Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características y Ventajas Principales
- 1.2 Aplicaciones Objetivo
- 2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas
- 2.1 Especificaciones Absolutas Máximas
- 2.2 Características Electro-Ópticas
- 3. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 3.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda
- 3.2 Patrón de Directividad
- 3.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)
- 3.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa
- 3.5 Curvas de Rendimiento Térmico
- 4. Información Mecánica y del Encapsulado
- 4.1 Dimensiones del Encapsulado
- 4.2 Identificación de Polaridad
- 5. Pautas de Montaje, Manejo y Fiabilidad
- 5.1 Formado de Terminales
- 5.2 Condiciones de Almacenamiento
- 5.3 Instrucciones de Soldadura
- 5.4 Limpieza
- 5.5 Gestión Térmica
- 6. Información de Embalaje y Pedido
- 6.1 Especificación de Embalaje
- 6.2 Explicación de Etiquetas
- 7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 7.1 Circuitos de Aplicación Típicos
- 7.2 Consideraciones de Diseño
- 8. Introducción a la Tecnología y Principio de Funcionamiento
- 9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
- 9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?
- 9.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?
- 9.3 ¿Por qué la vida útil en almacenamiento está limitada a 3 meses?
- 9.4 ¿Se requiere un disipador de calor?
1. Descripción General del Producto
Este documento proporciona las especificaciones técnicas de un LED de alta luminosidad de color Amarillo Verde Brillante. El dispositivo está diseñado utilizando tecnología de chip AlGaInP encapsulado en resina transparente, ofreciendo un rendimiento fiable para diversas aplicaciones electrónicas que requieren una iluminación indicadora clara y vibrante.
1.1 Características y Ventajas Principales
- Alta Luminosidad:Esta serie está especialmente diseñada para aplicaciones que exigen una intensidad luminosa superior.
- Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumpliendo con las normas RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
- Opciones de Embalaje:Disponible en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.
- Elección del Ángulo de Visión:Ofrecido con varios ángulos de visión para adaptarse a diferentes necesidades de aplicación.
- Diseño Robusto:Construido para una operación fiable y de larga duración.
1.2 Aplicaciones Objetivo
Este LED es adecuado para retroiluminación e indicación de estado en una gama de productos electrónicos de consumo e informáticos, incluyendo:
- Televisores
- Monitores de Computadora
- Teléfonos
- Periféricos Informáticos Generales
2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas
2.1 Especificaciones Absolutas Máximas
Las siguientes especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
| Parámetro | Símbolo | Especificación | Unidad |
|---|---|---|---|
| Corriente Directa Continua | IF | 25 | mA |
| Corriente Directa Pico (Ciclo de Trabajo 1/10 @ 1KHz) | IFP | 60 | mA |
| Tensión Inversa | VR | 5 | V |
| Disipación de Potencia | Pd | 60 | mW |
| Temperatura de Operación | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Soldadura | Tsol | 260 (durante 5 seg) | °C |
Consideración de Diseño:La especificación de corriente directa continua de 25mA es un parámetro clave para el diseño del circuito. Exceder este valor, incluso momentáneamente, puede reducir significativamente la vida útil del LED o causar una falla inmediata. La especificación de corriente pico permite pulsos breves, útil en aplicaciones de pantallas multiplexadas, pero el ciclo de trabajo y la frecuencia deben respetarse estrictamente.
2.2 Características Electro-Ópticas
Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20mA a menos que se indique lo contrario).
| Parámetro | Símbolo | Min. | Typ. | Max. | Unidad | Condición |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | Iv | 160 | 320 | -- | mcd | IF=20mA |
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | -- | -- | 10 | -- | grados | IF=20mA |
| Longitud de Onda Pico | λp | -- | 575 | -- | nm | IF=20mA |
| Longitud de Onda Dominante | λd | -- | 573 | -- | nm | IF=20mA |
| Ancho de Banda Espectral | Δλ | -- | 20 | -- | nm | IF=20mA |
| Tensión Directa | VF | 1.7 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA |
| Corriente Inversa | IR | -- | -- | 10 | μA | VR=5V |
Análisis de Parámetros:
- Intensidad Luminosa (320 mcd típ.):Esto indica una salida brillante adecuada para indicadores visibles a la luz del día. El amplio rango min-typ sugiere un proceso de clasificación (binning); los diseñadores deben usar el valor mínimo para cálculos de brillo en el peor caso.
- Ángulo de Visión (10° típ.):Un ángulo de visión muy estrecho. Este LED está diseñado para luz enfocada y dirigida en lugar de iluminación de área amplia, lo que lo hace ideal para indicadores de panel donde la luz debe ser visible principalmente desde el frente.
- Tensión Directa (2.0V típ.):Una tensión directa relativamente baja para un LED AlGaInP, lo que ayuda a reducir el consumo de energía y la carga térmica. La resistencia limitadora de corriente del circuito debe calcularse en base a la VF máxima (2.4V) para garantizar que la corriente nunca exceda la especificación absoluta máxima en todas las condiciones.
- Longitudes de Onda (~573-575 nm):Esto sitúa el color firmemente en la región amarillo-verde brillante del espectro, que es altamente perceptible para el ojo humano.
Nota sobre Incertidumbre de Medición: Intensidad Luminosa (±10%), Longitud de Onda Dominante (±1.0nm), Tensión Directa (±0.1V).
3. Análisis de Curvas de Rendimiento
La hoja de datos proporciona varias curvas características que son cruciales para comprender el comportamiento del LED en condiciones no estándar.
3.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda
Esta curva muestra la distribución espectral de potencia. El pico típico está en 575nm con un ancho de banda espectral (FWHM) de 20nm, confirmando un color amarillo-verde saturado con una dispersión mínima en colores adyacentes.
3.2 Patrón de Directividad
Ilustra la distribución espacial de la luz, correlacionándose con el ángulo de visión de 10 grados. El patrón muestra alta intensidad a 0° (en el eje) con una caída rápida, característica de un LED de haz estrecho.
3.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)
Este gráfico es esencial para el diseño del controlador. Muestra la relación exponencial entre tensión y corriente. Un pequeño aumento en la tensión más allá de los 2.0V típicos puede provocar un gran aumento, potencialmente dañino, en la corriente, destacando la necesidad de un controlador de corriente constante o una resistencia en serie de tamaño adecuado.
3.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa
Muestra la dependencia de la salida de luz con la corriente de accionamiento. Si bien la salida aumenta con la corriente, no es perfectamente lineal, y la eficiencia generalmente disminuye a corrientes más altas debido al aumento de la generación de calor.
3.5 Curvas de Rendimiento Térmico
Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta reducción térmica debe tenerse en cuenta en aplicaciones con altas temperaturas ambientales.Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:En condiciones de tensión constante, la corriente directa cambiaría con la temperatura debido al coeficiente de temperatura negativo de la tensión directa del diodo. Esto refuerza la necesidad de regulación de corriente.
4. Información Mecánica y del Encapsulado
4.1 Dimensiones del Encapsulado
El LED presenta un encapsulado radial con terminales estándar (a menudo denominado encapsulado "3mm" o "T1"). Las notas dimensionales clave del dibujo incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
- La altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm (0.059\").
- La tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
4.2 Identificación de Polaridad
El terminal más largo suele denotar el ánodo (positivo). Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para confirmar la marca de polaridad específica, que a menudo se indica mediante un punto plano en la lente del LED o una muesca en la brida cerca del terminal del cátodo.
5. Pautas de Montaje, Manejo y Fiabilidad
5.1 Formado de Terminales
- Doblar los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
- Realizar el formadoantes de la soldadura soldering.
- Evitar tensionar el encapsulado. La tensión puede agrietar el epoxi o dañar las conexiones internas de alambre.
- Cortar los terminales a temperatura ambiente.
- Asegurarse de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensiones de montaje.
5.2 Condiciones de Almacenamiento
- Recomendado: ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa.
- Vida útil en almacenamiento después del envío: 3 meses en condiciones recomendadas.
- Para almacenamiento más prolongado (hasta 1 año): Utilizar un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
- Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.
5.3 Instrucciones de Soldadura
Regla Crítica:Mantener una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.
| Proceso | Parámetro | Límite |
|---|---|---|
| Soldadura Manual | Temperatura de la Punta | 300°C Máx. (30W Máx.) |
| Tiempo de Soldadura | 3 segundos Máx. | |
| Distancia a la Bombilla | 3mm Mín. | |
| Soldadura por Inmersión (Ola) | Temperatura de Precalentamiento | 100°C Máx. (60 seg Máx.) |
| Temperatura y Tiempo del Baño | 260°C Máx., 5 seg Máx. | |
| Distancia a la Bombilla | 3mm Mín. | |
| Enfriamiento | No utilizar enfriamiento rápido. |
Notas Adicionales de Soldadura:
- Evitar tensiones mecánicas en los terminales mientras el LED está caliente.
- No realizar soldadura por inmersión/manual más de una vez.
- Proteger el LED de golpes/vibraciones hasta que se enfríe a temperatura ambiente.
- Utilizar siempre la temperatura más baja posible que logre una unión de soldadura fiable.
5.4 Limpieza
- Si es necesario, limpiar solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
- Secar al aire a temperatura ambiente.
- No utilizar limpieza ultrasónicaa menos que sea absolutamente necesario y solo después de pruebas de precalificación exhaustivas, ya que puede dañar la estructura interna.
5.5 Gestión Térmica
La disipación de calor debe considerarse durante la fase de diseño de la aplicación. Si bien este es un dispositivo de baja potencia, operar en o cerca de la corriente máxima en una temperatura ambiente alta requerirá reducir la corriente (derating) para mantener la fiabilidad y prevenir una depreciación acelerada del lumen. Se recomienda un diseño adecuado de la PCB para disipar el calor de los terminales.
6. Información de Embalaje y Pedido
6.1 Especificación de Embalaje
Los LED se embalan para prevenir descargas electrostáticas (ESD) y daños por humedad:
- Embalaje Primario:Bolsas antiestáticas.
- Embalaje Secundario:Cajas interiores que contienen múltiples bolsas.
- Embalaje Terciario:Cajas exteriores que contienen múltiples cajas interiores.
- 200 a 500 piezas por bolsa antiestática.
- 4 bolsas por caja interior.
- 10 cajas interiores por caja exterior.
6.2 Explicación de Etiquetas
Las etiquetas en el embalaje contienen la siguiente información para trazabilidad e identificación:
- CPN:Número de Producción del Cliente
- P/N:Número de Producción (Número de Parte del Dispositivo)
- QTY:Cantidad de Embalaje
- CAT:Clasificación (Binning de Rendimiento)
- HUE:Longitud de Onda Dominante
- REF:Tensión Directa
- LOT No:Número de Lote para trazabilidad
7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
7.1 Circuitos de Aplicación Típicos
El método de accionamiento más común es una resistencia en serie. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_LED.Ejemplo:Para una fuente de 5V, usando la VF máxima de 2.4V y una corriente deseada de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios. Se usaría una resistencia estándar de 130Ω o el siguiente valor superior (ej. 150Ω). La potencia nominal de la resistencia debe ser al menos P = I²R = (0.02)² * 130 = 0.052W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) es suficiente.
7.2 Consideraciones de Diseño
- Regulación de Corriente:Para un brillo consistente, especialmente con una tensión de alimentación variable o en entornos con fluctuaciones de temperatura, considere usar un controlador de corriente constante en lugar de una simple resistencia.
- Protección contra Tensión Inversa:La tensión inversa máxima es de solo 5V. Si existe alguna posibilidad de polarización inversa (ej. en circuitos de CA o con cargas inductivas), un diodo de protección en paralelo con el LED (cátodo a ánodo) es obligatorio.
- Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 10° hace que este LED sea ideal para indicadores montados en panel donde la luz debe dirigirse al usuario. Es menos adecuado para iluminación de área o iluminación de gran angular.
- Calor en Espacios Cerrados:Cuando se monta detrás de un panel o en un recinto sellado, la temperatura ambiente alrededor del LED puede ser más alta que la del entorno general, lo que requiere una mayor reducción de corriente (derating).
8. Introducción a la Tecnología y Principio de Funcionamiento
Este LED utiliza un chip semiconductor deAlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio)Este sistema de materiales es particularmente eficiente para producir luz en las regiones amarilla, naranja, roja y verde del espectro visible. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de las capas de AlGaInP determina la energía del bandgap y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo-verde brillante a ~573-575 nm. La lente de resina epoxi transparente sirve para proteger el chip, dar forma a la salida de luz en un haz estrecho y mejorar la extracción de luz del semiconductor.
9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?
Longitud de Onda Pico (λp, 575nm)es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad.Longitud de Onda Dominante (λd, 573nm)es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED cuando se compara con una fuente de luz blanca estándar. Para un color saturado como este amarillo-verde, están muy cerca, pero la longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.
9.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?
Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Usando la VF típica de 2.0V y un objetivo de 20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohmios. Siempre calcule usando la VF máxima (2.4V) para un diseño seguro: R_mín = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohmios. Una resistencia entre 45Ω y 65Ω funcionaría, con un valor más alto proporcionando un margen de seguridad contra sobrecorriente.
9.3 ¿Por qué la vida útil en almacenamiento está limitada a 3 meses?
El material de encapsulado de epoxi puede absorber humedad de la atmósfera. Durante la posterior soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando delaminación interna o agrietamiento ("efecto palomita"). El límite de 3 meses asume almacenamiento en condiciones controladas (≤30°C/70%HR). Para un almacenamiento más prolongado, la opción embalada en nitrógeno elimina la humedad y el oxígeno, previniendo la degradación.
9.4 ¿Se requiere un disipador de calor?
Para operar en o por debajo de los 20mA típicos en temperaturas ambientales normales, no se requiere un disipador de calor dedicado para el LED en sí. Sin embargo, una buena gestión térmica de la PCB siempre es beneficiosa para la fiabilidad a largo plazo. Los terminales proporcionan la ruta térmica principal, por lo que asegurar que estén soldados a un área de cobre adecuada en la PCB ayudará a disipar el calor.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |