Hoja de Datos del LED 209UYOSUGC/S530-A3 - Bicolor Naranja/Verde - 20mA - 3.3V Típ. - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 209UYOSUGC/S530-A3 es una lámpara LED compacta de montaje superficial diseñada para aplicaciones de indicación e iluminación de fondo. Integra dos chips semiconductores en un solo encapsulado, permitiendo la emisión de dos colores distintos: Naranja Brillante y Verde Brillante. Esta configuración bicolor ofrece flexibilidad de diseño para indicación de estado, señalización multiespacial y iluminación estética en dispositivos electrónicos con espacio limitado.

La ventaja principal de este producto radica en su tecnología de chips emparejados, que garantiza una salida de luz uniforme y un ángulo de visión amplio y consistente para ambos colores. Construido con la fiabilidad del estado sólido, ofrece una vida operativa significativamente más larga en comparación con las bombillas incandescentes tradicionales. El dispositivo está diseñado para operación de baja potencia, haciéndolo compatible con la lógica de accionamiento de circuitos integrados (CI), y cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, incluidos RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos.

El mercado objetivo abarca la electrónica de consumo y los periféricos informáticos donde se requiere una indicación de estado fiable, de bajo coste y multifuncional. Sus aplicaciones principales incluyen televisores, monitores de ordenador, teléfonos y varios componentes informáticos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electroópticas

El rendimiento del LED se define en condiciones estándar (Ta=25°C). El dispositivo contiene dos tipos de chips distintos, designados UYO (Naranja Brillante) y SUG (Verde Brillante), cada uno con parámetros únicos.

Tensión Directa (VF):El chip UYO (Naranja) tiene una tensión directa típica de 2.0V (mín. 1.7V, máx. 2.4V) a una corriente de prueba de 20mA. El chip SUG (Verde) opera a una tensión directa típica más alta de 3.3V (mín. 2.7V, máx. 3.7V) bajo la misma condición de 20mA. Esta diferencia es crítica para el diseño del circuito, especialmente cuando se accionan ambos colores desde una misma fuente de tensión, ya que puede requerir resistencias limitadoras de corriente de valores diferentes o un controlador de corriente constante.

Intensidad Luminosa (IV):La intensidad luminosa típica para el chip UYO es de 200 milicandelas (mcd), con un mínimo de 100 mcd. El chip SUG ofrece una salida típica más alta de 320 mcd, con un mínimo de 160 mcd. Este parámetro define el brillo percibido del LED.

Ángulo de Visión (2θ1/2):Ambos chips ofrecen un amplio ángulo de visión típico de 50 grados. Esto define el rango angular dentro del cual la intensidad luminosa es al menos la mitad de su valor máximo, garantizando una buena visibilidad desde varias perspectivas.

Características Espectrales:El chip UYO emite en una longitud de onda pico (λp) de 611 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 605 nm, característica de la región naranja-roja. Su ancho de banda espectral (Δλ) es de 17 nm. El chip SUG emite en una longitud de onda pico de 518 nm y una longitud de onda dominante de 525 nm (verde), con un ancho de banda espectral más amplio de 35 nm.

2.2 Límites Absolutos Máximos y Parámetros Eléctricos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No deben superarse bajo ninguna condición de funcionamiento.

Corriente Directa Continua (IF):La corriente directa continua máxima permitida para ambos chips, UYO y SUG, es de 25 mA. Operar más allá de este límite conlleva el riesgo de fallo catastrófico debido al sobrecalentamiento.

Tensión Inversa (VR):La tensión inversa máxima que se puede aplicar es de 5V. Superar este valor puede causar la ruptura de la unión.

Disipación de Potencia (Pd):La disipación de potencia máxima para el chip UYO es de 60 mW, mientras que para el chip SUG es de 90 mW. Este límite considera el calor total generado dentro del encapsulado.

Corriente Inversa (IR):A la tensión inversa máxima de 5V, la corriente inversa máxima es de 10 μA para UYO y de 50 μA para SUG, indicando las características de fuga de la unión del diodo.

3. Especificaciones Térmicas y Ambientales

Temperatura de Operación (Topr):El dispositivo está clasificado para operación continua dentro de un rango de temperatura ambiente de -40°C a +85°C.

Temperatura de Almacenamiento (Tstg):El dispositivo puede almacenarse sin alimentación aplicada en un rango de temperatura de -40°C a +100°C.

Temperatura de Soldadura (Tsol):El encapsulado es compatible con procesos de soldadura por reflujo. El perfil recomendado incluye una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 5 segundos. Este es un parámetro crítico para el ensamblaje de PCB para evitar dañar la resina epoxi o las conexiones internas por alambre.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Características del Chip UYO (Naranja)

Las curvas proporcionadas ofrecen una representación gráfica de comportamientos clave. Lacurva de Intensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un pico agudo centrado alrededor de 611 nm, confirmando el color naranja. Elpatrón de Directividadilustra el ángulo de visión de 50 grados, mostrando cómo la intensidad disminuye simétricamente desde el eje central.

Lacurva de Corriente Directa vs. Tensión Directa (I-V)es no lineal, típica de un diodo. Para el chip UYO, la tensión aumenta bruscamente una vez superado el umbral de encendido, luego aumenta más gradualmente con la corriente. Lacurva de Intensidad Relativa vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta linealmente con la corriente hasta el máximo nominal, lo cual es esencial para el control analógico de atenuación.

Lacurva de Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambientedemuestra la extinción térmica: a medida que aumenta la temperatura, la eficiencia luminosa y la intensidad de salida disminuyen. Lacurva de Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente(a tensión constante) muestra que para una tensión aplicada fija, la corriente directa aumentará a medida que suba la temperatura, lo cual es una característica del coeficiente de temperatura negativo del diodo para la tensión directa. Esto puede conducir a una fuga térmica si no se gestiona adecuadamente con un circuito limitador de corriente.

4.2 Características del Chip SUG (Verde)

Las curvas del chip SUG siguen tendencias similares pero con valores numéricos diferentes. Su curva I-V comienza a una tensión más alta, consistente con su Vf típica de 3.3V. La relación intensidad vs. corriente también es lineal. Se proporciona una curva adicional,Coordenadas de Cromaticidad vs. Corriente Directa, para el chip verde. Esta curva es crucial ya que muestra cómo el color percibido (coordenadas x,y en el diagrama CIE) puede desplazarse ligeramente con cambios en la corriente de accionamiento, un efecto más pronunciado en los LED de InGaN (verde/azul) en comparación con los LED de AlGaInP (rojo/naranja).

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El dispositivo utiliza un encapsulado estándar de montaje superficial. Las notas dimensionales clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros; la altura de la brida del componente debe ser inferior a 1.5mm; y la tolerancia general para dimensiones no especificadas es de ±0.25mm. El dibujo dimensional típicamente muestra la longitud, anchura y altura del cuerpo, el espaciado de las patillas (paso) y la ubicación del identificador del cátodo (a menudo una muesca, un lado plano o un punto verde en el encapsulado). La interpretación correcta de este dibujo es esencial para el diseño de la huella en el PCB y garantizar una colocación y soldadura correctas.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crítico para la fiabilidad.Formado de Patillas:Si las patillas necesitan doblarse (para variantes de orificio pasante o colocación SMT inusual), el doblado debe realizarse al menos a 3mm de la base del bulbo de epoxi, debe hacerse antes de soldar y debe evitar tensionar el encapsulado. El corte de patillas debe realizarse a temperatura ambiente.

Almacenamiento:Los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil desde el envío es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), se recomienda una atmósfera sellada de nitrógeno con desecante. Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

Proceso de Soldadura:Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta el bulbo de epoxi. Las condiciones recomendadas son:

- Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador ≤300°C (30W máx.), tiempo ≤3 segundos.

- Soldadura por Ola/Inmersión:Precalentamiento ≤100°C durante ≤60 segundos, baño de soldadura ≤260°C durante ≤5 segundos.

Se recomienda un gráfico de perfil de soldadura, mostrando una rampa gradual, un pico sostenido y una fase de enfriamiento controlado para minimizar el choque térmico. Evite tensiones en las patillas a altas temperaturas. No suelde el dispositivo más de una vez utilizando métodos de inmersión o manuales. Proteja el dispositivo de golpes mecánicos hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de soldar. No se recomienda el enfriamiento forzado rápido.

7. Información de Embalaje y Pedido

El producto se envía en embalaje resistente a la humedad y antiestático para protegerlo de descargas electrostáticas (ESD) y daños ambientales durante el transporte y almacenamiento. La jerarquía de embalaje es: los LED se colocan en una bolsa antiestática (200-500 piezas por bolsa). Seis bolsas se empaquetan en un cartón interior. Diez cartones interiores se empaquetan en un cartón maestro (exterior).

La etiqueta en el embalaje contiene varios códigos:

- CPN:Número de Pieza del Cliente.

- P/N:Número de Pieza del Fabricante (209UYOSUGC/S530-A3).

- QTY:Cantidad en el paquete.

- CAT:Rango de Intensidad Luminosa (bin).

- HUE:Rango de Longitud de Onda Dominante (bin).

- REF:Rango de Tensión Directa (bin).

- LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad.

Esta información de clasificación (CAT, HUE, REF) es crucial para aplicaciones que requieren una consistencia estricta de color o brillo, ya que permite seleccionar LED de grupos de rendimiento específicos.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

Circuitos de Aplicación Típicos:El método de accionamiento más común es una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - Vf_LED) / If, donde Vf_LED es la tensión directa del chip específico que se está accionando (UYO o SUG) a la corriente deseada (If, típicamente 20mA o menos). No se recomienda usar una sola resistencia para ambos LED en paralelo debido a sus diferentes características de Vf; deben ser accionados por resistencias separadas o conmutados de forma independiente.

Diseño del PCB:La huella en el PCB debe coincidir exactamente con las dimensiones del encapsulado. Asegúrese de que la orientación del cátodo/ánodo sea correcta en el diseño. Proporcione un área de cobre adecuada para la disipación de calor si se opera cerca de los límites máximos, aunque para un uso típico de indicador a 20mA, esto es menos crítico.

Multiplexación:Para aplicaciones que requieren control independiente de ambos colores, el LED bicolor puede conectarse en una configuración de cátodo común o ánodo común (la hoja de datos especifica que es de tipo bicolor, lo que implica dos terminales por color, probablemente un dispositivo de 4 pines). Esto permite que sea accionado por un pin GPIO de un microcontrolador o un CI controlador de LED dedicado con capacidad de multiplexación, ahorrando pines de E/S.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal del 209UYOSUGC/S530-A3 es sucapacidad bicolor de doble chip en un solo encapsulado SMT. En comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados, esto ahorra espacio en el PCB, simplifica el ensamblaje (una colocación frente a dos) y garantiza una alineación perfecta de las dos fuentes de luz. El emparejamiento de chips para una salida y ángulo de visión uniformes es una característica de calidad clave no siempre presente en alternativas de menor coste.

Su cumplimiento con los estándaresLibre de Halógenos(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm),RoHS, yREACHlo hace adecuado para productos vendidos en mercados con regulaciones ambientales como la Unión Europea. El amplio ángulo de visión especificado (50°) proporciona mejor visibilidad fuera del eje que los LED de ángulo más estrecho, lo cual es ventajoso para indicadores de panel.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar tanto el LED naranja como el verde simultáneamente a su máxima corriente de 20mA?

R: Eléctricamente, sí, si están en circuitos independientes. Sin embargo, considere la disipación de potencia total dentro del encapsulado. La operación simultánea a 20mA resultaría en Pd_UYO ~40mW y Pd_SUG ~66mW (usando Vf típica). La generación de calor combinada debe gestionarse dentro de los límites térmicos del encapsulado, especialmente a altas temperaturas ambientales.

P: ¿Por qué las tensiones directas son tan diferentes entre los chips naranja y verde?

R: Esto se debe a los materiales semiconductores fundamentales. El chip naranja utiliza AlGaInP, que tiene una energía de banda prohibida más baja, resultando en una tensión directa más baja (~2.0V). El chip verde utiliza InGaN, que tiene una banda prohibida más alta, requiriendo una tensión directa más alta (~3.3V) para lograr la inyección y recombinación de portadores que emite fotones de mayor energía (longitud de onda más corta).

P: ¿Cómo interpreto los códigos 'CAT', 'HUE' y 'REF' en la etiqueta?

R: Estos son códigos de clasificación (binning). Los fabricantes prueban los LED y los clasifican en grupos (bins) según el rendimiento medido. 'CAT' agrupa los LED por intensidad luminosa (ej., 160-200 mcd, 200-240 mcd para SUG). 'HUE' agrupa por longitud de onda dominante (ej., 520-525 nm, 525-530 nm para SUG). 'REF' agrupa por tensión directa. Pedir un bin específico garantiza una consistencia más estricta en la apariencia y comportamiento de su producto final.

P: ¿Cuál es el propósito de la distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta el bulbo de epoxi?

R: Esta es una regla crítica de gestión térmica. Las uniones de soldadura se calientan mucho. Si el calor de la soldadura se conduce demasiado cerca del bulbo de epoxi, puede causar varios problemas: grietas por estrés térmico en el epoxi, degradación de las propiedades ópticas del epoxi (amarilleamiento) o daño a las delicadas conexiones por alambre que unen el chip a las patillas. La distancia de 3mm permite que el marco de patillas actúe como disipador de calor, disipando el calor de soldadura antes de que llegue a los componentes sensibles.

11. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Indicador de Doble Estado para un Router de Red.Un router necesita indicar alimentación (estable) y actividad de red (parpadeo). Usando el 209UYOSUGC/S530-A3, un diseñador puede implementar esto con un solo componente: el LED naranja puede ser accionado por el riel de alimentación (a través de una resistencia) para indicar 'Encendido'. El LED verde puede conectarse a un pin GPIO de un microcontrolador (a través de otra resistencia) y programarse para parpadear en respuesta a paquetes de datos de red. Esto proporciona una indicación de estado clara y de dos colores en una única huella compacta en el panel frontal. El amplio ángulo de visión de 50 grados garantiza que el estado sea visible desde un amplio rango frente al dispositivo. El diseño debe calcular resistencias separadas: ej., para una alimentación de 5V, R_naranja = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohmios; R_verde = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohmios (usar el valor estándar más cercano, 82 u 91 Ohmios).

12. Principio de Funcionamiento

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su banda prohibida a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p. Este evento de recombinación libera energía en forma de un fotón (luz). El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. La lámpara 209 utiliza dos sistemas de materiales diferentes: AlGaInP (Fosfuro de Aluminio Galio Indio) para la emisión naranja e InGaN (Nitruro de Galio Indio) para la emisión verde. Estos materiales se cultivan como capas epitaxiales sobre un sustrato. La composición específica de las aleaciones se controla cuidadosamente durante la fabricación para lograr las longitudes de onda pico y dominante objetivo. El encapsulado de resina epoxi sirve para proteger los delicados chips semiconductores y las conexiones por alambre, y su forma de cúpula actúa como una lente primaria para dar forma a la salida de luz y lograr el ángulo de visión especificado.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El 209UYOSUGC/S530-A3 representa una categoría de producto madura dentro de la tecnología LED. Las tendencias clave que influyen en este segmento incluyen:

- Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips conducen a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), permitiendo un brillo similar a corrientes más bajas, reduciendo el consumo de energía y la generación de calor.

- Miniaturización:La búsqueda de dispositivos electrónicos más pequeños continúa impulsando LED en huellas de encapsulado aún más pequeñas mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico.

- Consistencia de Color y Clasificación:Los avances en el control del proceso de fabricación permiten distribuciones de rendimiento más estrechas, reduciendo la necesidad de una clasificación extensiva y proporcionando un color y brillo más consistentes de un dispositivo a otro.

- Soluciones Integradas:Una tendencia hacia controladores de LED con control de corriente integrado y lógica de secuenciación, simplificando el diseño de sistemas indicadores multicolor. Si bien el principio básico del LED bicolor permanece estable, estos avances tecnológicos circundantes mejoran continuamente el rendimiento, la fiabilidad y la facilidad de uso de dichos componentes en aplicaciones finales.