Hoja de Datos del LED SMD LTST-C194TGKT - Altura 0.30mm - 3.2V - 76mW - Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C194TGKT es un LED chip de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Es un componente extra delgado con una altura de perfil de solo 0.30 mm, lo que lo hace idóneo para dispositivos delgados como smartphones, tablets, pantallas ultra delgadas y tecnología ponible. El dispositivo emite luz verde utilizando un material semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) alojado en un encapsulado de lente transparente. Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y se clasifica como producto verde. El LED se suministra en cinta estándar de la industria de 8 mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con equipos automáticos de pick-and-place de alta velocidad y procesos de soldadura por reflow infrarrojo (IR), facilitando la producción en masa eficiente.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones. Los límites clave incluyen una disipación de potencia máxima de 76 mW, una corriente directa continua de 20 mA y una corriente directa pico de 100 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). El dispositivo puede soportar una tensión inversa de 5V, pero se prohíbe el funcionamiento continuo bajo polarización inversa. El rango de temperatura de funcionamiento es de -20°C a +80°C, con un rango de almacenamiento más amplio de -30°C a +100°C. El componente está clasificado para soldadura por reflow infrarrojo a una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20 mA, proporcionando los datos de rendimiento de referencia. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 450 milicandelas (mcd) con un mínimo de 71 mcd, indicando una salida brillante. Cuenta con un amplio ángulo de visión (2θ1/2) de 130 grados, proporcionando una iluminación amplia y uniforme. La longitud de onda dominante (λd) es de 525 nm, definiendo su percepción de color verde, mientras que la longitud de onda de emisión pico (λp) es de 530 nm. El ancho de banda espectral (Δλ) es de 35 nm. La tensión directa (VF) mide típicamente 3.2V, con un rango de 2.8V a 3.6V. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA a la polarización inversa completa de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento. El LTST-C194TGKT utiliza un sistema de clasificación tridimensional que cubre la tensión directa (Vf), la intensidad luminosa (Iv) y la longitud de onda dominante (λd). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que se ajusten a sus requisitos específicos de circuito y brillo/color.

3.1 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en pasos de 0.2V. Los códigos de lote disponibles son D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V) y D10 (3.40-3.60V). Se aplica una tolerancia de ±0.1V dentro de cada lote. Seleccionar LEDs del mismo lote Vf ayuda a mantener una distribución de corriente uniforme cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los lotes de intensidad luminosa proporcionan un rango de niveles de brillo. Los lotes son Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd) y T (280.0-450.0 mcd). Se aplica una tolerancia de ±15% a cada lote. Esto permite una selección rentable donde el brillo máximo no es crítico, o para características de producto por niveles.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los lotes de longitud de onda dominante garantizan la consistencia del color. Los lotes disponibles son AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm) y AR (530.0-535.0 nm), con una tolerancia ajustada de ±1 nm por lote. Esto es crucial para aplicaciones donde se requiere una coincidencia de color precisa, como en indicadores multicolor o retroiluminación de pantallas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Figura 1 para distribución espectral, Figura 6 para ángulo de visión), los datos proporcionados permiten analizar las relaciones clave. La tensión directa se especifica a una corriente única (20mA). En la práctica, Vf tiene una relación logarítmica con la corriente directa (If) y un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que Vf disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. La intensidad luminosa también depende de la temperatura, disminuyendo típicamente a medida que aumenta la temperatura. El amplio ángulo de visión de 130 grados sugiere un patrón de radiación Lambertiano o casi Lambertiano, donde la intensidad de la luz es aproximadamente proporcional al coseno del ángulo de visión.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta a los contornos de encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas). La característica definitoria es su altura de perfil ultra baja de 0.30 mm. Los planos dimensionales detallados especifican la longitud, anchura, espaciado de terminales y otras tolerancias mecánicas críticas, típicamente con una tolerancia estándar de ±0.10 mm a menos que se indique lo contrario. Estas dimensiones son esenciales para el diseño de la huella en el PCB (Placa de Circuito Impreso) y para garantizar una colocación adecuada por maquinaria automática.

5.2 Diseño de la Pista de Soldadura

La hoja de datos incluye las dimensiones sugeridas para el patrón de pistas de soldadura. Adherirse a estas recomendaciones es vital para lograr uniones de soldadura fiables durante el reflow. Una nota clave es la recomendación de un grosor máximo de plantilla de 0.10mm para controlar el volumen de pasta de soldar y evitar puentes o el efecto 'tombstoning' del pequeño componente.

5.3 Identificación de Polaridad

Como la mayoría de los LEDs, este dispositivo es sensible a la polaridad. El cátodo está típicamente marcado, a menudo por una muesca, un punto verde o una forma de terminal diferente. La orientación correcta debe verificarse con el plano del encapsulado para garantizar el funcionamiento adecuado del circuito y prevenir daños por polarización inversa.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

Se proporciona un perfil de reflow infrarrojo (IR) sugerido para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Este perfil cumple con los estándares JEDEC. Incluye parámetros críticos: una etapa de precalentamiento (típicamente 150-200°C hasta 120 segundos), una rampa de calentamiento, una zona de temperatura pico (máximo 260°C) y un tiempo por encima del líquido (la temperatura a la que se funde la soldadura). El componente no debe estar expuesto a la temperatura pico por más de 10 segundos. Este perfil garantiza la formación de una unión de soldadura fiable sin someter el encapsulado del LED a un estrés térmico excesivo.

6.2 Manipulación y Almacenamiento

El LED es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Son obligatorias precauciones de manipulación como el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y contenedores conductores. Para el almacenamiento, las bolsas barrera de humedad sin abrir (con desecante) deben mantenerse a ≤30°C y ≤90% HR, con una vida útil de un año. Una vez abiertas, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR. Si se exponen a condiciones ambientales por más de 672 horas (28 días), se recomienda un secado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflow.

6.3 Limpieza

Si es necesaria una limpieza posterior a la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. La hoja de datos recomienda la inmersión en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar la lente de plástico o el material del encapsulado.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es cinta portadora gofrada de 8 mm de ancho enrollada en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 piezas. Los huecos vacíos en la cinta se sellan con una cinta de cubierta. El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para la continuidad de la producción, el número máximo permitido de componentes faltantes consecutivos en la cinta es de dos. Las cantidades mínimas de pedido para carretes restantes son de 500 piezas. El número de parte LTST-C194TGKT sigue un sistema de codificación específico donde los elementos probablemente indican la serie, el encapsulado, el color y los códigos de lote.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED verde ultra delgado es ideal para indicadores de estado, retroiluminación de teclas o símbolos, e iluminación decorativa en electrónica de consumo donde la altura es una limitación crítica. Ejemplos incluyen luces indicadoras en smartphones, tablets, portátiles, ultrabooks, dispositivos ponibles (relojes inteligentes, pulseras de actividad) y paneles de control delgados. Su compatibilidad con la colocación automática y la soldadura por reflow lo hace perfecto para la fabricación de alto volumen.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente externa cuando se alimenta el LED desde una fuente de tensión superior a su tensión directa. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, donde Vf es la tensión directa (usar el valor máximo para el diseño del peor caso), If es la corriente directa deseada (≤20 mA DC) y Vcc es la tensión de alimentación.
Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en el PCB o vías térmicas puede ayudar a disipar el calor, especialmente cuando se opera a altas temperaturas ambientales o a corriente máxima, manteniendo así la salida luminosa y la longevidad.
Protección contra ESD:En entornos propensos a ESD, considere añadir diodos de supresión de tensión transitoria (TVS) u otros circuitos de protección en las líneas del LED.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal del LTST-C194TGKT es su altura de 0.30mm, que es significativamente más delgada que muchos LEDs SMD estándar (por ejemplo, los encapsulados 0603 u 0805 que suelen tener 0.6-0.8mm de altura). Esto permite el diseño en aplicaciones donde la altura en el eje Z está severamente limitada. En comparación con los LEDs de orificio pasante más antiguos, ofrece un ahorro de espacio masivo y permite el montaje automatizado. El uso de tecnología InGaN proporciona alta eficiencia y una salida de luz verde brillante. Su cumplimiento con los perfiles de reflow sin plomo lo alinea con las regulaciones ambientales modernas y los procesos de fabricación actuales.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este LED a 30 mA para mayor brillo?
R: No. La corriente directa continua máxima absoluta es de 20 mA. Exceder esta especificación puede causar daños irreversibles debido al sobrecalentamiento y la degradación acelerada de la unión semiconductor.
P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda dominante y la longitud de onda pico?
R: La longitud de onda dominante (λd) es la única longitud de onda percibida por el ojo humano que coincide con el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda real a la que la potencia óptica emitida es más alta. A menudo difieren ligeramente.
P: ¿Puedo usar soldadura manual?
R: La soldadura manual con cautín es posible pero requiere extremo cuidado. La recomendación es una temperatura máxima de punta de 300°C y un tiempo de soldadura no superior a 3 segundos por terminal, una sola vez. La soldadura por reflow es el método preferido y más fiable.
P: ¿Cómo interpreto el código de lote en el número de parte?
R: El sufijo "TGKT" probablemente contiene información codificada para los lotes específicos de tensión directa (T?), intensidad luminosa (G?) y longitud de onda dominante (K?). Se debe cruzar la lista completa de lotes con la información de pedido para seleccionar el grado de rendimiento exacto requerido.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un indicador de estado para un reloj inteligente.
El diseño requiere un indicador verde de carga. La altura interna del reloj inteligente es extremadamente limitada. Se selecciona el LTST-C194TGKT por su perfil de 0.30mm. El diseñador elige el lote D8 para Vf (3.0-3.2V) y el lote T para intensidad luminosa (280-450 mcd) para garantizar visibilidad. El LED se alimenta desde el riel de 3.3V del reloj. Usando la Vf máxima de 3.6V para un diseño conservador, se calcula la resistencia limitadora: R = (3.3V - 3.6V) / 0.02A = -15 Ohmios. Este valor negativo indica que con una Vf del peor caso más alta que la alimentación, el LED puede no encenderse. Por lo tanto, el diseñador usa la Vf típica de 3.2V: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 5.1Ω, resultando en una corriente de ~19.6 mA. El diseño del PCB utiliza las dimensiones recomendadas de las pistas de soldadura e incluye una pequeña conexión de alivio térmico a un plano de tierra.

12. Introducción Tecnológica

El LTST-C194TGKT se basa en la tecnología semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). El InGaN es un semiconductor compuesto cuya energía de banda prohibida puede ajustarse variando la proporción de indio a galio. Para los LEDs verdes, se utiliza un contenido específico de indio para crear una banda prohibida que corresponde a la emisión de fotones en el rango de longitud de onda verde (alrededor de 525 nm). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de luz, un proceso llamado electroluminiscencia. La resina epoxi de la lente transparente está formulada para extraer eficientemente esta luz del chip semiconductor con una absorción mínima, al tiempo que proporciona protección mecánica y ambiental.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LEDs SMD para electrónica de consumo continúa hacia la miniaturización, mayor eficiencia y mayor integración. Las alturas de los encapsulados disminuyen aún más para permitir productos finales cada vez más delgados. Las mejoras de eficiencia (más lúmenes por vatio) reducen el consumo de energía, lo que es crítico para dispositivos alimentados por batería. También hay una tendencia hacia un control de color más preciso y una clasificación más ajustada para satisfacer las demandas de pantallas de alta calidad y matrices de múltiples LEDs consistentes. Además, la integración de electrónica de control (como controladores de corriente constante) directamente en el encapsulado del LED se está volviendo más común, simplificando el diseño del circuito para el usuario final. La ciencia de materiales subyacente continúa avanzando, con investigaciones en curso para mejorar la eficiencia de los LEDs verdes de InGaN, que históricamente ha sido menor que la de los LEDs azules.