Especificación de Lámpara LED 583UYD/S530-A3 - 5.8mm Redondo - 2.0V - 60mW - Amarillo Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 583UYD/S530-A3 es una lámpara LED de alto brillo y color amarillo brillante, diseñada para aplicaciones de montaje pasante. Este dispositivo utiliza tecnología de semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una emisión amarilla vibrante con una lente de resina amarilla difusa. La serie está diseñada para ofrecer un rendimiento fiable en un encapsulado robusto, lo que la hace adecuada para una variedad de aplicaciones de indicación y retroiluminación donde se requiere un color e intensidad consistentes.

Las ventajas principales de este LED incluyen su elección de ángulos de visión, disponibilidad en cinta y carrete para ensamblaje automatizado, y cumplimiento con los principales estándares ambientales y de seguridad, incluidos RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Sus mercados objetivo principales incluyen electrónica de consumo, telecomunicaciones y periféricos informáticos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo está diseñado para operar dentro de límites eléctricos y térmicos estrictos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. Los valores máximos absolutos definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar continuamente al LED en condiciones normales de funcionamiento.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Esta especificación se aplica a la operación pulsada con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz, permitiendo breves períodos de mayor brillo.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje de polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como Voltaje Directo (VF) * Corriente Directa (IF).
• Temperatura de Operación (Topr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40 a +100 °C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260 °C durante 5 segundos, definiendo la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25 °C e IF=20 mA, proporcionando los datos de rendimiento de referencia.

• Intensidad Luminosa (Iv):El valor típico es 20 mcd, con un mínimo de 10 mcd. Esto cuantifica el brillo percibido de la salida de luz amarilla. La incertidumbre de medición es ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):170 grados (típico). Este ángulo de visión muy amplio indica una lente altamente difusa, haciendo que el LED sea adecuado para aplicaciones que requieren visibilidad desde una amplia gama de perspectivas.
• Longitud de Onda de Pico (λp):591 nm (típico). La longitud de onda a la que la intensidad radiante espectral es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):589 nm (típico). La longitud de onda única que describe el color percibido del LED, con una incertidumbre de medición de ±1.0 nm.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):15 nm (típico). El ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (VF):Varía desde 1.7 V (mín) hasta 2.4 V (máx), con un valor típico de 2.0 V a 20 mA. La incertidumbre de medición es ±0.1 V. Este parámetro es crítico para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA a VR=5V, indicando una buena integridad de la unión.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto utiliza un sistema de binning para categorizar los LED en función de parámetros ópticos y eléctricos clave, garantizando consistencia dentro de una aplicación. Las etiquetas en el embalaje (CAT, HUE, REF) corresponden a estos bins.

• CAT (Rangos de Intensidad Luminosa):Agrupa los LED en función de su intensidad luminosa medida (Iv). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes con un rango de brillo específico.
• HUE (Rangos de Longitud de Onda Dominante):Categoriza los LED según su longitud de onda dominante (λd), que se correlaciona directamente con el tono de amarillo. Esto asegura la uniformidad del color en múltiples indicadores.
• REF (Rangos de Voltaje Directo):Clasifica los LED por su caída de voltaje directo (VF). Los bins de VF consistentes pueden simplificar el diseño de la fuente de alimentación y la regulación de corriente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo en condiciones variables.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia, con un pico aproximadamente en 591 nm (amarillo) y un ancho de banda típico de 15 nm. La forma confirma el uso de la tecnología AlGaInP, conocida por su eficiente emisión amarilla y ámbar.

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico polar ilustra el ángulo de visión de 170 grados, mostrando un patrón de emisión similar al de Lambert suavizado por la resina difusa, resultando en un brillo amplio y uniforme en lugar de un haz enfocado.

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

La curva demuestra la relación exponencial típica de un diodo. En el punto de operación recomendado de 20 mA, el voltaje es típicamente 2.0V. La curva es esencial para diseñar el circuito de accionamiento, especialmente para determinar el valor apropiado de la resistencia limitadora de corriente: R = (Vsupply - VF) / IF.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra que la salida de luz (intensidad relativa) aumenta aproximadamente de forma lineal con la corriente directa hasta la corriente continua máxima nominal. Destaca la importancia de una unidad de corriente estable para un brillo consistente.

4.5 Curvas de Rendimiento Térmico

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta reducción térmica es una característica fundamental de los LED, donde las temperaturas de unión más altas reducen la eficiencia de generación de fotones. Es necesario un disipador de calor adecuado o una reducción de corriente en entornos de alta temperatura.

Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva probablemente pretende mostrar la relación bajo condiciones de voltaje o potencia constante, enfatizando la necesidad de una unidad de corriente constante para compensar el coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensión del Encapsulado

El LED presenta un encapsulado radial pasante redondo estándar de 5.8mm. Las dimensiones clave incluyen el espaciado de las patillas (aproximadamente 2.54mm o 0.1"), el diámetro total y la altura. La altura de la brida se especifica que debe ser inferior a 1.5mm. Las patillas están hechas de un material soldable, y el cuerpo está hecho de resina epoxi amarilla difusa. El cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente o por la patilla más corta, aunque se debe consultar la hoja de datos para el marcado de polaridad específico.

5.2 Diseño de Pads y Distribución en PCB

Para el montaje en PCB, los orificios deben estar alineados con precisión con el diámetro y espaciado de las patillas (2.54mm). Un diseño de pad recomendado incluiría anillos anulares suficientes para una soldadura fiable. La nota enfatiza que la tensión en las patillas durante el montaje puede degradar la resina epoxi y el rendimiento del LED.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños a la resina epoxi del LED y al chip semiconductor.

6.1 Formado de Patillas

• El doblado debe ocurrir al menos a 3 mm de la base del bulbo de epoxi.
• El formado debe realizarse antes de soldar y a temperatura ambiente.
• Evite tensionar el encapsulado; los orificios de PCB desalineados pueden inducir tensiones dañinas.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Recomendado: ≤ 30°C y ≤ 70% de Humedad Relativa.
• La vida útil después del envío es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), use un contenedor sellado con nitrógeno y desecante.
• Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

6.3 Parámetros de Soldadura

Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para soldador de 30W), tiempo máximo de soldadura 3 segundos, mantener una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura al bulbo de epoxi.

Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura máxima de precalentamiento 100°C (60 seg máx), temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante 5 segundos, mantener 3 mm de distancia desde la unión al bulbo.

Notas Críticas:No aplique tensión a las patillas durante la soldadura. No suelde más de una vez. Proteja el LED de golpes mecánicos mientras se enfría. Utilice la temperatura más baja posible para el proceso. Siga el perfil de soldadura recomendado que incluye fases de precalentamiento, contacto con ola laminar y enfriamiento controlado.

6.4 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤ 1 minuto. No utilice limpieza ultrasónica a menos que esté precalificada, ya que la cavitación puede dañar la estructura interna o las uniones.

7. Gestión Térmica y Protección ESD

7.1 Gestión del Calor

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (60mW), un diseño térmico adecuado sigue siendo esencial para la longevidad y la salida de luz estable. La corriente debe reducirse apropiadamente a temperaturas ambientales más altas, como lo indica la curva de reducción. Los diseñadores deben asegurarse de que la temperatura circundante en la aplicación esté controlada y considerar la ruta térmica desde las patillas del LED hasta la PCB.

7.2 Sensibilidad a ESD (Descarga Electroestática)

El chip semiconductor AlGaInP es sensible a las descargas electrostáticas y a los voltajes transitorios. Los eventos ESD pueden causar fallos inmediatos o daños latentes que reducen la fiabilidad a largo plazo. Deben utilizarse controles ESD adecuados (estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas, espuma conductora) durante el manejo y el ensamblaje. Por esta razón, el dispositivo se envasa en bolsas antiestáticas con materiales resistentes a la humedad.

8. Información de Embalaje y Pedido

8.1 Especificación de Embalaje

El producto está disponible a granel y en cinta y carrete. El flujo de embalaje estándar es:

1. Los LED se colocan en bolsas antiestáticas (200-500 piezas por bolsa).

2. Cinco bolsas se empaquetan en una caja interior.

3. Diez cajas interiores se empaquetan en una caja exterior maestra.

8.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas del embalaje incluyen: CPN (Número de Parte del Cliente), P/N (Número de Parte del Fabricante: 583UYD/S530-A3), QTY (Cantidad), CAT/HUE/REF (Códigos de Binning) y LOT No. (Número de Lote para Trazabilidad).

9. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, espera, función activa en televisores, monitores, teléfonos y ordenadores.
• Retroiluminación:Para leyendas en interruptores, teclados o paneles donde se desee un brillo amarillo suave y difuso.
• Señalización de Propósito General:Luces de advertencia, indicadores de atención en equipos de consumo e industriales.

9.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente:Utilice siempre una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. Calcule la resistencia usando R = (Vs - Vf) / If, considerando el Vf máximo de la hoja de datos para asegurar que If no exceda las especificaciones.
• Ángulo de Visión:El ángulo de 170 grados lo hace ideal para indicadores en paneles frontales, pero menos adecuado para aplicaciones de haz enfocado.
• Consistencia del Color:Para matrices de múltiples LED, especifique bins ajustados de HUE y CAT para asegurar una apariencia uniforme.
• Distribución en PCB:Asegúrese de que los orificios estén correctamente espaciados para evitar tensión en las patillas. Proporcione suficiente área de cobre alrededor de las patillas para disipación de calor si opera a altas temperaturas ambientales.

10. Comparación Técnica y Diferenciación

El 583UYD/S530-A3 se diferencia en el mercado a través de varias características clave. En comparación con los LED amarillos de tecnología más antigua (por ejemplo, que usan luz filtrada o materiales menos eficientes), el chip AlGaInP proporciona un mayor brillo y una pureza de color superior. El amplio ángulo de visión de 170 grados con resina difusa ofrece una emisión más agradable y suave en comparación con las lentes de agua claras de ángulo estrecho. Su cumplimiento con los estándares ambientales modernos (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) lo hace adecuado para mercados globales con regulaciones estrictas. La disponibilidad en cinta y carrete respalda procesos de ensamblaje automatizado de alto volumen y rentables.

11. Preguntas Frecuentes (FAQ)

11.1 ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?

La condición de prueba estándar es 20 mA, que es un punto de operación seguro y típico muy por debajo del máximo absoluto de 25 mA. Para una máxima longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura, es recomendable operar por debajo de 20 mA.

11.2 ¿Cómo identifico el cátodo?

Aunque no se muestra explícitamente en el texto proporcionado, la práctica estándar para este tipo de encapsulado es que el cátodo es la patilla más corta y/o está indicado por un borde plano en la lente de plástico redonda. Verifique siempre con la muestra física o el dibujo del fabricante.

11.3 ¿Puedo accionar este LED con una fuente de 5V?

Sí, pero es obligatoria una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con un Vf típico de 2.0V y un If deseado de 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohmios. Use el Vf máximo (2.4V) para calcular el valor mínimo seguro de la resistencia: R_min = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Una resistencia de 150 ohmios es una elección adecuada.

11.4 ¿Por qué disminuye el brillo con el tiempo/la temperatura?

Los LED experimentan depreciación de lúmenes. Las altas temperaturas de unión aceleran este proceso debido al aumento de la generación de defectos en la red cristalina del semiconductor. Asegurar una gestión térmica adecuada y accionar el LED por debajo de sus especificaciones máximas ralentiza esta degradación.

12. Estudio de Caso de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñando un panel de múltiples indicadores para un módem de escritorio.El panel requiere luces amarillas difusas distintas para los estados de "Encendido", "Internet" y "Wi-Fi". Se selecciona el 583UYD/S530-A3 por su amplio ángulo de visión, asegurando visibilidad desde varias posiciones del escritorio, y su color amarillo brillante ofrece un buen contraste contra un bisel negro. Para asegurar un brillo y color uniformes en los tres LED, el diseñador especifica un rango de binning ajustado para CAT (Intensidad Luminosa) y HUE (Longitud de Onda Dominante) en la orden de compra. Se implementa un circuito de accionamiento simple utilizando el riel de 3.3V del módem y resistencias limitadoras de corriente de 68 ohmios por LED, resultando en una corriente directa de aproximadamente 19 mA ((3.3V - 2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA). La distribución en PCB coloca los orificios de los LED precisamente a 2.54 mm de distancia e incluye pequeñas áreas de cobre conectadas a las patillas del cátodo para ayudar en la disipación de calor.

13. Introducción al Principio Tecnológico

El 583UYD/S530-A3 se basa en material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, amarillo (~589-591 nm). La resina epoxi amarilla difusa cumple múltiples propósitos: actúa como una lente para dar forma a la salida de luz, proporciona protección mecánica y ambiental para el delicado chip semiconductor y las uniones de alambre, y contiene fósforos o partículas de difusión para dispersar la luz y crear el amplio y uniforme ángulo de visión.

14. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La industria LED continúa evolucionando hacia una mayor eficiencia, mayor fiabilidad y miniaturización. Si bien los LED pasantes como el 583UYD siguen siendo vitales para muchas aplicaciones, especialmente donde la robustez y la facilidad de ensamblaje manual son prioridades, existe una fuerte tendencia de mercado hacia encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0805, 2835) para el ensamblaje automatizado de PCB. Los futuros desarrollos en la tecnología AlGaInP pueden centrarse en mejorar aún más la eficacia luminosa (lúmenes por vatio) y la estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. Además, la integración de electrónica de accionamiento y funciones inteligentes directamente en los encapsulados LED es una tendencia en curso, aunque para lámparas indicadoras simples como esta, el enfoque de componente discreto ofrece rentabilidad y flexibilidad de diseño.