Hoja de Datos del LED 333-2SYGD/S530-E2 - Amarillo Verde Brillante - 20mA - 2.0V - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para una lámpara LED de alto brillo en color Amarillo Verde Brillante. El dispositivo está diseñado utilizando tecnología de chip AlGaInP, encapsulado en resina difusa verde, y está destinado a aplicaciones que requieren una iluminación fiable y robusta con diversas opciones de ángulo de visión. El producto cumple con los estándares ambientales pertinentes.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de esta serie de LED incluyen su alta intensidad luminosa, disponibilidad en diferentes colores e intensidades, y opciones de embalaje como cinta y carrete para el montaje automatizado. Está específicamente diseñado para aplicaciones que exigen un brillo superior. Los mercados objetivo y las aplicaciones típicas incluyen pantallas de electrónica de consumo, luces indicadoras y sistemas de retroiluminación para dispositivos como televisores, monitores de ordenador, teléfonos y otros equipos informáticos.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos del dispositivo, definidos bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de funcionamiento recomendadas.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Exceder esta corriente de forma continua degradará la vida útil y la salida luminosa del LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Esta es la corriente pulsada máxima permitida, típicamente especificada bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Es crucial para aplicaciones que involucran pulsos breves de alta corriente.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa mayor que este valor puede causar una falla inmediata y catastrófica de la unión del LED.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar sin exceder su temperatura máxima de unión, calculada como el Voltaje Directo (VF) multiplicado por la Corriente Directa (IF).
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo está clasificado para operar desde -40°C hasta +85°C y puede almacenarse desde -40°C hasta +100°C. Estos rangos aseguran la estabilidad mecánica y química de la resina epoxi y los materiales semiconductores.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. Esto define el perfil térmico máximo que el encapsulado del LED puede soportar durante los procesos de soldadura por ola o por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de funcionamiento (IF=20mA). La columna 'Típ.' representa el valor medio esperado, mientras que 'Mín.' y 'Máx.' definen la dispersión aceptable en la producción.

• Intensidad Luminosa (Iv):40-80 mcd (Típ. 80 mcd). Este es el brillo percibido del LED medido en milicandelas. El amplio rango indica un proceso de clasificación (binning); los diseñadores deben considerar el valor mínimo para escenarios de brillo en el peor caso.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):30 grados (Típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo (en el eje). Un ángulo de 30 grados indica un haz relativamente enfocado, adecuado para indicadores direccionales.
• Longitud de Onda de Pico y Dominante (λp, λd):575 nm y 573 nm respectivamente. La longitud de onda de pico es el punto espectral de máxima potencia radiante. La longitud de onda dominante es el punto de color percibido. Los valores cercanos indican una emisión amarillo-verde espectralmente pura.
• Ancho de Banda del Espectro de Radiación (Δλ):20 nm. Este es el ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima (FWHM). Un ancho de banda de 20 nm es característico de los LED basados en AlGaInP, ofreciendo una buena pureza de color.
• Voltaje Directo (VF):1.7V a 2.4V (Típ. 2.0V). Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando se alimenta con 20mA. Los diseños de circuito deben usar resistencias limitadoras de corriente o drivers dimensionados para el VF máximo para asegurar que la corriente no exceda la clasificación máxima si el voltaje de alimentación es fijo.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máx.) a VR=5V. Esta es la corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente. Típicamente es muy baja para LED en buen estado.

Tolerancias de Medición:La hoja de datos señala incertidumbres específicas: ±0.1V para VF, ±10% para Iv, y ±1.0nm para λd. Estas deben tenerse en cuenta en los cálculos de diseño de precisión.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los datos proporcionados implican una estructura de clasificación basada en parámetros clave de rendimiento para asegurar consistencia en la producción en masa. Aunque no se detalla completamente una matriz de clasificación, de las tablas de especificaciones y explicaciones de etiquetas se puede inferir lo siguiente:

• Clasificación por Intensidad Luminosa / Flujo:El rango de Iv de 40-80 mcd sugiere que los dispositivos se clasifican en grupos según su salida medida a 20mA. El campo 'CAT' en la etiqueta del embalaje probablemente denota este rango o categoría.
• Clasificación por Longitud de Onda / Color:El campo 'HUE' en la etiqueta corresponde a la Longitud de Onda Dominante (λd). Dado que el valor típico es 573 nm, es probable que los lotes de producción se caractericen y etiqueten con su longitud de onda dominante específica para mantener la consistencia de color dentro de una aplicación.
• Clasificación por Voltaje Directo:El rango de VF de 1.7V a 2.4V indica que los LED también pueden agruparse por sus características de voltaje directo. Emparejar VF en circuitos en paralelo puede ayudar a lograr una distribución uniforme de la corriente.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan información crucial sobre el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables, lo cual es esencial para un diseño robusto del circuito y térmico.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva representa gráficamente la distribución espectral de potencia, mostrando un pico alrededor de 575 nm con un FWHM de aproximadamente 20 nm. Confirma la naturaleza monocromática de la salida de luz, centrada en la región amarillo-verde del espectro visible.

4.2 Patrón de Directividad

La curva de directividad (o patrón de radiación) ilustra la distribución espacial de la luz. El ángulo de visión de 30 grados proporcionado se deriva de este patrón. La forma de la curva es típica de una lámpara LED estándar con lente de domo, mostrando un perfil de emisión casi Lambertiano o ligeramente enfocado.

4.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje, típica de un diodo. El voltaje de 'rodilla' está alrededor de 1.8V-2.0V. Más allá de este punto, un pequeño aumento en el voltaje causa un gran aumento en la corriente, destacando la necesidad crítica de regulación de corriente, no de voltaje, al alimentar LEDs.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa (Curva L-I)

Esta curva demuestra la relación entre la corriente de accionamiento y la salida de luz. Es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado, pero se saturará y eventualmente degradará a corrientes muy altas. Operar a los típicos 20mA asegura un buen equilibrio entre eficiencia, brillo y longevidad.

4.5 Características Térmicas

Las curvas paraIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambiente(a voltaje constante) son de crítica importancia. Muestran que la salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente debido a la reducción de la eficiencia cuántica interna y al aumento de la recombinación no radiativa. Por el contrario, para un voltaje aplicado fijo, la corriente directa aumentará con la temperatura porque el voltaje directo del diodo tiene un coeficiente de temperatura negativo. Esto crea un escenario potencial de fuga térmica (thermal runaway) si no se gestiona adecuadamente con un driver de corriente constante.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Dibujo

La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado. Las especificaciones clave derivadas del dibujo y las notas incluyen: todas las dimensiones están en milímetros (mm), la altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm, y la tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario. El dibujo define el espaciado de las patillas, el tamaño del cuerpo y la forma general, lo cual es esencial para el diseño de la huella en el PCB (patrón de soldadura).

5.2 Identificación de Polaridad

Aunque no se detalla explícitamente en el texto proporcionado, las lámparas LED estándar típicamente identifican el cátodo (patilla negativa) mediante un borde plano en la lente, una patilla más corta o una marca en el encapsulado. La huella del PCB debe diseñarse para coincidir con esta polaridad y asegurar la orientación correcta durante el montaje.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Formado de Patillas

• El doblado debe realizarse al menos a 3 mm de la base del bulbo de epoxi para evitar grietas por tensión.
• El formado debe realizarse antes de soldar.
• Cortar las patillas a temperatura ambiente para evitar choque térmico.
• Los orificios del PCB deben alinearse perfectamente con las patillas del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR) al recibir. La vida útil en estas condiciones es de 3 meses.
• Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), usar un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

6.3 Proceso de Soldadura

Regla Crítica:Mantener una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura hasta el bulbo de epoxi.

• Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para un soldador de 30W máximo), tiempo de soldadura máximo 3 segundos.
• Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura de precalentamiento máxima 100°C (durante máximo 60 segundos). Temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante un tiempo máximo de inmersión de 5 segundos.
• Se proporciona un perfil de temperatura de soldadura recomendado, el cual debe seguirse para minimizar el estrés térmico.
• Evitar tensiones mecánicas en las patillas durante e inmediatamente después de la soldadura mientras el dispositivo está caliente.
• No realizar soldadura por inmersión/manual más de una vez.
• Enfriar gradualmente desde la temperatura máxima de soldadura; evitar el enfriamiento rápido por inmersión.

6.4 Limpieza

• Limpiar solo si es necesario, usando alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto. Secar al aire.
• La limpieza ultrasónica está fuertemente desaconsejada. Si es absolutamente necesaria, se requiere una precalificación extensa para determinar niveles de potencia y duración seguros, ya que la energía ultrasónica puede dañar las uniones internas del chip o el encapsulado de epoxi.

6.5 Gestión Térmica

Una gestión térmica efectiva es primordial para el rendimiento y la vida útil del LED. La corriente debe reducirse apropiadamente a temperaturas ambiente más altas, como lo indica la curva de reducción (de-rating) referenciada en la hoja de datos. El diseño debe asegurar que la temperatura alrededor del cuerpo del LED esté controlada, típicamente usando un PCB con alivio térmico adecuado, vías térmicas o un disipador de calor externo para aplicaciones de alta potencia.

6.6 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Estos LED son sensibles a las descargas electrostáticas. La ESD puede causar daños latentes o fallos inmediatos. Siempre manipule los componentes en un área protegida contra ESD usando pulseras y tapetes conductivos conectados a tierra. Utilice embalaje y equipos seguros contra ESD durante todos los procesos de montaje y manipulación.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los dispositivos se embalan para prevenir daños mecánicos y electrostáticos durante el envío y manejo.

• Embalaje Primario:Bolsas antiestáticas.
• Embalaje Secundario:Cajas internas que contienen 5 bolsas.
• Embalaje Terciario:Cajas externas que contienen 10 cajas internas.
• Cantidad de Embalaje:Mínimo 200 a 500 piezas por bolsa. Por lo tanto, una caja externa contiene entre 10,000 y 25,000 piezas (10 cajas internas * 5 bolsas * 200-500 pzas/bolsa).

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje contiene varios códigos para trazabilidad e identificación:

• CPN:Número de Parte del Cliente.
• P/N:Número de Producción del Fabricante (ej., 333-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Cantidad de piezas en la bolsa.
• CAT:Rango o categoría de rendimiento (probablemente relacionado con la clasificación de intensidad luminosa).
• HUE:Código de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Código de referencia.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para:

• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, actividad o modo en electrónica de consumo (TVs, monitores, teléfonos, ordenadores) debido a su alto brillo y ángulo de visión enfocado.
• Retroiluminación:Iluminación de borde para paneles LCD pequeños o retroiluminación de iconos donde se necesita una iluminación uniforme y brillante.
• Pantallas de Panel Frontal:Iluminación para botones, interruptores o medidores de panel.

8.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Limitación de Corriente:SIEMPRE use una resistencia limitadora de corriente en serie o un driver de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando el voltaje directo máximo (2.4V) para asegurar que la corriente nunca exceda los 25mA en las peores condiciones (VF mínimo). Fórmula: R = (V_alimentación - VF_máx) / I_deseada.
• Diseño Térmico:Tenga en cuenta los efectos negativos de la temperatura en la salida de luz y el voltaje directo. Proporcione un área de cobre adecuada en el PCB u otros medios de disipación de calor, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o espacios cerrados.
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en las líneas de señal conectadas a los ánodos/cátodos del LED que estén expuestos a interfaces de usuario o conectores externos.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 30 grados proporciona un haz relativamente estrecho. Para una iluminación más amplia, considere usar una lente difusora o seleccionar un LED con un ángulo de visión nativo más amplio.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque no se proporciona una comparación directa con partes específicas de la competencia, las características diferenciadoras clave de este LED basadas en su hoja de datos son:

• Tecnología del Chip:Utiliza material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), que es altamente eficiente para producir luz ámbar, amarilla y verde en comparación con tecnologías más antiguas.
• Brillo:Ofrece una intensidad luminosa típica de 80 mcd a 20mA, lo cual es competitivo para un encapsulado de lámpara estándar en este color.
• Robustez:La hoja de datos enfatiza una construcción fiable y robusta, con guías detalladas de manejo y soldadura que sugieren un diseño enfocado en resistir los procesos de montaje estándar.
• Cumplimiento Normativo:Declarado como libre de plomo y compatible con RoHS, cumpliendo con las regulaciones ambientales modernas para componentes electrónicos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo alimentar este LED a 30mA para obtener más brillo?

R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua es de 25 mA. Operar a 30mA excede esta clasificación, lo que reducirá significativamente la vida útil del LED, causará una depreciación rápida de los lúmenes y puede llevar a una falla térmica catastrófica.

P2: Mi fuente de alimentación es de 5V. ¿Qué valor de resistencia debo usar para una corriente de accionamiento de 20mA?

R: Use el peor caso (máximo) de VF de 2.4V para un diseño seguro. R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios. El valor estándar más cercano superior es 150 Ohmios. Con 150 Ohmios, la corriente sería aproximadamente (5V - 2.0V)/150 = 20mA (usando VF típico), lo cual es seguro. Siempre verifique la disipación de potencia en la resistencia: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) es suficiente.

P3: ¿Por qué la salida de luz se vuelve más tenue cuando mi dispositivo se calienta?

R: Esta es una característica fundamental de los LED, como se muestra en la curva "Intensidad Relativa vs. Temp. Ambiente". La eficiencia del material semiconductor disminuye al aumentar la temperatura de unión, produciendo menos luz para la misma cantidad de corriente eléctrica. Una mejor gestión térmica en su diseño puede mitigar este efecto.

P4: ¿Puedo usar limpieza ultrasónica para limpiar el PCB después de soldar estos LEDs?

R: No se recomienda en absoluto. La hoja de datos indica que la limpieza ultrasónica puede dañar el LED dependiendo de la potencia y las condiciones de montaje. Si debe usarla, necesita realizar pruebas de precalificación exhaustivas. Alternativas más seguras son usar alcohol isopropílico con cepillado suave o usar fundente "no-clean" que no requiera limpieza posterior a la soldadura.

11. Estudio de Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un grupo de indicadores de estado para un router de red.

Un diseñador necesita 5 indicadores brillantes de color verde-amarillo para encendido, internet, Wi-Fi y dos puertos Ethernet. Elige este LED por su brillo y color.

• Diseño del Circuito:La fuente de alimentación lógica interna del router es de 3.3V. Usando el VF máximo de 2.4V y una corriente objetivo de 18mA (para añadir margen), el valor de la resistencia es (3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 51 Ohmios. La potencia por resistencia es (0.018^2)*51 ≈ 0.0165W.
• Diseño del PCB:La huella del PCB se crea exactamente según el dibujo de dimensiones del encapsulado. Pequeñas pestañas de alivio térmico conectan las almohadillas del LED a un plano de tierra más grande para ayudar con la disipación de calor sin dificultar la soldadura.
• Montaje:El montador sigue las guías: usa protección ESD, forma las patillas (si es necesario) antes de la colocación, y sigue el perfil de reflujo recomendado con una temperatura máxima que no exceda los 260°C.
• Resultado:Los LED proporcionan una indicación clara y brillante con un color consistente en las cinco unidades, y el producto pasa las pruebas de fiabilidad gracias al diseño térmico y eléctrico adecuado.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. El material del chip es AlGaInP. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (aproximadamente 1.7-2.0V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan a través de la unión. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa del semiconductor. Una parte significativa de estas recombinaciones son radiativas, lo que significa que liberan energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica de 573-575 nm (amarillo-verde) está determinada por la energía de la banda prohibida (bandgap) de la composición de aleación AlGaInP utilizada en la capa activa del chip. El encapsulado de resina epoxi difusa verde sirve para proteger el chip, actuar como una lente primaria para dar forma al haz de salida de luz y difundir la luz para crear una apariencia más uniforme.

13. Tendencias Tecnológicas y Contexto

Este componente representa una tecnología madura y principal para LED indicadores monocromáticos. Los LED basados en AlGaInP son el estándar para la emisión eficiente de rojo, ámbar y amarillo-verde. Las tendencias actuales de la industria relevantes para tales dispositivos incluyen:

• Mayor Eficiencia:La investigación continua tiene como objetivo mejorar la eficiencia cuántica interna (IQE) y la eficiencia de extracción de luz (LEE) de estos materiales, lo que lleva a una mayor intensidad luminosa para la misma corriente de entrada o el mismo brillo a menor potencia.
• Miniaturización:Aunque este es un encapsulado de lámpara estándar, la tendencia general es hacia encapsulados de dispositivos de montaje superficial (SMD) más pequeños (ej., 0402, 0201) para diseños de PCB de alta densidad, aunque a menudo con un compromiso en la salida de luz total y la capacidad de disipación de calor.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en las formulaciones de resina epoxi, los materiales de unión del chip (die attach) y las técnicas de unión por alambre (wire bonding) continúan aumentando la vida útil operativa y la tolerancia a la temperatura de los LED.
• Integración Inteligente:Una macro-tendencia en iluminación es la integración de circuitos de control (drivers, comunicación) directamente con los encapsulados LED, creando componentes "inteligentes". Si bien esta parte específica es un LED discreto y simple, comprender sus parámetros básicos es fundamental para trabajar con soluciones más integradas.