Hoja de Datos del LED SMD LTST-C193KRKT-5A - Dimensiones 1.6x0.8x0.35mm - Voltaje Directo 1.7-2.3V - Color Rojo - Potencia 50mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas del LTST-C193KRKT-5A, un LED chip de montaje superficial ultra delgado diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con espacio limitado. El dispositivo utiliza un material semiconductor avanzado de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de luz roja de alto brillo. Sus objetivos principales de diseño son la miniaturización, la compatibilidad con procesos de montaje automatizado y un rendimiento confiable en condiciones operativas estándar. El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas, facilitando la fabricación en volumen con máquinas pick-and-place.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

El rendimiento del LTST-C193KRKT-5A está definido por un conjunto integral de parámetros eléctricos, ópticos y térmicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):50 mW. Esta es la potencia total máxima que el encapsulado puede disipar como calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):40 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms.
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA. Esta es la corriente máxima recomendada para operación en CC.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. El dispositivo es funcional 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 pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos, compatible con procesos de montaje sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico en condiciones operativas típicas (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 7.1 mcd hasta un máximo de 45.0 mcd. El valor real está determinado por el código bin (ver Sección 3). La intensidad se mide usando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica (CIE) del ojo humano.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este amplio ángulo de visión indica un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia en lugar de un haz enfocado.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):639 nm. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):631 nm. Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta longitud de onda única representa mejor el color percibido (rojo) del LED.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm. Esto indica la pureza espectral; un ancho más estrecho indicaría una fuente de luz más monocromática.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 1.70 V a 2.30 V a 5mA. El rango específico está definido por el código bin de voltaje directo.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en bins según parámetros clave de rendimiento. El LTST-C193KRKT-5A utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Las unidades se clasifican según su caída de voltaje directo a una corriente de prueba de 5mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar LED con características eléctricas similares para un brillo uniforme cuando se alimentan con una fuente de voltaje constante o para simplificar los cálculos de la resistencia limitadora de corriente.

• Código Bin E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• Código Bin E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• Código Bin E4: V_F= 2.10V - 2.30V
• Tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Este es el parámetro principal de clasificación, categorizando los LED por su salida de luz a 5mA. Los diseñadores pueden elegir un bin para cumplir con requisitos específicos de brillo.

• Código Bin K: I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• Código Bin L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• Código Bin M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Código Bin N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Tolerancia dentro de cada bin es de ±15%.

Un número de parte completo típicamente incluye estos códigos bin para especificar el grado exacto de rendimiento.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se hacen referencia en la hoja de datos, las relaciones típicas se pueden describir:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):El material AlInGaP exhibe un voltaje de encendido característico alrededor de 1.7-2.3V, después del cual la corriente aumenta exponencialmente con el voltaje. Un controlador de corriente constante es esencial para una salida luminosa estable.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:La intensidad generalmente aumenta linealmente con la corriente en el rango operativo recomendado (hasta 20mA). Exceder la corriente máxima conduce a una caída de eficiencia y una degradación acelerada.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Como todos los LED, la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Una gestión térmica adecuada en el diseño del PCB es crucial para mantener un brillo consistente y una larga vida útil.
• Distribución Espectral:El espectro de emisión está centrado alrededor de 639 nm (pico) con un ancho medio típico de 20 nm, característico de los LED rojos AlInGaP, que ofrecen alta eficiencia y buena saturación de color.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LTST-C193KRKT-5A presenta un encapsulado extra delgado a escala de chip.

• Altura del Encapsulado (H):0.35 mm máximo. Este perfil ultra bajo es crítico para aplicaciones en dispositivos delgados como teléfonos inteligentes, tabletas y pantallas ultra delgadas.
• Huella:El encapsulado cumple con las dimensiones estándar EIA (Electronic Industries Alliance) para LED chip, garantizando compatibilidad con patrones de pistas de PCB estándar y sistemas de inspección óptica automatizada (AOI).

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado. La polaridad típicamente se indica mediante una marca en la parte superior del encapsulado o un diseño de pad asimétrico (el pad del cátodo puede ser más grande o tener una forma única). Se proporciona un diseño sugerido de pads de soldadura para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura y la alineación adecuada durante el reflujo. El grosor máximo recomendado de la plantilla para la aplicación de pasta de soldadura es de 0.10 mm.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), específicamente aquellos diseñados para pasta de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil sugerido, que generalmente sigue los estándares JEDEC:

• Precalentamiento:Rampa desde ambiente hasta 150-200°C.
• Tiempo de Remojo/Precalentamiento:Máximo 120 segundos para activar el fundente y homogeneizar la temperatura de la placa.
• Reflujo (Líquidus):La temperatura pico no debe exceder los 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):La duración en o por encima del punto de fusión de la soldadura debe controlarse, con un máximo de 10 segundos a la temperatura pico.
• Número de Ciclos de Reflujo:Máximo dos veces.

Dado que los perfiles térmicos dependen del diseño específico del PCB, la pasta de soldadura y el horno, el perfil proporcionado debe usarse como objetivo, y se recomienda la caracterización a nivel de placa.

6.2 Soldadura Manual

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

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad.
• Número de Veces:Una sola vez. El calentamiento repetido puede dañar el LED o la unión de soldadura.

6.3 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Productos químicos no especificados pueden dañar el encapsulado plástico.

• Agentes Recomendados:Alcohol etílico o alcohol isopropílico.
• Procedimiento:Sumergir el LED a temperatura ambiente durante menos de un minuto si es necesaria la limpieza después de la soldadura.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática):Los LED son sensibles a la ESD. Use pulseras antiestáticas, tapetes antiestáticos y equipo correctamente conectado a tierra durante la manipulación.
• Sensibilidad a la Humedad:El encapsulado es sensible a la humedad.
  • Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% HR. Usar dentro de un año.
  • Paquete Abierto:Para componentes retirados de la bolsa a prueba de humedad, el ambiente de almacenamiento no debe exceder 30°C / 60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días).
  • Almacenamiento Extendido/Horneado:Si se expone por más de 672 horas, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para prevenir el "efecto palomita de maíz" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra para montaje automatizado.

• Ancho de la Cinta Portadora:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:5000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándar de Empaque:Cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. Los bolsillos vacíos se sellan con cinta de cubierta.
• Calidad:El número máximo de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El perfil ultra delgado y el alto brillo hacen que este LED sea adecuado para:

• Retroiluminación:Retroiluminación de teclado, iconos o pantallas pequeñas en teléfonos móviles, controles remotos y electrónica de consumo portátil.
• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, carga, conectividad y estado operativo en una amplia gama de dispositivos.
• Indicadores de Panel:Iluminación de botones, interruptores y símbolos en paneles de control.
• Electrónica de Consumo:Iluminación general y señalización en electrodomésticos, equipos de oficina y dispositivos de comunicación.

Nota Importante:La hoja de datos especifica que estos LED están destinados a equipos electrónicos ordinarios. Para aplicaciones que requieren una confiabilidad excepcional donde una falla podría poner en peligro la vida o la salud (aviación, médicos, sistemas de seguridad), se requiere consultar con el fabricante antes del diseño.

8.2 Método de Conducción y Diseño de Circuito

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar una intensidad luminosa uniforme y prevenir daños, debe ser alimentado por una corriente controlada, no por un voltaje.

• Conducción de Corriente Constante:El método preferido. Use un CI controlador de LED dedicado o un circuito limitador de corriente simple.
• Resistencia Limitadora de Corriente:Cuando se usa una fuente de voltaje (V_CC), una resistencia en serie (R_S) es obligatoria. Calcúlela usando la Ley de Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del bin para garantizar que I_Fno exceda el límite incluso con variaciones de unidad a unidad.
• Atenuación por PWM:Para el control de brillo, la Modulación por Ancho de Pulso (PWM) es efectiva. Asegúrese de que la frecuencia sea lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible (típicamente >100 Hz).

8.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (50 mW máx.), un diseño térmico adecuado extiende la vida útil y mantiene la estabilidad del color.

• Diseño del PCB:Use pads de alivio térmico conectados a un área de cobre para ayudar a disipar el calor.
• Evitar Sobrealimentación:Operar en o cerca de la corriente continua máxima (20 mA) generará más calor. Reducir la corriente operativa (ej., a 10-15 mA) mejora significativamente la longevidad y la confiabilidad.

9. Descripción General de Tecnología y Materiales

9.1 Tecnología de Semiconductores AlInGaP

El LTST-C193KRKT-5A utiliza un chip de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Este sistema de material es reconocido por producir LED de alta eficiencia en los rangos de longitud de onda ámbar, rojo y naranja. En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, AlInGaP ofrece una eficacia luminosa significativamente mayor (más salida de luz por vatio eléctrico), mejor estabilidad térmica y una confiabilidad a largo plazo superior. El material de la lente "transparente como el agua" permite ver el color real del chip, resultando en una apariencia roja saturada.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda única donde el LED emite la mayor potencia óptica. Es una medición física del espectro.
Longitud de Onda Dominante (λ_d):Un valor calculado a partir de las coordenadas de color CIE que representa el color percibido. Para una fuente monocromática, son idénticas. Para LED con un ancho espectral, λ_des lo que el ojo humano percibe como el color, y es el parámetro estándar utilizado para la clasificación por color.

10.2 ¿Puedo usar una fuente de 3.3V para alimentar este LED directamente?

No, no debe conectarlo directamente.Con un V_Ftípico de ~2.0V, conectarlo a 3.3V sin una resistencia limitadora de corriente haría que fluya una corriente excesiva, destruyendo el LED casi instantáneamente. Siempre use una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

10.3 ¿Por qué hay una vida útil de 672 horas (28 días) después de abrir la bolsa?

El encapsulado plástico del LED absorbe humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el encapsulado ("efecto palomita de maíz"). El límite de 672 horas es el tiempo que el componente puede estar expuesto a las condiciones ambientales de fábrica (≤30°C/60% HR) antes de que este riesgo se vuelva inaceptable. Más allá de este tiempo, se requiere horneado para eliminar la humedad.

10.4 ¿Cómo selecciono el Código Bin correcto?

La selección depende de los requisitos de su aplicación:

• Para brillo uniforme en un arreglo:Especifique el mismo Bin de Intensidad Luminosa (K, L, M, N) para todas las unidades. También puede querer especificar el mismo Bin de Voltaje Directo (E2, E3, E4) si usa un esquema de conducción con resistencia simple.
• Para aplicaciones sensibles al costo:Un bin más amplio (ej., K-N) puede ser aceptable y más económico.
• Para requisitos de color precisos:Asegúrese de que la especificación de Longitud de Onda Dominante cumpla con sus necesidades. La hoja de datos proporciona un valor típico; para aplicaciones críticas de color, consulte al fabricante para obtener información detallada de clasificación por cromaticidad.