de banda prohibida específica. La lente de epoxi transparente encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma al patrón de salida de luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en LEDs SMD para aplicaciones de indicación y retroiluminación continúa hacia:

• Mayor Eficiencia:Desarrollar materiales y estructuras que produzcan más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Miniaturización:Mayor reducción en el tamaño del paquete (huella y altura) para permitir dispositivos electrónicos aún más delgados. La altura de 0.35mm de este dispositivo es parte de esta tendencia.
• Mejor Reproducción de Color y Gama:Para retroiluminación de pantallas, hay un movimiento hacia LEDs con picos espectrales más estrechos y longitudes de onda específicas para permitir gamas de color más amplias (ej., Rec. 2020).
• Mayor Fiabilidad y Vida Útil:Avances en materiales de empaquetado (epoxi, silicona) y tecnologías de unión del chip para soportar temperaturas de unión más altas y condiciones ambientales más severas, extendiendo la vida operativa.
• Integración:Incorporar múltiples chips LED (RGB, RGBW) en un solo paquete o integrar electrónica de control (IC) con el LED para un diseño simplificado ("LEDs inteligentes").