Hoja de Datos del LED SMD LTST-C190TGKT-2A - Tamaño 1.6x0.8x0.6mm - Voltaje 2.4-3.2V - Color Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C190TGKT-2A es un diodo emisor de luz (LED) de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Este componente pertenece a una familia de LEDs de chip ultradelgados, con una altura de paquete de solo 0.8 mm. Utiliza un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz verde, ofreciendo un equilibrio entre brillo y eficiencia en un factor de forma miniatura. El dispositivo se suministra en cinta estándar de 8 mm montada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, haciéndolo totalmente compatible con equipos de montaje automático pick-and-place de alta velocidad.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

La ventaja principal de este LED es su perfil excepcionalmente bajo, lo cual es crítico para aplicaciones donde la altura (eje Z) es un factor limitante, como en pantallas ultradelgadas, dispositivos móviles y tecnología vestible. Su compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) se alinea con las líneas de montaje estándar de tecnología de montaje superficial (SMT), asegurando una fabricación confiable y eficiente. El producto está especificado como "Producto Verde", indicando cumplimiento con regulaciones ambientales sobre sustancias peligrosas. Su mercado objetivo incluye electrónica de consumo, luces indicadoras, retroiluminación para pantallas pequeñas y varios dispositivos portátiles donde se requiere una indicación brillante y confiable en un paquete diminuto.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las características eléctricas, ópticas y térmicas clave del LED, según se definen en la hoja de datos. Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de operación.

• Disipación de Potencia (Pd):76 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el paquete del LED puede disipar como calor sin exceder sus límites térmicos.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta corriente solo puede aplicarse en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. Es útil para destellos breves de alta intensidad, pero no para operación continua.
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación:-20°C a +80°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse dentro de estos límites cuando no está energizado.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Resiste 260°C durante 10 segundos. Esto define la tolerancia de temperatura máxima durante los procesos de soldadura por reflujo típicos para pastas de soldadura sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de operación típicos que definen el rendimiento del LED en condiciones normales.

• Intensidad Luminosa (I_V):18.0 - 112.0 mcd (milicandelas) a I_F= 2mA. Este amplio rango indica que el dispositivo está disponible en diferentes bins de brillo (ver Sección 3). La medición utiliza un filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):130 grados. Este es un ángulo de visión muy amplio, lo que significa que la salida de luz se dispersa sobre un área amplia en lugar de ser un haz estrecho. El ángulo se define donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial (en el centro).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):530 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520.0 - 540.0 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Diferentes bins cubren este rango.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm (típico). Esto especifica el ancho de banda de la luz emitida, medido como el ancho total a media altura (FWHM) del pico espectral. Un valor de 15 nm indica un color verde relativamente puro.
• Voltaje Directo (V_F):2.4 - 3.2 V a I_F= 2mA. La caída de voltaje a través del LED durante la operación. Se clasifica en rangos específicos.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R= 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba. El LED no está diseñado para operar en polarización inversa, y aplicar un voltaje inverso en el circuito podría dañarlo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en "bins" según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de color, brillo y voltaje.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo

Las unidades están en Voltios (V) medidos a 2mA. La tolerancia de cada bin es de ±0.1V.

• Bin D4:2.4V (Mín.) a 2.6V (Máx.)
• Bin D5:2.6V a 2.8V
• Bin D6:2.8V a 3.0V
• Bin D7:3.0V a 3.2V

Seleccionar un bin de voltaje más estrecho puede ayudar a diseñar circuitos limitadores de corriente más consistentes, especialmente cuando se manejan múltiples LEDs en serie.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa

Las unidades están en milicandelas (mcd) medidas a 2mA. La tolerancia de cada bin es de ±15%.

• Bin M:18.0 mcd a 28.0 mcd
• Bin N:28.0 mcd a 45.0 mcd
• Bin P:45.0 mcd a 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 mcd a 112.0 mcd

Esta clasificación permite la selección según las necesidades de brillo de la aplicación, desde indicadores de baja potencia hasta luces de estado más brillantes.

3.3 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Las unidades están en nanómetros (nm) medidas a 2mA. La tolerancia para cada bin es de ±1 nm.

• Bin AP:520.0 nm a 525.0 nm (Más verde, cercano al azul-verde)
• Bin AQ:525.0 nm a 530.0 nm
• Bin AR:530.0 nm a 535.0 nm (Verde típico)
• Bin AS:535.0 nm a 540.0 nm (Amarillo-verde)

Esto es crucial para aplicaciones críticas en color donde se debe mantener un tono específico de verde en múltiples unidades o emparejarse con otros componentes.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hacen referencias a curvas gráficas específicas (ej., Fig.1, Fig.5), su comportamiento típico puede describirse en base a la física estándar de los LEDs y los parámetros proporcionados.

4.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

El voltaje directo (V_F) tiene una relación logarítmica con la corriente directa (I_F). En la condición de prueba de 2mA, V_Festá entre 2.4V y 3.2V. A medida que aumenta la corriente, V_Faumentará ligeramente. El LED exhibe una característica similar a un diodo: fluye una corriente insignificante por debajo de un voltaje umbral (alrededor de 2V para InGaN verde), después de lo cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos en el voltaje. Por lo tanto, los LEDs deben ser manejados por una fuente limitada en corriente, no por una fuente de voltaje.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa (I_V) es aproximadamente proporcional a la corriente directa en un rango significativo. Operar a 2mA proporciona los valores de intensidad clasificados por bin. Aumentar la corriente aumentará la salida de luz, pero esta relación puede volverse sub-lineal a corrientes más altas debido al calentamiento y la caída de eficiencia. La corriente máxima en CC de 20mA proporciona una guía para el límite superior de operación para mantener la confiabilidad.

4.3 Distribución Espectral

El LED emite luz principalmente en la región verde del espectro visible. La longitud de onda pico es típicamente de 530 nm, con un ancho medio espectral de 15 nm. Esto resulta en un color verde relativamente puro. La longitud de onda dominante (λ_d), que define el color percibido, varía entre 520 nm y 540 nm dependiendo del bin. El espectro es en gran medida independiente de la corriente de manejo, pero puede experimentar un ligero desplazamiento con la temperatura de la unión.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete estándar de la industria tipo "chip LED". Las dimensiones clave (en milímetros) incluyen una altura de perfil muy baja de 0.8 mm. La hoja de datos incluye dibujos mecánicos detallados que muestran vistas superior, lateral e inferior con todas las dimensiones críticas y tolerancias (típicamente ±0.10 mm). La vista inferior muestra claramente el diseño de los pads del ánodo y cátodo y la marca de polaridad.

5.2 Identificación de Polaridad

La polaridad se indica típicamente mediante una marca en el paquete o por un diseño asimétrico de pads en la parte inferior. La polaridad correcta es esencial para la operación. Aplicar voltaje inverso puede causar una falla inmediata.

5.3 Diseño Sugerido de Pads de Soldadura

La hoja de datos proporciona un patrón de pistas (huella) recomendado para el diseño de PCB. Adherirse a este patrón asegura una soldadura, alineación y estabilidad mecánica adecuadas. El diseño típicamente incluye conexiones de alivio térmico para manejar el calor durante la soldadura y la operación.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) utilizando pasta de soldadura sin plomo (Pb-free). Se proporciona un perfil sugerido, que generalmente sigue los estándares JEDEC. Los parámetros clave incluyen:

• Precalentamiento:Rango de 120-150°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos para permitir la activación del fundente de la pasta y la estabilización de la temperatura.
• Temperatura Máxima:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquidus:El perfil debe limitar el tiempo que los terminales del LED están por encima del punto de fusión de la soldadura a aproximadamente 10 segundos máximo.

El perfil está caracterizado para prevenir choque térmico y asegurar uniones de soldadura confiables sin dañar la estructura interna del LED o la lente de epoxi.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado:

• Temperatura del Cautín:Máximo 300°C.
• Tiempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por pad.
• Frecuencia:Debe realizarse solo una vez. El calentamiento repetido aumenta el riesgo de daño.

Se recomienda un cautín de punta fina y fundente apropiado.

6.3 Limpieza

Solo deben usarse agentes de limpieza especificados. Los solventes recomendados incluyen alcohol etílico o alcohol isopropílico a temperatura normal. El LED debe sumergirse por menos de un minuto. Productos químicos no especificados pueden dañar el paquete plástico o la lente.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es crítico para componentes SMD:

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR). Usar dentro de un año de abrir la bolsa con barrera de humedad.
• Paquete Abierto:Para componentes retirados de su empaque seco original, el ambiente no debe exceder 30°C / 60% HR. Se recomienda completar el reflujo IR dentro de una semana.
• Almacenamiento Extendido (Abierto):Almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno.
• Horneado (Baking):Los LEDs almacenados fuera del empaque original por más de una semana deben hornearse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes del montaje para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita de maíz" durante el reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

El producto se suministra para montaje automático:

• Ancho de Cinta: 8mm.
• Diámetro del Carrete:7 pulgadas (178 mm).
• Cantidad por Carrete:4000 piezas.
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):500 piezas para cantidades restantes.
• Sellado de Bolsillos:Los bolsillos vacíos se sellan con cinta de cubierta superior.
• Componentes Faltantes:Se permite un máximo de dos lámparas faltantes consecutivas según la especificación.
• Estándar:El empaquetado cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481-1-A-1994.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Luces de encendido, conectividad o actividad en electrónica de consumo (routers, cargadores, dispositivos de hogar inteligente).
• Retroiluminación:Iluminación lateral para pantallas LCD pequeñas o iconos en dispositivos delgados.
• Dispositivos Portátiles y Vestibles:Luces indicadoras en smartphones, rastreadores de actividad física y audífonos donde el grosor es crítico.
• Indicadores de Panel:Indicadores agrupados en paneles de control e instrumentación.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Manejo de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito manejador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F. Use el V_Fmáximo del bin para asegurar que se cumpla la corriente mínima si V_fuenteestá en su mínimo.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas bajo los pads si opera cerca de la corriente máxima, especialmente en altas temperaturas ambientales.
• Protección contra ESD:El LED es sensible a la descarga electrostática (ESD). Implemente procedimientos de manejo seguros contra ESD (pulseras antiestáticas, estaciones de trabajo conectadas a tierra) durante el montaje y el diseño. Considere agregar diodos de supresión de voltaje transitorio (TVS) o resistencias en líneas sensibles si el entorno de la aplicación es propenso a ESD.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 130 grados proporciona una dispersión amplia. Para luz dirigida, puede ser necesaria una lente externa o una guía de luz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-C190TGKT-2A se diferencia principalmente por su perfil ultradelgado de 0.8 mm. En comparación con LEDs estándar de 1.0 mm o 1.2 mm de altura, esto permite el diseño en productos finales más delgados. El uso de tecnología InGaN proporciona mayor eficiencia y salida más brillante en comparación con tecnologías más antiguas como AlGaInP para el verde, aunque con un voltaje directo típicamente más alto. El sistema integral de clasificación (binning) ofrece a los diseñadores un control fino sobre la consistencia del color y el brillo, lo cual es una ventaja sobre los LEDs suministrados con dispersiones de parámetros más amplias y no especificadas.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 20mA?

Sí, 20 mA es la corriente directa continua máxima recomendada. Para la mayor vida útil y confiabilidad, a menudo es aconsejable operar a una corriente más baja, como 10-15 mA, ya que reduce el estrés térmico. Consulte siempre las curvas de derating si están disponibles.

10.2 ¿Qué resistencia necesito para una fuente de 5V?

Usando la fórmula R = (V_fuente- V_F) / I_F. Para un I_Fobjetivo de 5 mA y un V_Fmáximo de 3.2 V (Bin D7): R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ohmios. Para un objetivo de 10 mA: R = (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ohmios. Siempre elija el siguiente valor de resistencia estándar más alto y considere la potencia nominal (P = I²R).

10.3 ¿Por qué hay una especificación de corriente inversa si no debo aplicar voltaje inverso?

La especificación I_Ra V_R=5V es un parámetro de prueba de calidad y fuga realizado durante la fabricación. Verifica la integridad de la unión semiconductor. En un circuito real, nunca debe someter el LED a una polarización inversa, ya que incluso un pequeño voltaje inverso más allá del bajo voltaje de ruptura inversa del dispositivo puede causar una falla inmediata y catastrófica.

10.4 ¿Cómo interpreto los códigos de bin en un pedido?

Un código de pedido completo podría especificar bins para V_F, I_V, y λ_d(ej., D5-N-AR). Esto especificaría LEDs con un voltaje directo de 2.6-2.8V, intensidad luminosa de 28-45 mcd y una longitud de onda dominante de 530-535 nm. Consulte al fabricante para la sintaxis exacta de pedido.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un indicador de batería baja para un dispositivo portátil alimentado por una batería de Li-ion de 3.7V. El indicador debe ser claramente visible pero minimizar el consumo de energía.Pasos de Diseño:

1. Selección de Corriente:Elija I_F= 5 mA para un buen equilibrio entre brillo y bajo consumo.
2. Consideración de Voltaje:El voltaje de la batería varía desde ~4.2V (llena) hasta ~3.0V (baja). Use el voltaje mínimo del sistema (3.0V) para el cálculo de resistencia en el peor caso para asegurar que el LED aún se encienda.
3. Cálculo de Resistencia (Peor Caso):Suponga usar un LED del Bin D7 para V_F(V_Fmáx. = 3.2V). Con batería baja (3.0V), no hay voltaje suficiente para polarizar directamente el LED (3.0V<3.2V). Por lo tanto, seleccione un bin de V_Fmás bajo (ej., D4: máx. 2.6V) o use una bomba de carga/manejador de LED para un rendimiento consistente en todo el rango de la batería. Si usa Bin D4 con V_Fmáx.=2.6V con batería baja: R = (3.0V - 2.6V) / 0.005A = 80 Ohmios. Con carga completa (4.2V): I_F= (4.2V - 2.4V_mín.) / 80 = 22.5 mA (excede el máximo de 20 mA). Esto muestra el desafío de manejar LEDs directamente desde una fuente de voltaje variable. Se recomienda un circuito de corriente constante o un manejador más sofisticado para un rendimiento óptimo y seguridad del LED.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los diodos emisores de luz son dispositivos semiconductores que convierten energía eléctrica directamente en luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. El LTST-C190TGKT-2A utiliza un semiconductor compuesto de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Los materiales InGaN se utilizan para producir luz en las partes azul, verde y ultravioleta del espectro. El color verde de este LED es el resultado de la composición específica de indio, galio y nitrógeno en su capa activa.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs como el LTST-C190TGKT-2A sigue varias tendencias clave de la industria. Existe un impulso continuo hacia la miniaturización, permitiendo productos finales más delgados y pequeños. Las mejoras de eficiencia en los materiales InGaN están conduciendo a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), lo cual es crucial para dispositivos alimentados por batería. Otra tendencia es el refinamiento de la clasificación (binning) y un control de parámetros más estricto, permitiendo un rendimiento más consistente en la producción en masa y habilitando aplicaciones con requisitos estrictos de uniformidad de color o brillo. Finalmente, una mayor confiabilidad y compatibilidad con procesos de soldadura sin plomo y de alta temperatura son esenciales para cumplir con las regulaciones ambientales globales y los estándares de fabricación modernos.