Hoja de Datos del LED SMD LTST-C191KRKT - Tamaño 1.6x0.8x0.55mm - Voltaje 2.4V - Potencia 75mW - Color Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C191KRKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Pertenece a una categoría de LEDs chip ultra delgados, ofreciendo una ventaja significativa en aplicaciones donde el perfil vertical es un factor de diseño crítico.

Ventajas Principales:La ventaja principal de este componente es su perfil excepcionalmente bajo de 0.55mm, lo que lo hace adecuado para electrónica de consumo ultradelgada, dispositivos portátiles y aplicaciones de indicación detrás de paneles finos. Utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), conocido por producir luz roja de alta eficiencia con buen brillo y pureza de color. El dispositivo cumple plenamente con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), calificándolo como un producto ecológico para los mercados globales.

Mercado Objetivo:Este LED está dirigido a aplicaciones que requieren indicadores brillantes y fiables con una huella mínima. Los casos de uso típicos incluyen indicadores de estado en teléfonos inteligentes, tabletas, portátiles, cuadros de instrumentos automotrices, paneles de control industrial y electrodomésticos. Su compatibilidad con equipos de colocación automática y procesos de soldadura por reflujo infrarrojo lo hace ideal para líneas de fabricación automatizadas de alto volumen.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave especificados 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.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Superar este límite corre el riesgo de sobrecalentar la unión semiconductor, lo que lleva a una degradación acelerada o a un fallo catastrófico.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. La corriente directa continua máxima que se puede aplicar. Para una operación fiable a largo plazo, es una práctica estándar conducir el LED por debajo de este máximo, a menudo en la condición de prueba típica de 20mA.
• Corriente Directa de Pico:80 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, ancho de pulso de 0.1ms). Este límite permite pulsos cortos de alta corriente, lo que puede ser útil para esquemas de multiplexación o para lograr un brillo momentáneo alto, pero la corriente promedio aún debe respetar el límite de corriente continua.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa que exceda este valor puede causar una ruptura inmediata y la destrucción de la unión PN del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +85°C. Este amplio rango garantiza la funcionalidad del componente y la integridad del almacenamiento en condiciones ambientales adversas, desde congeladores industriales hasta interiores calientes de automóviles.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros, medidos a Ta=25°C e IF=20mA (a menos que se indique lo contrario), definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (Iv):54.0 mcd (Típico), con un rango desde 18.0 mcd (Mín) hasta 180.0 mcd (Máx). Este amplio rango se gestiona a través de un sistema de clasificación (ver Sección 3). La intensidad luminosa se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados (Típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje (0°). Un ángulo de 130° indica un patrón de visión muy amplio, adecuado para indicadores que necesitan ser vistos desde posiciones fuera del eje.
• Longitud de Onda de Pico (λP):639 nm (Típico). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima. Define el tono percibido de la luz roja.
• Longitud de Onda Dominante (λd):631 nm (Típico a IF=20mA). Esta es una cantidad colorimétrica derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Representa la longitud de onda única de una luz monocromática que coincidiría con el color del LED. A menudo es un parámetro más relevante para la especificación del color que la longitud de onda de pico.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):20 nm (Típico). Este es el ancho de banda espectral medido a la mitad de la intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM). Un valor de 20nm indica una emisión espectral relativamente estrecha, característica de la tecnología AlInGaP, lo que resulta en un color rojo saturado.
• Voltaje Directo (VF):2.4 V (Típico), con un máximo de 2.4V y un mínimo de 2.0V a 20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento. Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. La hoja de datos señala una reducción de la corriente directa por encima de 50°C a 0.4 mA/°C, lo que significa que la corriente continua máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura para evitar el sobrecalentamiento.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máx) a VR=5V. Esta es la pequeña corriente de fuga que fluye cuando el dispositivo está polarizado inversamente dentro de su límite máximo.
• Capacitancia (C):40 pF (Típico) a VF=0V, f=1MHz. Esta capacitancia parásita puede ser relevante en aplicaciones de conmutación de alta velocidad o multiplexación.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones naturales en el proceso de fabricación de semiconductores, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento. El LTST-C191KRKT utiliza un sistema de clasificación principalmente para la intensidad luminosa.

Clasificación por Intensidad Luminosa:Los LEDs se categorizan en cinco lotes (M, N, P, Q, R) según su intensidad luminosa medida a 20mA. Cada lote tiene un valor mínimo y máximo definido (ej., Lote M: 18.0-28.0 mcd, Lote R: 112.0-180.0 mcd). La hoja de datos especifica una tolerancia de +/-15% en cada lote de intensidad. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un brillo consistente para su aplicación. Por ejemplo, un producto que requiera una iluminación uniforme del panel especificaría LEDs de un solo lote estrecho (ej., Lote P o Q), mientras que una aplicación sensible al costo con un emparejamiento de brillo menos crítico podría usar una mezcla más amplia.

La hoja de datos no indica una clasificación separada para la longitud de onda dominante o el voltaje directo en el contenido proporcionado, lo que sugiere que estos parámetros están controlados para caer dentro de los rangos mín/typ/máx publicados sin códigos de clasificación adicionales para este número de parte específico.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque los gráficos específicos no se representan en el texto, la hoja de datos hace referencia a curvas características típicas. Basándonos en el comportamiento estándar de los LEDs y los parámetros dados, podemos analizar las tendencias esperadas:

• Curva I-V (Corriente-Voltaje):El voltaje directo (VF) tiene un valor típico de 2.4V a 20mA. La curva mostraría una relación exponencial, con muy poca corriente fluyendo por debajo del voltaje de "encendido" (~1.8-2.0V para AlInGaP), después de lo cual la corriente aumenta rápidamente con un pequeño aumento en el voltaje. Esto subraya por qué los LEDs deben ser conducidos con una fuente de corriente o una fuente de voltaje con una resistencia limitadora de corriente en serie.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Iv-IF):La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación normal. Conducir el LED a una corriente inferior a 20mA reducirá el brillo proporcionalmente, mientras que conducirlo a una corriente más alta (hasta el máximo absoluto) aumentará el brillo pero también generará más calor y potencialmente reducirá la vida útil.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta):La salida luminosa de los LEDs AlInGaP típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esto se debe a la reducción de la eficiencia cuántica interna a temperaturas más altas. La especificación de reducción (0.4 mA/°C por encima de 50°C) es una medida directa para contrarrestar este efecto térmico en el rendimiento y la fiabilidad.
• Distribución Espectral:El espectro mostraría un solo pico centrado alrededor de 639 nm (λP) con un ancho estrecho de 20 nm (Δλ), confirmando la emisión de color rojo puro.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está encapsulado en un paquete de montaje superficial estándar compatible con EIA (Electronic Industries Alliance). La característica mecánica clave es su altura de 0.55 mm (H), calificándolo como "Súper Delgado". Las otras dimensiones primarias (largo y ancho) son típicas para un LED chip de esta clase, probablemente alrededor de 1.6mm x 0.8mm, aunque el dibujo exacto se referencia en la hoja de datos. Todas las tolerancias dimensionales son ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

La hoja de datos incluye una sugerencia para las dimensiones de los pads de soldadura. Un diseño adecuado de los pads es crítico para una soldadura fiable y para prevenir el efecto "tombstoning". El cátodo (lado negativo) típicamente está marcado, a menudo por un tinte verde en el cuerpo del encapsulado o una muesca/chaflán. El diseño de pad recomendado incluirá patrones de alivio térmico para garantizar un calentamiento uniforme durante el reflujo y una conexión mecánica estable.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de estas pautas es esencial para mantener la fiabilidad del dispositivo y prevenir daños durante el proceso de ensamblaje.

• Soldadura por Reflujo:El LED es compatible con procesos de reflujo infrarrojo. La condición especificada es una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 5 segundos. Se recomienda una etapa de precalentamiento de 150-200°C hasta 120 segundos para minimizar el choque térmico. El dispositivo no debe someterse a más de dos ciclos de reflujo.
• Soldadura Manual:Si es necesario, se puede usar un soldador con una temperatura máxima de punta de 300°C y un tiempo de soldadura que no exceda los 3 segundos por terminal. Esta debe ser una operación única.
• Limpieza:Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. La hoja de datos recomienda la inmersión en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto si se requiere limpieza. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente de plástico o el encapsulado de epoxi.
• Almacenamiento:Los LEDs deben almacenarse en un ambiente que no exceda los 30°C y el 60% de humedad relativa. Una vez retirados de su embalaje original de barrera de humedad, deben someterse a reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días, MSL 2a). Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben mantenerse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Si se almacenan más allá de 672 horas, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El LTST-C191KRKT se suministra en embalaje estándar de la industria para ensamblaje automatizado.

• Cinta y Carrete:Los dispositivos se embalan en cinta portadora gofrada de 8mm de ancho en carretes de 13 pulgadas (330mm) de diámetro.
• Cantidad de Embalaje:Los carretes estándar contienen 5000 piezas. Para cantidades menores a un carrete completo, está disponible una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para los restantes.
• Estándares de Embalaje:El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481. La cinta utiliza una cubierta superior para sellar los bolsillos vacíos de componentes. El número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos ("lámparas faltantes") en la cinta es de dos.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Su brillo se controla mediante la corriente directa, no el voltaje. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LEDs, especialmente en paralelo, esmuy recomendableusar una resistencia limitadora de corriente dedicada en serie con cada LED (Modelo de Circuito A).

Modelo de Circuito A (Recomendado):[Vcc] -- [Resistor] -- [LED] -- [GND]. Esta configuración compensa la variación natural en el voltaje directo (VF) entre LEDs individuales. Incluso con el mismo voltaje aplicado, los LEDs con un VF ligeramente más bajo consumirían más corriente y parecerían más brillantes si se conectan en paralelo sin resistencias individuales.

Modelo de Circuito B (No Recomendado para Paralelo):Se desaconseja conectar múltiples LEDs directamente en paralelo a una sola resistencia limitadora de corriente. Las diferencias en las características I-V causarán un "acaparamiento" de corriente, donde un LED consume la mayor parte de la corriente, lo que lleva a un brillo no uniforme y a un estrés potencial excesivo de un dispositivo.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas. El daño por ESD puede no causar un fallo inmediato pero puede degradar el rendimiento, llevando a una alta corriente de fuga inversa, un bajo voltaje directo o la falta de iluminación a corrientes bajas.

Medidas de Prevención:

• Usar pulseras conductoras o guantes antiestáticos al manipular LEDs.
• Asegurarse de que todas las estaciones de trabajo, equipos y estanterías de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra.
• Usar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico durante la manipulación.

Prueba de Daño por ESD:Los LEDs sospechosos pueden probarse verificando la iluminación y midiendo el voltaje directo (Vf) a una corriente muy baja (ej., 0.1mA). Para este producto AlInGaP, un LED "bueno" debería tener un Vf > 1.4V a 0.1mA. Un Vf significativamente más bajo o la falta de emisión de luz indica un posible daño por ESD.

8.3 Alcance de Aplicación y Fiabilidad

La hoja de datos especifica que este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios (equipos de oficina, comunicaciones, electrodomésticos). Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro la vida o la salud (aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), se requiere consultar con el fabricante antes de su incorporación al diseño. El documento hace referencia a pruebas de fiabilidad estándar (pruebas de resistencia) realizadas según estándares de la industria para garantizar la robustez del producto en condiciones típicas de operación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal del LTST-C191KRKT radica en su combinación de atributos:

• vs. LEDs de Espesor Estándar:Su altura de 0.55mm es una ventaja clave, permitiendo diseños imposibles con LEDs tradicionales de altura de 1.0mm+.
• vs. Otras Tecnologías de LED Rojo:El uso de AlInGaP, en comparación con las tecnologías más antiguas de GaAsP o GaP, proporciona una mayor eficiencia luminosa (más salida de luz por mA), mejor saturación de color (espectro más estrecho) y un rendimiento superior a temperaturas elevadas.
• vs. LEDs sin Embalaje en Carrete:El embalaje en cinta de 8mm sobre carrete garantiza la compatibilidad con máquinas pick-and-place de alta velocidad, un factor crítico para la eficiencia de la producción en masa en comparación con el embalaje a granel o en palillos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una fuente de 3.3V y una corriente objetivo de 20mA (VF typ=2.4V), el valor de la resistencia sería R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohmios. Una resistencia estándar de 47 Ohmios sería adecuada.

P: ¿Por qué hay un rango tan amplio en la intensidad luminosa (18-180 mcd)?

R: Esto refleja la variación natural del proceso. El sistema de clasificación (M a R) te permite comprar LEDs garantizados dentro de un rango de brillo específico y más estrecho para las necesidades de consistencia de tu aplicación.

P: ¿La temperatura de reflujo de 260°C es un requisito o un máximo?

R: Es la temperatura máxima que el encapsulado puede soportar durante 5 segundos. Un perfil de reflujo típico aumentará hasta un pico ligeramente por debajo de esto (ej., 245-250°C) para proporcionar un margen de seguridad.

P: ¿Cómo aseguro un brillo uniforme en una matriz de múltiples LEDs?

R: Usa el Modelo de Circuito A: una resistencia limitadora de corriente individual para cada LED. Además, especifica LEDs del mismo lote de intensidad a tu proveedor.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: LED de Notificación de Teléfono Inteligente:El perfil ultra delgado de 0.55mm permite colocar este LED detrás de las pantallas de vidrio y OLED cada vez más delgadas de los teléfonos inteligentes modernos. Su amplio ángulo de visión de 130° asegura que el resplandor de la notificación sea visible incluso cuando el teléfono está plano sobre una mesa. El diseñador seleccionaría un lote de intensidad específico (ej., Lote P o Q) para lograr el nivel de brillo deseado y lo emparejaría con una resistencia limitadora de corriente adecuada conducida por el PMIC (Circuito Integrado de Gestión de Energía) del teléfono.

Ejemplo 2: Retroiluminación del Panel de Control Climático Automotriz:Se podrían usar múltiples LEDs LTST-C191KRKT para retroiluminar botones o iconos. Su compatibilidad con el reflujo IR permite soldarlos en la misma PCB que otros componentes. El amplio rango de temperatura de operación (-55°C a +85°C) garantiza un funcionamiento fiable en el interior del vehículo bajo todas las condiciones climáticas. El diseñador debe tener en cuenta la reducción de la corriente directa a altas temperaturas ambientales cerca de las salidas del calefactor.

12. Introducción al Principio Técnico

El LTST-C191KRKT se basa en la tecnología de semiconductor AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión PN, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas de Aluminio, Indio, Galio y Fosfuro en el cristal semiconductor determina la energía del bandgap, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo a aproximadamente 639 nm. El material de la lente "Water Clear" es típicamente un epoxi o silicona incoloro que no altera el color inherente del chip, permitiendo que la luz roja pura pase eficientemente. El encapsulado delgado se logra mediante técnicas avanzadas de moldeo y unión del dado que minimizan la distancia entre el chip emisor de luz y la parte superior de la lente.

13. Tendencias y Evolución de la Industria

La tendencia en LEDs de indicación y retroiluminación continúa hacia una mayor eficiencia, huellas más pequeñas y perfiles más bajos. La altura de 0.55mm de este dispositivo representa un paso en la tendencia de miniaturización impulsada por la electrónica de consumo. También hay un impulso continuo hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio) incluso para pequeños LEDs de señal, reduciendo el consumo de energía en dispositivos alimentados por batería. Además, la integración es una tendencia, con algunas aplicaciones avanzando hacia controladores de LED con regulación de corriente y diagnósticos incorporados. Sin embargo, los componentes discretos como el LTST-C191KRKT siguen siendo esenciales por su flexibilidad de diseño, rentabilidad en aplicaciones de alto volumen y su fiabilidad probada en encapsulados estandarizados compatibles con la infraestructura de ensamblaje global.