Hoja de Datos del LED SMD LTST-C171TGKT - Dimensiones 3.2x1.6x0.8mm - Voltaje 3.2V - Color Verde - Potencia 76mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C171TGKT es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren factores de forma compactos y funcionamiento confiable. Este componente utiliza tecnología de semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz verde. Su objetivo principal de diseño es proporcionar una fuente de luz robusta y eficiente, compatible con los procesos de ensamblaje automatizado comunes en la fabricación de alto volumen.

Las ventajas clave de este LED incluyen su perfil excepcionalmente bajo, con una altura de solo 0.8 mm, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con severas restricciones de espacio. Está clasificado como un producto verde y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). El encapsulado se suministra en cinta portadora de 8 mm de ancho montada en carretes de 7 pulgadas, facilitando un ensamblaje eficiente pick-and-place. El dispositivo es totalmente compatible con los procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, asegurando uniones de soldadura confiables en la producción en masa.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Para el LTST-C171TGKT, estos se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. La corriente directa continua máxima es de 20 mA. En operación pulsada con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms, se permite una corriente directa pico de 100 mA. La disipación de potencia máxima es de 76 mW. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación es de -20°C a +80°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento se extiende de -30°C a +100°C. La reducción de la corriente directa es lineal por encima de 50°C a una tasa de 0.25 mA por °C, lo cual es crítico para la gestión térmica en el diseño de la aplicación.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento típico se mide a Ta=25°C. La intensidad luminosa (Iv) varía desde un mínimo de 71.0 mcd hasta un máximo de 450.0 mcd a una corriente directa (IF) de 20 mA. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total en el cual la intensidad es la mitad del valor en el eje, es de 130 grados, indicando un patrón de visión amplio. La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 530 nm. La longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, es de 525 nm a IF=20mA. El ancho medio de la línea espectral (Δλ) es de 35 nm, describiendo la pureza espectral. El voltaje directo (VF) varía de 2.80 V a 3.60 V, con un valor típico de 3.20 V a IF=20mA. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA a un voltaje inverso (VR) de 5V.

3. Explicación del Sistema de Códigos de Clasificación

El producto se clasifica en grupos (bins) basados en parámetros clave para garantizar consistencia en la aplicación. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con características agrupadas estrechamente para una apariencia y rendimiento uniformes.

3.1 Clasificación del Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en pasos de 0.2V. Los códigos de clasificación son D7 (2.80V - 3.00V), D8 (3.00V - 3.20V), D9 (3.20V - 3.40V) y D10 (3.40V - 3.60V). Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada grupo.

3.2 Clasificación de la Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en cuatro categorías: 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 grupo de intensidad.

3.3 Clasificación de la Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante se clasifica para controlar la consistencia del color. Los grupos son AP (520.0 - 525.0 nm), AQ (525.0 - 530.0 nm) y AR (530.0 - 535.0 nm). La tolerancia para cada grupo es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas (por ejemplo, Fig.1, Fig.6), su comportamiento típico se puede describir. La relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF) es exponencial, característica de un diodo. La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación especificado. La curva de distribución espectral muestra un solo pico alrededor de 530 nm con un ancho medio definido. El patrón de ángulo de visión es típicamente Lambertiano o casi Lambertiano para este dispositivo de ángulo amplio, lo que significa que la intensidad disminuye con el coseno del ángulo desde el eje.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED cumple con las dimensiones estándar de encapsulado EIA. El encapsulado tiene una lente transparente. Los dibujos dimensionales detallados especifican la longitud, anchura, altura y posiciones de los terminales. El perfil ultra delgado de 0.8 mm es una característica mecánica clave. La polaridad se indica mediante la marca del cátodo, que típicamente es una muesca o un punto verde en el encapsulado. Se proporcionan las dimensiones recomendadas de la almohadilla de soldadura para garantizar la formación adecuada de la unión de soldadura y la estabilidad mecánica durante y después del proceso de reflujo.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Perfiles de Soldadura por Reflujo

Se proporcionan dos perfiles de reflujo infrarrojo (IR) sugeridos: uno para el proceso normal (estaño-plomo) y otro para el proceso sin plomo. Para el proceso sin plomo, que utiliza pasta de soldadura Sn-Ag-Cu, el perfil debe controlarse cuidadosamente. La temperatura pico no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de la temperatura de liquidus del soldador debe gestionarse para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED mientras se asegura un reflujo de soldadura adecuado.

6.2 Soldadura por Ola y Manual

Para soldadura por ola, se especifica una temperatura máxima de 260°C durante 5 segundos. Para soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos por unión, una sola vez.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs deben almacenarse en un ambiente que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los componentes retirados de su embalaje original de barrera de humedad (MSL 2a) deben someterse a reflujo dentro de las 672 horas (28 días). Si el almacenamiento excede este período, se recomienda un secado a 60°C durante al menos 24 horas antes del ensamblaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

6.4 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Productos químicos no especificados pueden dañar la lente epoxi o el encapsulado.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es cinta portadora en relieve de 8 mm de ancho en carretes de 7 pulgadas de diámetro. Cada carrete contiene 3000 piezas. La cinta tiene bolsillos sellados con una cinta de cubierta superior. El empaquetado sigue las especificaciones ANSI/EIA 481-1-A-1994. Para cantidades de pedido que no sean múltiplos de un carrete completo, se aplica una cantidad mínima de empaquetado de 500 piezas para las partes restantes.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para retroiluminación en electrónica de consumo (por ejemplo, dispositivos móviles, paneles LCD), indicadores de estado, iluminación decorativa e iluminación interior automotriz donde un perfil delgado es crítico. Su amplio ángulo de visión lo hace bueno para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia o visibilidad desde múltiples ángulos.

8.2 Consideraciones de Diseño

Circuito de Conducción:Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED. Se desaconseja conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B), ya que pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (Vf) entre los LEDs pueden causar un desequilibrio significativo de corriente, llevando a un brillo desigual y un posible estrés excesivo del LED con el Vf más bajo.

Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño adecuado del PCB para disipar calor es importante, especialmente cuando se opera cerca de los valores máximos absolutos o en altas temperaturas ambientales. Se debe seguir la curva de reducción.

Protección contra ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Deben implementarse controles ESD adecuados durante la manipulación y el ensamblaje. Esto incluye el uso de pulseras con conexión a tierra, tapetes antiestáticos y asegurar que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra. Se puede usar un ionizador para neutralizar las cargas estáticas en el área de trabajo.

9. Comparación Técnica

La principal ventaja diferenciadora del LTST-C171TGKT es su altura ultra delgada de 0.8 mm, que es significativamente menor que la de muchos LEDs SMD estándar (por ejemplo, los encapsulados 0805 o 1206 que a menudo superan 1.0 mm de altura). Esto permite su diseño en productos electrónicos cada vez más delgados. El amplio ángulo de visión de 130 grados proporciona una luz más difusa en comparación con los LEDs de ángulo estrecho, reduciendo la necesidad de ópticas secundarias en algunas aplicaciones. La estructura de clasificación definida para intensidad, voltaje y longitud de onda ofrece a los diseñadores un rendimiento predecible y consistencia de color entre lotes de producción.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente con una fuente de 5V?

R: No. El voltaje directo típico es de 3.2V. Conectarlo directamente a una fuente de 5V sin una resistencia limitadora de corriente haría que fluya una corriente excesiva, pudiendo destruir el LED instantáneamente. Siempre use una resistencia en serie para establecer la corriente apropiada (por ejemplo, 20 mA).

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es máxima (530 nm). La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única de luz monocromática que produciría el mismo color percibido (525 nm). La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto el código de clasificación de intensidad luminosa (por ejemplo, "T")?

R: El código de clasificación indica la intensidad mínima y máxima garantizada para los LEDs en ese grupo. Un LED del grupo "T" tendrá una intensidad entre 280.0 y 450.0 mcd cuando se alimenta a 20 mA. Seleccionar un código de clasificación más alto generalmente significa un LED más brillante.

P: ¿Es este LED adecuado para uso exterior?

R: El rango de temperatura de operación es de -20°C a +80°C. Si bien podría funcionar en algunos entornos exteriores, no se recomienda la exposición prolongada a la luz solar directa, humedad o temperaturas fuera del rango especificado sin un encapsulado y protección ambiental adecuados. La hoja de datos especifica su uso previsto para equipos electrónicos ordinarios.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de indicadores de estado para un dispositivo médico portátil. El panel requiere 10 indicadores verdes uniformemente brillantes en una carcasa muy delgada.

Implementación:Se colocan diez LEDs LTST-C171TGKT en el PCB. Para garantizar un brillo uniforme, cada LED se alimenta desde una línea común de 5V a través de su propia resistencia en serie. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vsuministro - Vf_LED) / If. Usando un Vf típico de 3.2V y un If objetivo de 20 mA: R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 91 ohmios. Todos los LEDs se especifican del mismo grupo de intensidad luminosa (por ejemplo, grupo "S") para garantizar una variación mínima de brillo. La altura de 0.8 mm permite que todo el conjunto encaje en una carcasa de 1.2 mm de espesor.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

La emisión de luz en este LED se basa en la electroluminiscencia en un semiconductor de InGaN. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, se inyectan electrones y huecos en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, se libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de Nitruro de Galio e Indio determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde. La lente epoxi transparente encapsula el dado semiconductor, proporciona protección mecánica y da forma al patrón de salida de luz.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en los LEDs SMD para electrónica de consumo continúa hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica), huellas más pequeñas y perfiles más delgados. También existe un impulso para mejorar la consistencia del color y tolerancias de clasificación más estrictas para satisfacer las demandas de pantallas de alta resolución e iluminación uniforme. Además, la compatibilidad con procesos de reflujo sin plomo (Pb-free) y de alta temperatura sigue siendo esencial debido a las regulaciones ambientales globales y la adopción de materiales avanzados para PCB. La integración de características de regulación de corriente o protección a bordo dentro del propio encapsulado del LED es un área de desarrollo continuo para simplificar el diseño del circuito de conducción.