Hoja de Datos del LED SMD LTST-C281KSKT-5A - Altura 0.35mm - 1.7-2.3V - 75mW - AlInGaP Amarillo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTST-C281KSKT-5A es un LED de montaje superficial (SMD) diseñado para aplicaciones electrónicas modernas con limitaciones de espacio. Pertenece a una familia de LED en miniatura específicamente diseñados para procesos de montaje automatizado en placas de circuito impreso (PCB). Este componente es adecuado para su integración en una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales que requieren indicación confiable, compacta y brillante.

1.1 Ventajas Principales y Mercados Objetivo

Este LED ofrece varias ventajas clave que lo convierten en una opción preferida para los diseñadores. Su característica principal es un perfil extra delgado con una altura de solo 0.35mm, lo que permite su uso en dispositivos ultradelgados. Utiliza un chip AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) de Ultra Brillo, que proporciona una alta eficiencia luminosa y una excelente pureza de color en el espectro amarillo. El dispositivo cumple plenamente con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales. Su embalaje en cinta de 8mm en carretes de 7 pulgadas está estandarizado (EIA STD), garantizando compatibilidad con equipos automatizados de pick-and-place de alta velocidad. Además, está diseñado para soportar procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR), lo cual es crítico para las líneas de montaje modernas de tecnología de montaje superficial (SMT).

Las aplicaciones objetivo son diversas, abarcando equipos de telecomunicaciones (por ejemplo, teléfonos inalámbricos y celulares), dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, ordenadores portátiles, sistemas de red), electrodomésticos y señalización interior. Los usos funcionales específicos incluyen retroiluminación de teclados, indicadores de estado para alimentación o conectividad, integración en micro-pantallas e iluminación general de señales o símbolos.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

El rendimiento del LTST-C281KSKT-5A está definido por un conjunto completo de parámetros eléctricos, ópticos y térmicos. Comprender estas especificaciones es crucial para un diseño de circuito adecuado y para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para operación normal. Para el LTST-C281KSKT-5A a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C: la disipación de potencia continua máxima es de 75mW; la corriente directa continua máxima es de 30mA; se permite una corriente directa de pico de 80mA solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento; la tensión inversa máxima que se puede aplicar es de 5V; el rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C; y el rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +85°C. Cabe destacar que el dispositivo puede soportar una condición de soldadura infrarroja de 260°C durante un máximo de 10 segundos, lo que se alinea con los perfiles de reflujo comunes sin plomo (Pb-free).

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (Ta=25°C). La intensidad luminosa (Iv) varía desde un mínimo de 7.1 milicandelas (mcd) hasta un máximo de 45.0 mcd cuando se alimenta con una corriente directa (IF) de 5mA. El dispositivo presenta un ángulo de visión (2θ1/2) muy amplio de 130 grados, lo que significa que emite luz en un área extensa, siendo adecuado para aplicaciones que requieren visibilidad de gran angular. Su color óptico se define por una longitud de onda dominante (λd) entre 587.0 nm y 594.5 nm, ubicándolo firmemente en la región amarilla del espectro visible. La longitud de onda de emisión de pico (λp) es típicamente de 591.0 nm. Eléctricamente, la tensión directa (VF) requerida para hacer pasar 5mA a través del LED está entre 1.7V y 2.3V. La corriente inversa (IR) es muy baja, con un máximo de 10 microamperios cuando se aplica una polarización inversa de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en grupos de rendimiento o "bins" según parámetros clave. El LTST-C281KSKT-5A utiliza un sistema de clasificación tridimensional para la tensión directa (VF), la intensidad luminosa (IV) y la longitud de onda dominante (Tono).

3.1 Clasificación de Tensión Directa (VF)

Los LED se clasifican según su caída de tensión directa a una corriente de prueba de 5mA. Los bins son: E2 (1.70V a 1.90V), E3 (1.90V a 2.10V) y E4 (2.10V a 2.30V). Se aplica una tolerancia de ±0.1V a cada bin. Esta información es vital para diseñar controladores de corriente constante o predecir caídas de tensión en configuraciones en serie.

3.2 Clasificación de Intensidad Luminosa (IV)

Este bin define el brillo de salida. Los bins, medidos en mcd a 5mA, son: K (7.1 a 11.2), L (11.2 a 18.0), M (18.0 a 28.0) y N (28.0 a 45.0). Se aplica una tolerancia de ±15% a cada bin. Los diseñadores pueden seleccionar un bin de brillo específico para cumplir con los requisitos visuales de su aplicación, asegurando uniformidad en matrices de múltiples LED.

3.3 Clasificación de Tono (Longitud de Onda Dominante)

Este bin controla el tono preciso del amarillo. Los bins de longitud de onda dominante son: J (587.0 nm a 589.5 nm), K (589.5 nm a 592.0 nm) y L (592.0 nm a 594.5 nm). La tolerancia para cada bin es de ±1 nm. Seleccionar un bin de tono ajustado es crítico para aplicaciones donde la consistencia del color es importante, como en indicadores de estado o retroiluminación donde múltiples LED deben parecer idénticos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las representaciones gráficas de las características del LED proporcionan una visión más profunda del rendimiento bajo condiciones variables, lo cual es esencial para un diseño robusto.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La curva I-V ilustra la relación no lineal entre la corriente que fluye a través del LED y la tensión en sus terminales. Para el material AlInGaP utilizado en este LED, la curva mostrará una tensión característica de "rodilla" alrededor de 1.8-2.0V, por encima de la cual la corriente aumenta rápidamente con un pequeño aumento de tensión. Esto subraya la importancia de usar un mecanismo limitador de corriente (resistencia o controlador de corriente constante) en lugar de una fuente de tensión fija para evitar la fuga térmica y la destrucción del dispositivo.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente de accionamiento. Típicamente, la relación es relativamente lineal a corrientes bajas, pero puede saturarse o volverse sub-lineal a corrientes más altas debido al aumento de la temperatura de unión y la caída de eficiencia. Operar el LED dentro de su rango de corriente continua especificado (hasta 30mA) asegura una eficiencia y longevidad óptimas.

4.3 Distribución Espectral

La curva de salida espectral para un LED amarillo AlInGaP muestra una banda de emisión relativamente estrecha, típicamente con un ancho medio espectral (Δλ) de alrededor de 15 nm según lo especificado. El pico estará centrado cerca de los 591 nm. Este ancho de banda estrecho resulta en un color amarillo saturado y puro en comparación con fuentes de espectro más amplio, como los LED blancos convertidos por fósforo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

La construcción física y las dimensiones son críticas para el diseño de PCB y el montaje.

5.1 Dimensiones del Encapsulado e Identificación de Polaridad

El LED tiene una huella estándar de LED chip. Las dimensiones clave incluyen la longitud total, el ancho y la altura críticamente baja de 0.35mm. El terminal del cátodo (negativo) se identifica típicamente por una marca en el encapsulado, como un punto verde, una muesca o una pista de soldadura de forma diferente. La hoja de datos proporciona un dibujo dimensional detallado con todas las medidas críticas en milímetros, incluyendo posiciones de las pistas, contorno del componente y tamaño de la lente. Los diseñadores deben adherirse a estas dimensiones para su patrón de pistas en el PCB (huella) para garantizar una soldadura y alineación adecuadas.

5.2 Diseño Recomendado de las Pistas de Soldadura en PCB

Se proporciona un patrón de pistas sugerido (diseño de pistas de soldadura) para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura durante el reflujo. Este patrón tiene en cuenta la formación del filete de soldadura y previene problemas como el "efecto lápida" (donde un extremo se levanta de la pista). El diseño típicamente incluye conexiones de alivio térmico si la pista está conectada a un plano de cobre grande, para gestionar el calor durante la soldadura.

6. Guías de Soldadura y Montaje

La manipulación y montaje adecuados son primordiales para el rendimiento y la fiabilidad.

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo IR

Para procesos sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de reflujo específico. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de 260°C debe limitarse a un máximo de 10 segundos. Una etapa de precalentamiento (típicamente 150-200°C) es necesaria para aumentar la temperatura lentamente y activar el fundente, con un tiempo máximo de precalentamiento de 120 segundos. El perfil debe caracterizarse para la PCB específica, la pasta de soldar y el horno para asegurar que todos los componentes se suelden correctamente sin daños.

6.2 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

Los LED son sensibles a la humedad (MSL2a). Cuando se almacenan en su bolsa sellada original a prueba de humedad con desecante, deben mantenerse a ≤30°C y ≤90% de humedad relativa (HR) y usarse dentro de un año. Una vez abierta la bolsa, el entorno de almacenamiento no debe exceder los 30°C y 60% HR. Los componentes expuestos al aire ambiente deben someterse a reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días). Si se excede este tiempo, se requiere un horneado a aproximadamente 60°C durante al menos 20 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de soldar, 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 agresivos o no especificados pueden dañar la lente de plástico o el encapsulado.

6.4 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por electricidad estática y sobretensiones. Se recomienda manipular el dispositivo usando una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos. Todo el equipo, incluyendo estaciones de trabajo y maquinaria, debe estar correctamente conectado a tierra para prevenir eventos de ESD.

7. Embalaje e Información de Pedido

El LTST-C281KSKT-5A se suministra en formato de cinta y carrete, adecuado para montaje automatizado. El ancho de la cinta es de 8mm, enrollada en un carrete estándar de 7 pulgadas (178mm) de diámetro. Cada carrete contiene 5000 piezas. Para cantidades más pequeñas, está disponible una cantidad mínima de embalaje de 500 piezas para remanentes. Las especificaciones de cinta y carrete cumplen con los estándares ANSI/EIA 481, garantizando compatibilidad con sistemas de alimentación estándar. La cinta tiene una cubierta para proteger los componentes, y existe una especificación de que no más de dos bolsillos de componentes consecutivos pueden estar vacíos.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

El método de accionamiento más común es una resistencia limitadora de corriente en serie conectada a una fuente de tensión (Vcc). El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa del LED (use el valor máximo del bin o de la hoja de datos para un diseño conservador) e IF es la corriente directa deseada (por ejemplo, 5mA, 10mA, hasta un máximo de 30mA). Para aplicaciones que requieren brillo consistente u operación en un amplio rango de tensión, se recomienda un circuito integrado controlador de corriente constante.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75mW máximo), una gestión térmica efectiva sigue siendo importante para mantener la vida útil del LED y prevenir cambios de color. La propia PCB actúa como disipador de calor. Conectar la pista térmica del LED (si está presente) a un área de cobre suficiente en la PCB ayuda a disipar el calor. Evite operar el LED a su corriente y temperatura absolutas máximas simultáneamente durante períodos prolongados.

8.3 Consideraciones de Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones donde la luz necesita ser vista desde varios ángulos sin difusores adicionales. Para una luz más dirigida, se pueden usar lentes externas o guías de luz. La lente transparente de este modelo en particular permite que el color nativo del chip (amarillo) se emita sin filtrado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTST-C281KSKT-5A se diferencia principalmente por su perfil ultra delgado de 0.35mm, que es más delgado que muchos LED chip estándar (por ejemplo, encapsulados 0603 o 0805 que suelen tener 0.6-0.8mm de altura). Esto lo hace ideal para la última generación de dispositivos móviles y wearables ultradelgados. El uso de tecnología AlInGaP proporciona una mayor eficiencia y mejor saturación de color en el rango rojo-ámbar-amarillo en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. Su compatibilidad con el reflujo IR estándar y el embalaje en cinta y carrete lo alinea con procesos de fabricación automatizados de alto volumen, ofreciendo una solución rentable y confiable.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

La longitud de onda de pico (λp) es la única longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λd) es un valor calculado derivado del diagrama de cromaticidad CIE que representa el color percibido de la luz; es la longitud de onda única que coincidiría con la sensación de color de la salida mixta del LED. Para una fuente monocromática como este LED amarillo AlInGaP, suelen estar muy cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

No, esto no es recomendable y es probable que destruya el LED. La tensión directa es solo de 1.7-2.3V. Aplicar 3.3V directamente causaría que fluya una corriente muy grande y no controlada (muy superior al máximo de 30mA), lo que llevaría a un sobrecalentamiento inmediato y fallo. Siempre se requiere una resistencia limitadora de corriente o un regulador.

10.3 ¿Cómo interpreto los códigos de bin al realizar un pedido?

Al realizar un pedido, puede especificar una combinación de códigos de bin para VF, IV y Tono para obtener LED con características estrechamente emparejadas. Por ejemplo, solicitar "E3, M, K" le daría LED con una tensión directa de 1.9-2.1V, una intensidad luminosa de 18.0-28.0 mcd y una longitud de onda dominante de 589.5-592.0 nm. Si no se especifica ningún bin, recibirá piezas de los bins de producción estándar.

11. Principios de Funcionamiento

El LTST-C281KSKT-5A es una fuente de luz semiconductor basada en el sistema de material AlInGaP. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado del diodo, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del chip semiconductor. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La energía específica de la banda prohibida de la aleación AlInGaP determina la longitud de onda de los fotones emitidos, que en este caso está en la región amarilla (~590 nm). La lente de epoxi transparente encapsula el chip, proporcionando protección mecánica, dando forma al haz de salida de luz (ángulo amplio de 130 grados) y mejorando la eficiencia de extracción de luz.

12. Tendencias y Contexto de la Industria

El desarrollo de LED como el LTST-C281KSKT-5A está impulsado por varias tendencias clave en la electrónica. Existe un impulso continuo hacia la miniaturización, que demanda componentes con huellas más pequeñas y perfiles más bajos para permitir productos finales más delgados. El aumento de la eficiencia y el brillo de materiales semiconductores como el AlInGaP permite un menor consumo de energía y una mayor duración de la batería en dispositivos portátiles. Además, la adopción generalizada en la industria de la soldadura sin plomo y el cumplimiento de RoHS exige componentes que puedan soportar temperaturas de reflujo más altas y que estén libres de sustancias restringidas. La estandarización del embalaje (cinta y carrete, estándares EIA) respalda la fabricación altamente automatizada y de gran volumen que define la producción moderna de electrónica de consumo.