Hoja de Datos del LED Azul LTST-C190TBKT-10A - Tamaño 3.2x1.6x0.8mm - Voltaje 2.75-3.35V - Potencia 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED azul de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren factores de forma compactos y funcionamiento confiable. El dispositivo se caracteriza por su perfil excepcionalmente bajo, lo que lo hace adecuado para diseños con limitaciones de espacio, como pantallas ultradelgadas, unidades de retroiluminación y electrónica de consumo portátil.

Las ventajas principales de este componente incluyen su conformidad con los estándares RoHS y de producto ecológico, garantizando su respeto al medio ambiente. Utiliza un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), conocido por producir luz azul de alta eficiencia. El paquete es totalmente compatible con equipos estándar de montaje automático pick-and-place y está calificado para su uso con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo sin plomo (Pb-free), alineándose con los requisitos de fabricación contemporáneos.

El mercado objetivo abarca una amplia gama de industrias, incluyendo, entre otras, electrónica de consumo (teléfonos inteligentes, tabletas, portátiles), iluminación interior automotriz, indicadores de estado, iluminación de paneles e iluminación decorativa general donde se necesita una fuente puntual azul brillante y confiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La disipación de potencia continua máxima es de 76 milivatios (mW). La corriente directa continua no debe exceder los 20 mA para una operación confiable a largo plazo. Para aplicaciones pulsadas, se permite una corriente directa pico de 100 mA bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 milisegundos. El componente 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. Es crucial que puede soportar la soldadura por reflujo infrarrojo a una temperatura pico de 260°C durante 10 segundos, lo cual es estándar para el montaje sin plomo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 10 mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 18.0 milicandelas (mcd) hasta un valor típico de 90.0 mcd. Esto se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva estándar de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Se especifica un amplio ángulo de visión de 130 grados. Esto se define como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje).
• Longitud de Onda Pico (λP):La longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte es típicamente de 468 nanómetros (nm).
• Longitud de Onda Dominante (λd):Este parámetro, derivado del diagrama de cromaticidad CIE, define el color percibido del LED. Varía de 465.0 nm a 475.0 nm.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):El ancho medio de la línea espectral es de 25 nm, indicando la dispersión de longitudes de onda emitidas alrededor del pico.
• Voltaje Directo (VF):A 10 mA, la caída de voltaje a través del LED varía de 2.75 Voltios (mín.) a 3.35 Voltios (máx.).
• Corriente Inversa (IR):Con un voltaje inverso (VR) de 5V aplicado, la corriente de fuga es un máximo de 10 microamperios (μA). Es crítico notar que el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

Precaución de Descarga Electroestática (ESD):El LED es sensible a la electricidad estática y a sobretensiones. Los procedimientos adecuados de manejo ESD, incluyendo el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guantes antiestáticos y equipos puestos a tierra, son obligatorios durante la manipulación y montaje para prevenir daños.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en la producción y aplicación, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento basados en parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de circuito y ópticos.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Las unidades se categorizan en bins (J8, J9, J10, J11) basándose en su voltaje directo a 10 mA. Cada bin tiene una tolerancia de ±0.1V.

• J8: 2.75V - 2.90V
• J9: 2.90V - 3.05V
• J10: 3.05V - 3.20V
• J11: 3.20V - 3.35V

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican (M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1) según su salida de intensidad luminosa a 10 mA, con una tolerancia de ±15% por bin. Este rango abarca desde 18.0 mcd (mín. M1) hasta 90.0 mcd (máx. Q1).

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La consistencia del color se controla a través de los bins de longitud de onda AC y AD, cada uno con una tolerancia de ±1 nm.

• AC: 465.0 nm - 470.0 nm
• AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (ej., Figura 1 para emisión espectral, Figura 6 para ángulo de visión), los datos proporcionados permiten un análisis crítico. La relación entre la corriente directa (IF) y la intensidad luminosa (Iv) es típicamente super-lineal a corrientes bajas, volviéndose más lineal y luego saturándose a corrientes más altas. Los diseñadores deben operar dentro del límite de corriente continua especificado para evitar una degradación acelerada. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. Las características espectrales (longitud de onda pico y dominante) también dependen de la temperatura, desplazándose generalmente hacia longitudes de onda más largas (corrimiento al rojo) con el aumento de temperatura, una propiedad fundamental de las fuentes de luz semiconductoras.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo presenta un paquete estándar EIA con geometría ultradelgada. La dimensión clave es su altura de 0.80 mm (máximo). Otras dimensiones críticas incluyen la longitud y el ancho, que son estándar para este tipo de paquete, asegurando compatibilidad con el montaje automatizado. Todas las tolerancias dimensionales son típicamente de ±0.10 mm a menos que se especifique lo contrario. Los planos detallados con cotas son esenciales para el diseño del patrón de soldadura en el PCB.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El componente tiene terminales de ánodo y cátodo. La polaridad se indica típicamente mediante una marca en el paquete, como una muesca, un punto o una esquina recortada. La hoja de datos incluye dimensiones sugeridas para los pads de soldadura para garantizar una unión de soldadura confiable, una alineación adecuada y un alivio térmico suficiente durante el proceso de reflujo. Adherirse a estas recomendaciones es crucial para el rendimiento de fabricación y la fiabilidad a largo plazo.

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 montaje sin plomo. Este perfil se basa en estándares JEDEC para garantizar un montaje confiable. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:150°C a 200°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo de 120 segundos para permitir un calentamiento uniforme y la evaporación de solventes.
• Temperatura Pico:Máximo de 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:El componente debe estar expuesto a la temperatura pico durante un máximo de 10 segundos. El reflujo debe realizarse un máximo de dos veces.

Se enfatiza que el perfil óptimo depende del diseño específico del PCB, la pasta de soldadura y las características del horno, y se recomienda una caracterización a nivel de placa.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto con el terminal del LED debe limitarse a un máximo de 3 segundos para una sola operación. El calor excesivo puede dañar irreversiblemente el chip del LED o el paquete de plástico.

6.3 Limpieza

No deben usarse limpiadores químicos no especificados, ya que pueden dañar el paquete del LED. Si se requiere limpieza después de la soldadura (ej., para remover residuos de flux), el método recomendado es sumergir la placa ensamblada en alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura ambiente normal durante menos de un minuto.

7. Almacenamiento y Manipulación

El almacenamiento adecuado es vital para mantener la soldabilidad y prevenir daños inducidos por la humedad ("efecto palomita de maíz") durante el reflujo.

• Paquete Sellado:Los LEDs en su bolsa de barrera a prueba de humedad original con desecante deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). La vida útil en estas condiciones es de un año.
• Paquete Abierto:Una vez abierta la bolsa de barrera, los componentes están expuestos a la humedad ambiente. Deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% HR. Se recomienda encarecidamente completar el proceso de reflujo IR dentro de una semana después de abrir.
• Almacenamiento Extendido (Abierto):Para almacenamiento más allá de una semana, los componentes deben colocarse en un contenedor sellado con desecante o en un desecador purgado con nitrógeno.
• Secado (Baking):Los componentes almacenados fuera de su empaque original por más de una semana deben secarse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida.

8. Empaquetado e Información de Pedido

El producto se suministra en formato de cinta y carrete compatible con máquinas de montaje automático.

• Ancho de la Cinta:8 mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Estándar de Empaquetado:Cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481-1-A-1994. Los huecos vacíos en la cinta portadora se sellan con cinta de cubierta.

El número de parte LTST-C190TBKT-10A codifica atributos específicos: probablemente serie (LTST-C190), color (Azul/B), variante de paquete (KT) y código de bin (10A).

9. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED está diseñado para su uso en equipos electrónicos ordinarios, incluyendo:

• Luces de estado e indicadores en dispositivos de consumo (routers, cargadores, electrodomésticos).
• Retroiluminación para teclas, símbolos o pequeños paneles LCD.
• Iluminación decorativa en interiores automotrices.
• Iluminación de propósito general donde se requiere una fuente de luz azul compacta.

Aviso Importante:El dispositivo no está destinado a aplicaciones donde una falla podría poner en peligro directamente la vida o la salud (ej., control de aviación, soporte vital médico, sistemas de seguridad críticos). Se requiere consultar con el fabricante para tales aplicaciones de alta fiabilidad.

9.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

1. Limitación de Corriente:Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria cuando se alimenta desde una fuente de voltaje para establecer la corriente de operación y prevenir la fuga térmica. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo de la hoja de datos para un diseño conservador.
2. Disipación de Potencia:Asegúrese de que el producto de I_Fy V_Fno exceda la potencia máxima absoluta de 76 mW, considerando la peor condición de temperatura de operación.
3. Protección contra Voltaje Inverso:Dado que el LED tiene un bajo voltaje de ruptura inversa, los diseños de circuito deben evitar la aplicación de polarización inversa. En aplicaciones de CA o de señal bidireccional, puede ser necesario un diodo de protección en paralelo.
4. Gestión Térmica:Aunque la potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en el PCB alrededor de los pads de soldadura ayuda a disipar el calor, manteniendo el rendimiento y la longevidad del LED, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente.
5. Protección ESD:Incorpore dispositivos de protección ESD (ej., diodos TVS) en las líneas de entrada si el LED está en una ubicación expuesta, como un indicador de panel.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal de este componente es su perfil ultra bajo de 0.80 mm. En comparación con los LEDs SMD estándar que a menudo miden 1.0 mm o más, esto permite la integración en productos finales cada vez más delgados. El uso de un chip InGaN proporciona mayor eficiencia y salida más brillante en comparación con tecnologías más antiguas para emisión azul. Su calificación para el reflujo IR sin plomo estándar lo convierte en un reemplazo directo para muchos diseños existentes que buscan reducir la altura del componente sin cambiar el proceso de montaje. El sistema integral de clasificación (binning) ofrece a los diseñadores flexibilidad para seleccionar grados optimizados en costo o rendimiento para su aplicación específica.

11. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

R1: La Longitud de Onda Pico (λP) es la longitud de onda física donde la potencia espectral de salida es más alta. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado a partir de la colorimetría que representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que coincidiría con el color percibido del LED. λd es más relevante para aplicaciones basadas en color.

P2: ¿Puedo alimentar este LED a 20 mA continuamente?

R2: Sí, 20 mA es la corriente directa continua máxima nominal. Sin embargo, para una máxima longevidad y considerando condiciones térmicas reales, alimentarlo a una corriente más baja (ej., 10-15 mA) es a menudo una buena práctica, ya que la eficiencia luminosa suele seguir siendo alta en estos niveles.

P3: ¿Por qué se requiere secado (baking) antes de soldar?

R3: Los paquetes SMD de plástico pueden absorber 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 paquete o delaminar interfaces internas, un fenómeno conocido como "efecto palomita de maíz". El secado elimina esta humedad.

P4: ¿Cómo interpreto el código de bin "10A" en el número de parte?

R4: El sufijo "10A" típicamente especifica una combinación de bins de rendimiento para voltaje directo, intensidad luminosa y longitud de onda dominante. Se debe consultar la lista de códigos de bin en la hoja de datos o con el fabricante para conocer los rangos exactos garantizados para V_F, I_v, y λ_dpara ese código de pedido específico.

12. Ejemplo Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de estado de encendido azul para un dispositivo alimentado por USB (fuente de 5V).

Paso 1 - Elegir Punto de Operación:Seleccionar una corriente media de 12 mA para un buen equilibrio entre brillo y vida útil.

Paso 2 - Determinar Voltaje Directo:Usar el V_Fmáximo del bin J11 para un diseño conservador: 3.35V.

Paso 3 - Calcular Resistencia en Serie:R = (5.0V - 3.35V) / 0.012A = 137.5 Ω. El valor estándar E24 más cercano es 150 Ω.

Paso 4 - Recalcular Corriente Real:Usando un V_Ftípico de 3.0V (del bin J10), I_F= (5.0V - 3.0V) / 150Ω ≈ 13.3 mA, lo cual es seguro y está dentro de los límites.

Paso 5 - Verificar Potencia:Peor caso de potencia en el LED: P = 3.35V * 13.3mA ≈ 44.6 mW, muy por debajo del máximo de 76 mW.

Paso 6 - Diseño del PCB:Colocar la resistencia de 150Ω en serie con el ánodo del LED. Proporcionar una pequeña área de cobre conectada al pad del cátodo del LED para un ligero disipador de calor. Asegurar que la marca de polaridad en la serigrafía del PCB coincida con la marca del LED.

13. Introducción a la Tecnología

Este LED se basa en la tecnología semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) crecida sobre un sustrato, típicamente zafiro o carburo de silicio. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del pozo cuántico del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, azul. La resina epoxi de la lente transparente está formulada para ser transparente a esta longitud de onda y proporciona protección ambiental y estabilidad mecánica. El perfil ultradelgado se logra mediante técnicas avanzadas de moldeo de paquetes y fijación del chip.

14. Tendencias de la Industria

La tendencia en LEDs SMD para electrónica de consumo continúa hacia la miniaturización y mayor eficiencia. La altura de 0.8mm de este dispositivo representa un paso en esta dirección, permitiendo productos finales más delgados. También existe un impulso continuo hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico de entrada) de los chips InGaN. Además, se demandan tolerancias de clasificación más estrictas y capacidades de mezcla de colores más sofisticadas para aplicaciones que requieren reproducción de color precisa y uniforme, como pantallas RGB a todo color e iluminación automotriz avanzada. La integración de circuitos controladores y múltiples chips LED en paquetes únicos (ej., COB - Chip-on-Board) es otra tendencia significativa, aunque LEDs discretos como este siguen siendo esenciales para indicadores de fuente puntual y diseños de distribución flexibles.