Hoja de Datos del LED SMD LTST-C193KGKT-5A - Dimensiones 1.6x0.8x0.35mm - Voltaje 1.7-2.3V - Verde AlInGaP - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED miniatura de montaje superficial, diseñada para el ensamblaje automatizado de placas de circuito impreso (PCB). El dispositivo se caracteriza por su perfil excepcionalmente bajo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado. Utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir luz verde, ofreciendo un alto brillo en un factor de forma compacto.

1.1 Características

• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Perfil de encapsulado extremadamente delgado de 0.35 milímetros.
• Alta luminosidad gracias a la tecnología de chip AlInGaP.
• Empaquetado en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro para colocación automática pick-and-place.
• Contorno de encapsulado estándar EIA (Alianza de Industrias Electrónicas).
• Compatible con niveles de excitación estándar de circuitos integrados (IC).
• Diseñado para ser compatible con equipos de colocación automática.
• Apto para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR).

1.2 Aplicaciones

Este LED está destinado a una amplia gama de equipos electrónicos donde se requieren un tamaño compacto y una indicación fiable. Las áreas de aplicación típicas incluyen:

• Dispositivos de telecomunicaciones, equipos de automatización de oficinas, electrodomésticos y sistemas de control industrial.
• Retroiluminación para teclados y paneles de control.
• Indicadores de estado y de alimentación.
• Micro-pantallas e indicadores de panel.
• Iluminación de señales y símbolos.

2. Dimensiones del Encapsulado y Datos Mecánicos

El LED está alojado en un encapsulado estándar de montaje superficial. El color de la lente es transparente, mientras que la fuente de luz emite color verde. Las dimensiones críticas incluyen una longitud del cuerpo de 1.6mm, un ancho de 0.8mm y una altura de 0.35mm. Todas las tolerancias dimensionales son típicamente de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. Se deben consultar los planos mecánicos detallados para el diseño exacto de las almohadillas y la colocación.

3. Valores Nominales y Características

3.1 Valores Máximos Absolutos

Tensiones o corrientes que superen estos límites pueden causar daños permanentes al dispositivo. Todos los valores nominales se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd): 50 mW
• Corriente Directa de Pico (IFP): 40 mA (con ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua (IF): 20 mA DC
• Voltaje Inverso (VR): 5 V
• Rango de Temperatura de Operación (Topr): -30°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg): -40°C a +85°C
• Condición de Soldadura por Reflujo IR: Temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Reflujo IR Sugerido

Para procesos de soldadura sin plomo (Pb-free), se recomienda un perfil de temperatura específico para garantizar uniones de soldadura fiables sin dañar el encapsulado del LED. El perfil típicamente incluye una etapa de precalentamiento, un calentamiento rápido, una zona de temperatura máxima que no exceda los 260°C y una fase de enfriamiento controlado. El tiempo total por encima de 217°C (temperatura de liquidus para la soldadura sin plomo típica) debe gestionarse según las especificaciones de la pasta de soldar.

3.3 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED en condiciones normales de operación a Ta=25°C.

• Intensidad Luminosa (Iv): Varía de 4.5 a 28 milicandelas (mcd) a una corriente directa (IF) de 5 mA. Medida con un sensor filtrado según la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ½): 130 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP): Típicamente 574.0 nanómetros (nm).
• Longitud de Onda Dominante (λd): Varía de 567.5 nm a 576.5 nm a IF=5mA. Define el color percibido de la luz.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ): Aproximadamente 15 nm, indicando la pureza espectral de la emisión verde.
• Voltaje Directo (VF): Varía de 1.7V a 2.3V a IF=5mA.
• Corriente Inversa (IR): Máximo de 10 microamperios (µA) a un voltaje inverso (VR) de 5V.

4. Sistema de Clasificación (Binning)

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

4.1 Clasificación por Voltaje Directo (VF)

Los lotes se definen por la caída de voltaje directo a 5mA.
E2: 1.7V - 1.9V
E3: 1.9V - 2.1V
E4: 2.1V - 2.3V
Tolerancia por lote: ±0.1V

4.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (Iv)

Los lotes se definen por la intensidad luminosa a 5mA.
J: 4.5 mcd - 7.1 mcd
K: 7.1 mcd - 11.2 mcd
L: 11.2 mcd - 18.0 mcd
M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
Tolerancia por lote: ±15%

4.3 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante, λd)

Los lotes se definen por la longitud de onda dominante a 5mA, determinando el tono preciso de verde.
C: 567.5 nm - 570.5 nm
D: 570.5 nm - 573.5 nm
E: 573.5 nm - 576.5 nm
Tolerancia por lote: ±1 nm

5. Curvas de Rendimiento Típicas

Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del comportamiento del dispositivo en condiciones variables. Las curvas típicas incluyen:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V): Muestra la relación exponencial, crítica para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa: Demuestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, hasta el valor nominal máximo.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Muestra la disminución de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, importante para la gestión térmica.
• Distribución Espectral: Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de 574nm.

6. Guía del Usuario e Información de Montaje

6.1 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, utilice únicamente los disolventes especificados. Sumerja el LED en alcohol etílico o isopropílico a temperatura ambiente durante menos de un minuto. Evite el uso de limpiadores químicos agresivos o no especificados que puedan dañar la lente de epoxi o el encapsulado.

6.2 Diseño Recomendado de Almohadillas en PCB

Se proporciona un patrón de soldadura (footprint) sugerido para la PCB para garantizar la formación adecuada del filete de soldadura y la estabilidad mecánica. Este patrón tiene en cuenta las dimensiones del encapsulado y la separación recomendada de la máscara de soldadura.

6.3 Especificaciones de Empaquetado en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve y cinta protectora. Las especificaciones clave incluyen un ancho de cinta de 8mm, espaciado de bolsillos y dimensiones del carrete (diámetro de 7 pulgadas). La cantidad estándar por carrete es de 5000 piezas. El empaquetado sigue los estándares ANSI/EIA-481.

6.4 Almacenamiento y Manipulación

• Precauciones contra ESD:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Utilice pulseras antiestáticas, alfombrillas antiestáticas y equipos correctamente conectados a tierra durante la manipulación.
• Sensibilidad a la Humedad:El encapsulado tiene una clasificación MSL 2a. Una vez abierta la bolsa original con barrera de humedad, los componentes deben someterse a reflujo IR dentro de las 672 horas (28 días) en condiciones de humedad controlada (<60% HR). Para almacenamiento más allá de este período o en entornos no controlados, se recomienda un secado a aproximadamente 60°C durante 20 horas antes de la soldadura.
• Paquetes Sin Abrir:Almacene a ≤ 30°C y ≤ 90% de humedad relativa. Utilice dentro de un año a partir de la fecha de código.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Limitación de Corriente

Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria para un funcionamiento fiable. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vfuente - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo del lote o el valor típico, e IF es la corriente de excitación deseada (no debe exceder los 20mA DC). Siempre considere la tolerancia de la fuente de alimentación y la variación del VF del LED en el cálculo.

7.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, mantener una baja temperatura de unión es crucial para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. Asegure un área de cobre adecuada en la PCB alrededor de las almohadillas del LED para que actúe como disipador de calor, especialmente cuando se excita con corrientes más altas dentro del rango nominal.

7.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia o visibilidad desde múltiples ángulos. Para luz focalizada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. La lente transparente proporciona una absorción de luz mínima.

7.4 Control del Proceso de Soldadura

El cumplimiento del perfil de reflujo recomendado es crítico. Un tiempo excesivo por encima de la temperatura de liquidus o temperaturas máximas que superen los 260°C pueden causar fallos en los hilos de unión internos o grietas en el encapsulado. La soldadura manual con cautín debe limitarse a 300°C durante un máximo de 3 segundos, aplicada solo una vez.

8. Comparación Técnica y Ventajas

El diferenciador principal de este componente es su perfil de 0.35mm, que es significativamente más delgado que muchos LEDs SMD estándar. Esto permite su integración en productos electrónicos de consumo ultradelgados. El uso de la tecnología AlInGaP proporciona una mayor eficiencia y una mejor estabilidad térmica en comparación con algunas tecnologías de LED verde más antiguas, lo que resulta en un brillo y color más consistentes en todo el rango de temperatura de operación. El sistema integral de clasificación ofrece a los diseñadores un control preciso sobre las características visuales y eléctricas de su producto final.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo excitar este LED directamente desde una salida lógica de 3.3V o 5V?
R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Se aplica el cálculo de la sección 7.1. Excitarlo directamente probablemente excederá la corriente máxima y destruirá el LED.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda de pico (λP) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única que produciría la misma percepción de color que la luz del LED. λd es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Cómo interpreto el código de lote en el número de pieza?
R: El número de pieza LTST-C193KGKT-5A incluye códigos incrustados. La 'K' típicamente corresponde a un lote específico de intensidad luminosa (por ejemplo, el lote K de 7.1-11.2 mcd), y la 'G' indica el color verde. La correspondencia exacta debe confirmarse con la lista detallada de códigos de lote del fabricante.

P: ¿Es este LED adecuado para uso en exteriores?
R: El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C, lo que cubre muchos entornos. Sin embargo, la hoja de datos especifica aplicaciones principalmente en interiores (por ejemplo, letreros). Para uso en exteriores, considere una protección adicional contra la radiación UV y la entrada de humedad, aspectos no cubiertos en este documento.

10. Principio de Operación

Este LED opera según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (VF), los electrones del material AlInGaP de tipo n se recombinan con los huecos del material de tipo p en la región activa. Este evento de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, verde. La lente de epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz y mejorar la extracción de luz del material.