Hoja de Datos del LED SMD LTST-C193KSKT-5A - Dimensiones 1.6x0.8x0.35mm - Voltaje 1.7-2.3V - Potencia 50mW - Amarillo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones del LTST-C193KSKT-5A, una lámpara LED de montaje superficial (SMD). Este componente pertenece a una familia de LED miniatura diseñados específicamente para procesos de ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB) y aplicaciones donde el espacio es una limitación crítica. Su factor de forma compacto y rendimiento fiable lo hacen adecuado para integrarse en una amplia gama de equipos electrónicos modernos.

1.1 Características y Ventajas Principales

El LTST-C193KSKT-5A ofrece varias ventajas tecnológicas clave que mejoran su usabilidad y rendimiento en aplicaciones exigentes.

• Cumplimiento RoHS:El dispositivo se fabrica para cumplir con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas, garantizando que está libre de materiales peligrosos específicos como plomo, mercurio y cadmio.
• Perfil Ultradelgado:Con una altura de solo 0.35 mm, se trata de un LED chip extra delgado, que permite su uso en electrónica de consumo y pantallas extremadamente finas.
• Chip AlInGaP de Alto Brillo:Utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), conocido por producir luz de alta eficiencia en las regiones espectrales amarilla, naranja y roja con buena estabilidad.
• Embalaje Estándar de la Industria:Suministrado en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas de diámetro, compatible con el equipo estándar de pick-and-place automatizado utilizado en la fabricación de electrónica de alto volumen.
• Compatibilidad de Proceso:Diseñado para ser compatible con procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), que es el estándar para ensamblar componentes de montaje superficial. También es compatible con circuitos integrados (I.C.) en términos de características de conducción.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

La combinación de tamaño reducido, brillo y fiabilidad abre numerosas posibilidades de aplicación en diversos sectores.

• Telecomunicaciones:Indicadores de estado en teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles y equipos de red.
• Informática y Automatización de Oficinas:Retroiluminación para teclados de ordenadores portátiles e indicadores de estado en varios periféricos.
• Electrónica de Consumo y Electrodomésticos:Indicadores de encendido, modo o función en equipos de audio/vídeo, electrodomésticos de cocina y otros dispositivos domésticos.
• Equipos Industriales:Indicadores de panel para maquinaria y sistemas de control.
• Tecnología de Pantallas:Adecuado para micro pantallas y como fuente luminosa para símbolos e indicadores de señal.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un desglose detallado de los límites y características eléctricos, ópticos y ambientales del LED.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se recomienda operar en o más allá de estos límites. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):50 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado del LED puede disipar como calor.
• Corriente Directa Continua (IF):20 mA DC. La corriente máxima en estado estacionario que se puede aplicar.
• Corriente Directa de Pico:40 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para lograr brevemente una salida de luz más alta.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que el dispositivo está diseñado para funcionar.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +85°C.
• Condición de Soldadura Infrarroja:Resiste una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos durante la soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba específicas (Ta=25°C, IF=5 mA a menos que se indique).

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía de 7.1 a 45.0 milicandelas (mcd). Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (ver Sección 3). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje, lo que indica un patrón de visión muy amplio.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):591.0 nm. La longitud de onda en el punto más alto de la curva de salida espectral del LED.
• Longitud de Onda Dominante (λd):587.0 - 594.5 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (amarillo). Se deriva de las coordenadas de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. Una medida de la pureza espectral; un valor más pequeño indica una fuente de luz más monocromática.
• Voltaje Directo (VF):1.7 - 2.3 V a 5 mA. La caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo cuando se aplica una polarización inversa de 5V.

2.3 Consideraciones Térmicas

Aunque no se detalla explícitamente en términos de resistencia térmica (θJA), la disipación de potencia máxima de 50 mW y el rango de temperatura de operación definen la ventana térmica de funcionamiento. Un diseño adecuado del PCB, incluyendo un área de cobre suficiente para las almohadillas de conexión, es crucial para la disipación de calor, especialmente cuando se opera cerca de la corriente máxima nominal. Exceder la temperatura máxima de unión acelerará la degradación de la salida de luz y reducirá la vida útil operativa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en lotes de rendimiento. El LTST-C193KSKT-5A utiliza un sistema de clasificación tridimensional para voltaje directo, intensidad luminosa y longitud de onda dominante (tono).

3.1 Clasificación de Voltaje Directo (VF)

Los lotes aseguran que los LED en un circuito tengan caídas de voltaje similares, promoviendo un brillo uniforme cuando se conectan en paralelo. La tolerancia por lote es de ±0.1V.

Lote E2: 1.7V - 1.9V

Lote E3: 1.9V - 2.1V

Lote E4: 2.1V - 2.3V

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (Iv)

Esto agrupa los LED por su salida de luz a una corriente de prueba estándar (5mA). La tolerancia por lote es de ±15%.

Lote K: 7.1 - 11.2 mcd

Lote L: 11.2 - 18.0 mcd

Lote M: 18.0 - 28.0 mcd

Lote N: 28.0 - 45.0 mcd

3.3 Clasificación de Tono / Longitud de Onda Dominante (λd)

Crítico para aplicaciones donde el color es crucial, esta clasificación asegura un tono de amarillo consistente. La tolerancia por lote es de ±1 nm.

Lote J: 587.0 - 589.5 nm

Lote K: 589.5 - 592.0 nm

Lote L: 592.0 - 594.5 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos, sus implicaciones se describen aquí.

4.1 Característica Corriente vs. Voltaje (I-V)

El voltaje directo (VF) tiene un coeficiente de temperatura positivo y aumenta con la corriente. El rango típico de VF de 1.7-2.3V a 5mA debe considerarse al diseñar el circuito limitador de corriente. Conducir el LED a su corriente DC máxima de 20 mA resultará en un voltaje directo más alto, lo que requiere un ajuste correspondiente en el diseño de la fuente o del controlador.

4.2 Dependencia de la Temperatura

Como todos los semiconductores, el rendimiento del LED es sensible a la temperatura. La intensidad luminosa de los LED AlInGaP típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Por lo tanto, mantener una ruta de baja resistencia térmica desde la unión del LED al ambiente es clave para lograr un brillo estable y duradero. El rango de temperatura de operación especificado de -30°C a +85°C define los límites ambientales para esta relación.

4.3 Distribución Espectral

El LED emite en una banda estrecha centrada alrededor de 591 nm (pico) con un ancho medio de 15 nm, definiendo su color amarillo. La longitud de onda dominante (λd) es el parámetro utilizado para la clasificación de tono. El espectro es en gran medida invariable con la corriente, pero la longitud de onda de pico puede desplazarse ligeramente con la temperatura.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un encapsulado compacto de estilo chip-scale. Las dimensiones clave (en milímetros) son aproximadamente 1.6mm de longitud, 0.8mm de ancho y una altura de perfil muy baja de 0.35mm. Se deben consultar los dibujos mecánicos detallados para tolerancias exactas (±0.1mm típicamente) y características como la marca de identificación del cátodo.

5.2 Diseño Recomendado de Almohadilla de Montaje en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) sugerido para el PCB para garantizar una soldadura fiable y estabilidad mecánica. Este patrón típicamente incluye almohadillas ligeramente más grandes que los terminales del dispositivo para facilitar la formación de un buen filete de soldadura. Adherirse a esta recomendación ayuda a prevenir el efecto "tombstoning" (el componente se levanta por un extremo) durante el reflujo.

5.3 Identificación de Polaridad

El dispositivo tiene un ánodo y un cátodo. La hoja de datos indica el método para identificar el cátodo, lo cual es esencial para la orientación correcta durante el ensamblaje y la operación del circuito. Una polaridad incorrecta impedirá que el LED se ilumine y aplicar un voltaje inverso superior a 5V puede dañarlo.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El dispositivo está clasificado para soldadura por reflujo infrarrojo (IR) con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos. Se proporciona un perfil de reflujo sugerido, que típicamente sigue los estándares JEDEC. Incluye:

- Precalentamiento:150-200°C hasta 120 segundos para calentar gradualmente la placa y activar el fundente.

- Reflujo (Líquido):Temperatura máxima no superior a 260°C, manteniendo el tiempo por encima de 260°C al mínimo.

- Enfriamiento:Período de enfriamiento controlado.

El perfil debe caracterizarse para el ensamblaje específico del PCB, considerando el grosor de la placa, la densidad de componentes y el tipo de pasta de soldadura.

6.2 Soldadura Manual

Si es necesaria una reparación manual, utilice un soldador con una temperatura no superior a 300°C. El tiempo de contacto con el terminal del LED debe limitarse a un máximo de 3 segundos por operación para evitar daños térmicos al encapsulado plástico y al dado semiconductor.

6.3 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

- Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL):El dispositivo tiene una clasificación MSL 2a. Una vez abierta la bolsa original a prueba de humedad, los componentes deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) en condiciones de fábrica (≤30°C/60% HR).

- Almacenamiento Extendido:Para almacenamiento más allá de 672 horas fuera de la bolsa original, los componentes deben almacenarse en un gabinete seco o contenedor sellado con desecante.

- Secado (Baking):Los componentes que excedan la vida útil en fábrica deben secarse a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir el "efecto palomita" durante el reflujo.

- Precauciones ESD:El LED es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Manipúlelo utilizando controles ESD apropiados, como pulseras conectadas a tierra, alfombrillas antiestáticas y contenedores conductores.

6.4 Limpieza

Si se requiere limpieza posterior a la soldadura, utilice solo los disolventes especificados. Sumergir el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto es aceptable. Evite limpiadores químicos no especificados o agresivos que puedan dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Estándar

El producto se suministra en cinta portadora estampada estándar de la industria para manejo automatizado. El ancho de la cinta es de 8mm. Esta cinta se enrolla en carretes de 7 pulgadas (178mm) de diámetro.

7.2 Especificaciones del Carrete y Cantidad

Cada carrete completo de 7 pulgadas contiene 5000 unidades del LED LTST-C193KSKT-5A. La cinta tiene una cinta de cubierta para proteger los componentes durante el envío y manejo. El embalaje cumple con las especificaciones ANSI/EIA-481.

7.3 Cantidad Mínima de Pedido y Número de Parte

El número de parte estándar es LTST-C193KSKT-5A. El sufijo "-5A" puede indicar combinaciones específicas de lotes u otras variaciones del producto. Para pedidos que no sean de carrete completo, típicamente está disponible una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para cantidades restantes.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Limitación de Corriente

Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito controlador de corriente constante para establecer la corriente de operación. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada. Elija una potencia nominal de resistencia adecuada para la disipación. Por ejemplo, para conducir el LED a 5mA desde una fuente de 3.3V con un VF típico de 2.0V: R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω. Una resistencia de valor estándar de 270Ω sería apropiada.

8.2 Gestión Térmica en el Diseño

Para aplicaciones que funcionan a corrientes altas (por ejemplo, cerca de 20mA) o en temperaturas ambientales altas, la gestión térmica es crucial. Utilice el diseño de almohadilla de PCB recomendado y conecte las almohadillas térmicas a un área suficiente de cobre para que actúe como disipador de calor. Esto ayuda a conducir el calor lejos de la unión del LED, manteniendo el brillo y la longevidad.

8.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 130 grados proporciona un patrón de emisión muy amplio, ideal para indicadores de estado destinados a ser vistos desde varios ángulos. Para aplicaciones que requieren un haz más dirigido, serían necesarias ópticas secundarias (como una lente montada sobre el LED). La lente transparente de este LED es adecuada para su uso con guías de luz o difusores en aplicaciones de retroiluminación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los principales factores diferenciadores del LTST-C193KSKT-5A son sualtura ultradelgada de 0.35mmy su uso detecnología AlInGaPpara emisión amarilla.

• vs. LED SMD Estándar (por ejemplo, 0603, 0402):Este LED chip es significativamente más delgado, permitiendo el diseño en productos con restricciones de espacio donde incluso un LED estándar de 0.6mm de altura es demasiado grande.
• vs. Otras Tecnologías de LED Amarillo:En comparación con los LED amarillos más antiguos de Fosfuro de Galio (GaP), AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa sustancialmente mayor y mejor estabilidad térmica, lo que resulta en una salida de luz más brillante y consistente.
• vs. LED Blancos:Para aplicaciones que requieren indicación amarilla pura (por ejemplo, símbolos de advertencia específicos), un LED amarillo monocromático AlInGaP es más eficiente y tiene mayor saturación de color que un LED blanco convertido por fósforo con un filtro amarillo.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V o 5V?

R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Conectarlo directamente intentaría extraer una corriente excesiva, lo que probablemente dañaría tanto el LED como el pin de salida del microcontrolador.

P: ¿Por qué hay un rango tan amplio en la Intensidad Luminosa (7.1 a 45.0 mcd)?

R: Esta es la dispersión total de la producción. A través del proceso de clasificación (lotes K, L, M, N), puede seleccionar LED con un rango de intensidad mucho más ajustado para su aplicación para garantizar un brillo uniforme.

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

R: La Longitud de Onda de Pico (λP) es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado basado en la percepción del color; es la longitud de onda única que coincide con el color que ve el ojo humano. λd es más relevante para la especificación de color y la clasificación.

P: ¿Cuántas veces puedo soldar por reflujo este LED?

R: La hoja de datos especifica que el proceso de soldadura se puede realizar un máximo de dos veces, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C durante 10 segundos cada vez. Múltiples reflujos aumentan el estrés térmico.

11. Ejemplos Prácticos de Casos de Uso

Caso 1: Retroiluminación Ultradelgada para Teclado de Tableta:Un diseñador está creando un teclado desmontable para una tableta. El presupuesto de altura para componentes debajo de las teclas es extremadamente limitado. El perfil de 0.35mm del LTST-C193KSKT-5A le permite encajar donde un LED estándar no puede. Se colocan varios LED en un PCB flexible debajo de teclas translúcidas. Se alimentan a 5-10mA a través de un CI controlador de corriente constante para proporcionar una retroiluminación uniforme y de bajo consumo. El amplio ángulo de visión asegura que la luz se distribuya bien debajo de cada tecla.

Caso 2: Indicador de Estado para Sensor Industrial:Un sensor de proximidad industrial compacto necesita un LED de estado brillante y fiable para indicar encendido y estado de detección. El LED amarillo AlInGaP proporciona alto brillo para una buena visibilidad en entornos bien iluminados. El diseñador utiliza LED del lote de alta intensidad "N" y los alimenta a 15mA a través de una resistencia limitadora de corriente desde la fuente de 24V del sensor (usando un transistor como interruptor). El robusto encapsulado SMD resiste las vibraciones y variaciones de temperatura típicas en un entorno industrial.

12. Introducción Tecnológica y Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. El núcleo del LTST-C193KSKT-5A es un chip hecho de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Este material semiconductor compuesto III-V tiene un bandgap directo adecuado para una emisión de luz eficiente.

Principio de Funcionamiento:Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial de unión del diodo (VF), los electrones del semiconductor tipo n y los huecos del semiconductor tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga (electrones y huecos) se recombinan, liberan energía. En un LED AlInGaP, esta energía se libera principalmente como fotones (luz) en la parte amarilla/naranja/roja del espectro. La longitud de onda específica (color) está determinada por la energía del bandgap del material semiconductor, que se diseña ajustando las proporciones de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo durante el crecimiento del cristal. La luz generada escapa a través de la lente de epoxi, que también proporciona protección ambiental.

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

El mercado de LED SMD como el LTST-C193KSKT-5A continúa evolucionando impulsado por varias tendencias clave:

• Miniaturización:La demanda de LED más delgados y pequeños es implacable, impulsada por la electrónica de consumo (teléfonos inteligentes, wearables, portátiles ultradelgados). Los encapsulados chip-scale (CSP) y variantes aún más delgadas son áreas de desarrollo continuo.
• Mayor Eficiencia:Las mejoras en el crecimiento epitaxial, el diseño de chips y las técnicas de extracción de luz continúan impulsando la eficacia luminosa (lúmenes por vatio) de LED de color como AlInGaP, permitiendo una luz más brillante o un menor consumo de energía.
• Demandas de Alta Fiabilidad:A medida que los LED se utilizan en aplicaciones más críticas (interiores automotrices, dispositivos médicos), hay un enfoque en mejorar la fiabilidad a largo plazo, la estabilidad del color con la temperatura y el tiempo, y el rendimiento en condiciones adversas.
• Integración:Existe una tendencia hacia la integración de múltiples chips LED (por ejemplo, RGB para mezcla de colores) en un solo encapsulado o combinar el LED con CI controladores y lógica de control para módulos de "LED inteligente".
• Encapsulado Avanzado:Se están desarrollando nuevos materiales y métodos de encapsulado para gestionar mejor el calor de los LED miniatura cada vez más potentes y para proporcionar un control óptico más preciso directamente desde el encapsulado.