Hoja Técnica del LED SMD Azul LTST-C191TBKT - Dimensiones 3.2x1.6x0.55mm - Voltaje 2.8-3.8V - Potencia 76mW - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C191TBKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Pertenece a la categoría de LEDs de chip ultra delgados, con un perfil excepcionalmente bajo de solo 0.55 mm. Esto lo convierte en una opción ideal para retroiluminación en productos electrónicos de consumo delgados, luces indicadoras en dispositivos portátiles y pantallas de estado donde el espacio vertical es crítico. El dispositivo utiliza un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), que es el estándar de la industria para producir luz azul de alta eficiencia. Se suministra en cinta de 8 mm y en carretes estándar de 7 pulgadas de diámetro, siendo totalmente compatible con los equipos automáticos de colocación pick-and-place utilizados en la fabricación en serie.

1.1 Características y Ventajas Principales

Las principales ventajas de este LED derivan de su diseño físico y eléctrico. La característica más notable es su altura ultra delgada de 0.55 mm, que responde directamente a la tendencia hacia productos finales más finos. Está clasificado como producto verde y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), garantizando que cumple con los estándares ambientales internacionales. La tecnología de chip InGaN proporciona una alta intensidad luminosa desde una fuente pequeña. Su huella de paquete estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas) asegura compatibilidad con una amplia gama de diseños de PCB (Placa de Circuito Impreso) y bibliotecas de diseño existentes. Además, está diseñado para ser compatible con los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el método dominante para fijar componentes SMD, simplificando el flujo de trabajo de fabricación.

2. Especificaciones Técnicas: Análisis en Profundidad

Esta sección proporciona un desglose detallado de los límites absolutos y las características operativas del dispositivo, que son críticos para un diseño de circuito fiable.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para operación normal. La corriente directa continua máxima en DC (I_F) es de 20 mA. En condiciones de pulso con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms, se permite una corriente directa de pico más alta de 100 mA. La disipación de potencia total no debe exceder los 76 mW, un límite dictado por la capacidad del paquete para transferir calor al PCB. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación de -20°C a +80°C y puede almacenarse en entornos de -30°C a +100°C. Para el ensamblaje, puede soportar una temperatura máxima de soldadura por reflujo infrarrojo de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente estándar (T_a) de 25°C y una corriente directa de 20 mA, a menos que se especifique lo contrario. Definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 28.0 mcd hasta un máximo de 180.0 mcd. El valor real para una unidad específica depende de su código de bin (ver Sección 3). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica (del ojo humano).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Un amplio ángulo de 130 grados, definido como el punto fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje (0°). Esto indica un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia en lugar de un haz enfocado.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):Típicamente 468 nm. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 465.0 nm a 475.0 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que coincide con el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Es el parámetro clave para la consistencia del color.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):Aproximadamente 25 nm. Esto mide el ancho de banda de la luz emitida, indicando la pureza espectral. Un valor típico para un LED azul de InGaN.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 2.80 V a 3.80 V a 20 mA. El valor exacto está clasificado por bin (ver Sección 3). Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. Es fundamental tener en cuenta que este LEDno está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización. Aplicar polarización inversa en el circuito podría dañar el dispositivo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento. El LTST-C191TBKT utiliza un sistema de clasificación tridimensional para parámetros clave.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Las unidades se clasifican en los bins D7 a D11 según su voltaje directo (V_F) a 20 mA. Por ejemplo, el bin D7 contiene LEDs con V_Fentre 2.80V y 3.00V, mientras que el bin D11 contiene aquellos de 3.60V a 3.80V. La tolerancia dentro de cada bin es de ±0.1V. Seleccionar LEDs del mismo bin de voltaje ayuda a mantener un brillo y consumo de energía uniformes en un arreglo.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad se clasifica en los códigos N, P, Q y R. El bin N cubre 28.0-45.0 mcd, y el bin R cubre el rango más alto de 112.0-180.0 mcd. La tolerancia para cada bin de intensidad es de ±15%. Esto permite a los diseñadores elegir un nivel de brillo apropiado para su aplicación, equilibrando visibilidad con eficiencia energética.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (longitud de onda dominante) se clasifica en dos códigos: AC (465.0-470.0 nm) y AD (470.0-475.0 nm), con una tolerancia de ±1 nm por bin. Este control estricto garantiza una variación de color mínima, lo cual es esencial para aplicaciones como retroiluminación multi-LED o indicadores de estado donde la coincidencia de color es importante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien 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), sus implicaciones son estándar para LEDs de InGaN. La curva de corriente directa vs. voltaje directo (I-V) mostraría la relación exponencial típica, con el voltaje de rodilla alrededor de 2.8-3.0V. La curva de intensidad luminosa vs. corriente directa es generalmente lineal hasta la corriente nominal, después de lo cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento. La longitud de onda dominante típicamente tiene un coeficiente de temperatura ligeramente negativo, lo que significa que puede desplazarse hacia longitudes de onda más largas (ligeramente más verde) a medida que aumenta la temperatura de la unión. La amplia curva de ángulo de visión de 130 grados confirma un perfil de emisión casi Lambertiano.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Físicas

El paquete sigue una huella estándar EIA. Las dimensiones clave incluyen una longitud típica de 3.2 mm, un ancho de 1.6 mm y la altura definitoria de 0.55 mm. En la hoja de datos se proporcionan dibujos detallados con cotas para el diseño del patrón de soldadura en el PCB. Todas las dimensiones tienen una tolerancia estándar de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El LED tiene un ánodo y un cátodo. La polaridad se indica típicamente mediante una marca en el paquete o por una característica asimétrica en la huella. La hoja de datos incluye dimensiones sugeridas para los pads de soldadura para asegurar que se forme un filete de soldadura fiable durante el reflujo, lo cual es crítico tanto para la conexión eléctrica como para la resistencia mecánica. Un diseño adecuado de los pads también ayuda en la disipación de calor.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo está calificado para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil de reflujo infrarrojo sugerido, compatible con los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen una zona de precalentamiento (típicamente 150-200°C), una rampa controlada hasta una temperatura máxima que no exceda los 260°C, y un tiempo por encima del líquido (TAL) apropiado para la pasta de soldar. La temperatura máxima de 260°C no debe excederse por más de 10 segundos. Se enfatiza que el perfil exacto debe caracterizarse para el diseño específico de PCB, componentes y pasta de soldar utilizados.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual con cautín, la recomendación es usar una temperatura de punta que no exceda los 300°C y limitar el tiempo de contacto a un máximo de 3 segundos para una sola operación. El calor excesivo de un cautín puede dañar fácilmente el pequeño paquete.

6.3 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs son sensibles a la humedad. Cuando se almacenan en su bolsa sellada original a prueba de humedad con desecante, deben mantenerse a ≤30°C y ≤90% HR y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C y 60% HR. Los componentes expuestos a la humedad ambiente por más de 672 horas (28 días) deben secarse en horno a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura por reflujo para prevenir el efecto "popcorn" (agrietamiento del paquete debido a la presión de vapor). Para almacenamiento prolongado fuera de la bolsa original, usar un contenedor sellado con desecante.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Se recomienda sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Los limpiadores químicos no especificados pueden dañar el material plástico del paquete.

7. Embalaje e Información de Pedido

El embalaje estándar es cinta portadora de 8 mm de ancho en carretes de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 piezas del LED LTST-C191TBKT. La cinta utiliza una cubierta superior para sellar los bolsillos vacíos. El embalaje sigue las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para los restos de producción, se aplica una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El perfil ultra delgado hace que este LED sea ideal para: retroiluminación de teclas en teclados delgados o controles remotos, indicadores de estado en teléfonos inteligentes, tabletas y portátiles ultra delgados, iluminación de paneles en tableros de automóviles o electrodomésticos, y como indicador azul de propósito general en PCBs densamente pobladas.

8.2 Consideraciones y Notas de Diseño

• Conducción de Corriente:Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito controlador de corriente constante. El valor de la resistencia se calcula usando R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del bin o de la hoja de datos para asegurar que la corriente no exceda los 20 mA en las peores condiciones.
• Protección contra ESD:El chip de InGaN es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Deben usarse controles ESD adecuados (pulseras, estaciones de trabajo conectadas a tierra, piso conductor) durante la manipulación y el ensamblaje.
• Gestión Térmica:Aunque la potencia es baja, asegurar una buena vía térmica desde los pads del LED al cobre del PCB ayuda a mantener el rendimiento y la longevidad, especialmente cuando se opera a la corriente máxima o cerca de ella.
• Protección contra Voltaje Inverso:Dado que el dispositivo no está diseñado para polarización inversa, considere agregar un diodo de protección en paralelo (cátodo a ánodo) si el LED pudiera estar expuesto a voltaje inverso en el circuito.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador principal del LTST-C191TBKT es su altura de 0.55 mm, que es más delgada que muchos LEDs SMD estándar (por ejemplo, paquetes 0603 o 0402 que a menudo tienen >0.8 mm de altura). En comparación con los LEDs de vista lateral, ofrece un formato de emisión superior con un amplio ángulo de visión. Su tecnología InGaN proporciona mayor eficiencia y mejor saturación de color que las tecnologías antiguas de LED azul. El sistema integral de clasificación por bins ofrece mejor consistencia de color y brillo en comparación con alternativas no clasificadas o clasificadas de manera laxa, lo cual es crítico para aplicaciones multi-LED.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué resistencia necesito para una fuente de 5V?

R: Usando el V_Fmáximo de 3.8V y una I_Fobjetivo de 20mA: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ω. Una resistencia estándar de 62 Ω o 68 Ω sería adecuada. Siempre verifique con el bin V_Freal de sus LEDs.

P: ¿Puedo alimentarlo con una fuente de 3.3V?

R: Posiblemente, pero con cuidado. Si el V_Fdel LED está en el extremo alto de su rango (por ejemplo, 3.8V), una fuente de 3.3V puede no encenderlo completamente o no encenderlo en absoluto. Necesitaría verificar el V_Fmínimo (2.8V) y probablemente usar un controlador de corriente constante en lugar de una simple resistencia para una operación confiable.

P: ¿Cómo interpreto el valor de intensidad luminosa?

R: La intensidad luminosa (mcd) mide el brillo en una dirección específica (en el eje). El amplio ángulo de visión significa que este brillo se distribuye sobre un área grande, por lo que el brillo percibido en una superficie depende de la distancia y el ángulo. Para comparar, un LED típico de 5mm de orificio pasante podría ser de 1000-5000 mcd pero con un haz mucho más estrecho.

P: ¿Es adecuado para uso exterior?

R: El rango de temperatura de operación (-20°C a +80°C) cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, la exposición prolongada a la luz solar directa (UV) y a la intemperie puede degradar el paquete plástico. Para entornos severos, confirme la idoneidad con el fabricante y considere recubrimientos protectores.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Barra de Estado Multi-LED:Diseñando un gráfico de barras con 10 LEDs azules. Para asegurar una apariencia uniforme, especifique LEDs del mismo bin de Longitud de Onda Dominante (por ejemplo, todos del bin AD) y del mismo bin de Intensidad Luminosa (por ejemplo, todos del bin P). Aliméntelos con una única fuente de corriente constante compartida a través de transistores o un CI controlador de LED para garantizar corriente idéntica y, por lo tanto, brillo y color idénticos.

Ejemplo 2: Retroiluminación de un Interruptor de Membrana Delgado:La altura de 0.55 mm permite que el LED se coloque detrás de una capa de membrana y un difusor en un ensamblaje de menos de 2 mm de grosor. El amplio ángulo de visión de 130 grados asegura una iluminación uniforme del icono del interruptor. Una corriente de 10-15 mA (en lugar de 20 mA) podría ser suficiente, reduciendo el consumo de energía y el calor.

12. Introducción al Principio Tecnológico

El LTST-C191TBKT se basa en la tecnología de semiconductores InGaN. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de Nitruro de Galio e Indio en la estructura de pozo cuántico determina la energía del bandgap y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida. Para la luz azul, se requiere un bandgap correspondiente a aproximadamente 2.6-2.7 electronvoltios (eV). El paquete plástico sirve para proteger el frágil dado semiconductor, proporcionar una estructura mecánica e incorpora una lente que da forma a la salida de luz, resultando en el amplio ángulo de visión.

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para electrónica de consumo continúa hacia la miniaturización (huellas más pequeñas y perfiles más bajos) y mayor eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica). También existe un impulso para mejorar la consistencia del color y una clasificación por bins más estricta por parte de los fabricantes. La adopción de materiales sin plomo y sin halógenos para el cumplimiento ambiental es estándar. En términos de aplicación, la integración es clave, con LEDs que se empaquetan cada vez más junto con controladores o sensores, o se incrustan directamente en los PCBs. La tecnología subyacente de InGaN es madura pero continúa viendo mejoras incrementales en la eficiencia cuántica interna y la longevidad.