Hoja de Datos de Lámpara LED 523-2UYD/S530-A3 - 5mm Redonda - Voltaje 2.0V - Amarillo Brillante - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El modelo 523-2UYD/S530-A3 es una lámpara LED de agujero pasante de alta luminosidad, diseñada para aplicaciones generales de indicación. Utiliza tecnología de chip AlGaInP para producir una salida de luz difusa de color amarillo brillante. El dispositivo se caracteriza por su rendimiento confiable, su amplio ángulo de visión y su cumplimiento con las principales directivas medioambientales, incluyendo RoHS, REACH y los requisitos libres de halógenos.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Luminosidad:Específicamente diseñado para aplicaciones que requieren una mayor intensidad luminosa.
• Amplio Ángulo de Visión:Un ángulo de media intensidad típico de 120 grados garantiza una buena visibilidad desde diversas perspectivas.
• Cumplimiento Medioambiental:El producto cumple con las regulaciones RoHS y REACH de la UE. También está libre de halógenos, con un contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) cada uno por debajo de 900 ppm y su suma por debajo de 1500 ppm.
• Flexibilidad de Embalaje:Disponible en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.
• Construcción Robusta:Diseñado para una operación confiable y duradera en entornos electrónicos típicos.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido principalmente a los sectores de electrónica de consumo y tecnología de la información. Sus aplicaciones clave incluyen indicadores de estado, retroiluminación e iluminación de paneles en dispositivos como televisores, monitores de computadora, teléfonos y periféricos informáticos en general.

2. Parámetros Técnicos: Análisis Objetivo en Profundidad

La siguiente sección proporciona un desglose detallado y objetivo de las especificaciones técnicas clave del LED, tal como se definen en la hoja de datos. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estas condiciones y debe evitarse para un funcionamiento confiable.

• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA - La corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA - Aplicable solo en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V - El voltaje máximo que se puede aplicar en dirección inversa.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW - La potencia máxima que el dispositivo puede disipar.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C - El rango de temperatura ambiente para operación normal.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos - La temperatura máxima permitida durante la soldadura por ola o manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento del dispositivo en condiciones típicas de operación (I_F= 20 mA).

• Intensidad Luminosa (I_v):12.5 mcd (Típico), 6.3 mcd (Mínimo). Esta es el brillo percibido del LED. La incertidumbre de medición es de ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):120° (Típico). El rango angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de la intensidad máxima.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):591 nm (Típico). La longitud de onda a la cual la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):589 nm (Típico). La longitud de onda única percibida por el ojo humano, que define el color. La incertidumbre de medición es de ±1.0 nm.
• Ancho de Banda del Espectro de Radiación (Δλ):15 nm (Típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima.
• Voltaje Directo (V_F):2.0 V (Típico), con un rango de 1.7 V (Mín) a 2.4 V (Máx). La incertidumbre de medición es de ±0.1 V.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máximo) a V_R= 5 V.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos indica el uso de un sistema de binning para categorizar los LED según variaciones clave en el rendimiento. Esto garantiza la consistencia dentro de un lote de producción para parámetros de diseño críticos. Las etiquetas referenciadas son:

• CAT:Rangos de Intensidad Luminosa (I_v). Agrupa los LED por su brillo medido.
• HUE:Rangos de Longitud de Onda Dominante (λ_d). Agrupa los LED por su punto de color preciso.
• REF:Rangos de Voltaje Directo (V_F). Agrupa los LED por su caída de voltaje a una corriente especificada.

Los diseñadores deben consultar la información de binning específica del fabricante para una selección precisa en aplicaciones críticas de color o brillo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Estas son esenciales para un diseño de circuito robusto.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia, con un pico alrededor de 591 nm (amarillo) y un ancho de banda típico de 15 nm, confirmando la naturaleza monocromática del chip AlGaInP.

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico polar ilustra el ángulo de visión típico de 120 grados, mostrando un patrón de emisión similar a Lambertiano común en LED difusos, proporcionando una iluminación amplia y uniforme.

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

Esta curva demuestra la relación exponencial típica de un diodo. En el punto de operación recomendado de 20 mA, el voltaje directo es aproximadamente 2.0V. La curva es crucial para diseñar la resistencia limitadora de corriente.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La salida luminosa aumenta de manera superlineal con la corriente. Aunque el dispositivo está clasificado para 25 mA de corriente continua, la salida de luz a 20 mA es el estándar caracterizado. Operar por encima de 20 mA aumenta el brillo, pero también la disipación de potencia y la temperatura de la unión.

4.5 Características Térmicas

Se proporcionan dos curvas clave:
Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra que la salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Este es un factor crítico de desclasificación para entornos de alta temperatura.
Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Se relaciona implícitamente con la necesidad de desclasificar la corriente a altas temperaturas para mantener la confiabilidad y prevenir una depreciación acelerada de los lúmenes.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED es un paquete radial redondo estándar de 5mm. Las notas dimensionales clave del dibujo incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
• La altura de la brida (el borde en la base de la cúpula) debe ser inferior a 1.5mm.
• La tolerancia por defecto para dimensiones no especificadas es de ±0.25mm.
• El dibujo especifica el espaciado de las patillas, el diámetro y la altura de la cúpula, y la longitud y el diámetro de las patillas, que son estándar para el montaje en PCB de agujero pasante.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la brida de plástico del LED y/o por la patilla más corta. El ánodo es la patilla más larga. Se debe observar la polaridad correcta durante la instalación.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para evitar daños al LED.

6.1 Formado de Patillas

• El doblado debe realizarse al menos a 3 mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Forme las patillas antes de soldar.
• Evite tensionar el paquete. Los orificios de la PCB desalineados que causen tensión en las patillas pueden degradar la resina epoxi.
• Corte las patillas a temperatura ambiente.

6.2 Proceso de Soldadura

Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para un soldador de 30W máximo), tiempo de soldadura máximo 3 segundos. Mantenga una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.
Soldadura por Ola (DIP):Temperatura de precalentamiento máxima 100°C (durante 60 segundos máximo). Temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante 5 segundos. Mantenga una distancia mínima de 3 mm.
Reglas Generales:Evite tensionar las patillas durante la alta temperatura. No suelde más de una vez. Proteja el LED de golpes hasta que se enfríe a temperatura ambiente. Evite el enfriamiento rápido. Se proporciona un gráfico de perfil de temperatura de soldadura recomendado, que muestra un calentamiento gradual, un pico de 260°C durante 5 segundos y un enfriamiento controlado.

6.3 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante no más de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica a menos que sus efectos hayan sido precalificados para el ensamblaje específico, ya que la energía ultrasónica puede dañar la estructura del LED.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

Después del envío, los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil de almacenamiento recomendada es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta un año), utilice un recipiente sellado con atmósfera de nitrógeno y absorbente de humedad.

7. Gestión Térmica y ESD

7.1 Gestión del Calor

Un diseño térmico adecuado es crítico. La corriente de operación debe desclasificarse apropiadamente en función de la temperatura ambiente, consultando la curva de desclasificación. Controlar la temperatura que rodea al LED en la aplicación prolonga la vida útil y mantiene la salida de luz.

7.2 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

El producto es sensible a la descarga electrostática o a sobretensiones. Se deben seguir las precauciones estándar de ESD durante el manejo y el montaje, incluido el uso de estaciones de trabajo y pulseras con conexión a tierra.

8. Embalaje e Información de Pedido

8.1 Especificación de Embalaje

Los LED se empaquetan en materiales antiestáticos y resistentes a la humedad.

• Paquete Unitario:Mínimo 200 a 500 piezas por bolsa antiestática.
• Cartón Interno:5 bolsas por cartón interno.
• Cartón Maestro (Exterior):10 cartones internos por cartón maestro.

8.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje contienen la siguiente información:

• CPN:Número de Producción del Cliente.
• P/N:Número de Producción (número de pieza del fabricante).
• QTY:Cantidad de Embalaje.
• CAT/HUE/REF:Códigos de binning para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Voltaje Directo, respectivamente.
• LOT No:Número de Lote Rastreable.

9. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

9.1 Diseño del Circuito

Se requiere una resistencia en serie simple para limitar la corriente a través del LED. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Usando el V_Ftípico de 2.0V y una I_Fdeseada de 20 mA con una fuente de 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. La potencia nominal de la resistencia debe ser I²R = (0.02)²* 150 = 0.06W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W o 1/4W es suficiente.

9.2 Diseño de PCB

Asegúrese de que los diámetros de los orificios de la PCB coincidan con el diámetro de las patillas con la tolerancia apropiada. Los orificios deben estar alineados para evitar tensionar las patillas durante la inserción. Para obtener los mejores resultados de soldadura, siga la regla de distancia mínima de 3 mm desde la bombilla de epoxi.

9.3 Consistencia del Brillo

Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme en múltiples indicadores, especifique bins estrechos para intensidad luminosa (CAT) y longitud de onda dominante (HUE) al proveedor.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

El 523-2UYD/S530-A3 se diferencia por su combinación específica de atributos:

• Tecnología del Chip:Utiliza AlGaInP, que es altamente eficiente para colores amarillo, naranja y rojo en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP.
• Color y Luminosidad:Ofrece un color "amarillo brillante" con buena intensidad luminosa (12.5 mcd típico) para un LED estándar de 5mm.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión de 120 grados es superior a los LED de ángulo más estrecho para aplicaciones donde la visibilidad fuera del eje es importante.
• Cumplimiento:El cumplimiento medioambiental integral (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es una ventaja clave para la fabricación moderna de electrónica.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo operar este LED a su corriente continua máxima de 25 mA?
R: Sí, pero tenga en cuenta que las características electro-ópticas se especifican a 20 mA. Operar a 25 mA producirá una mayor salida de luz, pero también aumentará la disipación de potencia (P_d= V_F* I_F) y la temperatura de la unión, lo que puede afectar la confiabilidad a largo plazo y causar una depreciación más rápida de los lúmenes. Considere siempre la gestión térmica.

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?
R: La Longitud de Onda de Pico (591 nm) es el pico físico del espectro de luz que emite el LED. La Longitud de Onda Dominante (589 nm) es la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color, calculada a partir del espectro completo y la sensibilidad del ojo. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Qué tan crítica es la regla de distancia de 3 mm para soldar?
R: Muy crítica. Soldar a menos de 3 mm de la bombilla de epoxi puede transferir un calor excesivo al paquete del LED, dañando potencialmente el chip semiconductor, degradando la lente de epoxi o rompiendo las conexiones internas de alambre, lo que lleva a fallos inmediatos o latentes.

12. Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de indicadores de estado para un router de red con cuatro LED amarillos.
Requisitos:Brillo y color consistentes, visibles desde un ángulo amplio, operación confiable en un entorno de hasta 60°C.
Pasos de Diseño:

1. Selección:Se elige el 523-2UYD/S530-A3 por su salida amarilla brillante, ángulo de visión de 120° y rango de operación de -40 a +85°C.
2. Binning:Para garantizar la consistencia visual, el pedido especifica bins estrechos para CAT (Intensidad Luminosa) y HUE (Longitud de Onda Dominante).
3. Diseño del Circuito:Usando una fuente de sistema de 3.3V, la resistencia limitadora de corriente se calcula: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω (use el valor estándar de 68 Ω). Potencia: (0.02^2)*68 = 0.027W.
4. Consideración Térmica:A una temperatura ambiente de 60°C, se debe consultar la curva de desclasificación. Es posible que sea necesario reducir la corriente de accionamiento por debajo de 20 mA para mantener la vida útil, o el diseño de la PCB debe garantizar que los LED no se coloquen cerca de otras fuentes de calor.
5. Montaje:Los orificios de la PCB se perforan según las especificaciones. Durante la soldadura por ola, el perfil se ajusta para que coincida con los 260°C recomendados durante 5 segundos, asegurando que los cuerpos de los LED no se sumerjan más allá del punto de 3 mm.

13. Introducción al Principio Tecnológico

El LED se basa en un chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, amarillo (~589-591 nm). El chip está encapsulado en una resina epoxi difusa de color amarillo. Las partículas de difusión en la resina dispersan la luz, creando el amplio ángulo de visión de 120 grados y una apariencia más suave y uniforme en comparación con una lente transparente.

14. Tendencias y Contexto de la Industria

Si bien los LED de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños por su pequeño tamaño y adecuación para el montaje automatizado pick-and-place, los LED de agujero pasante como el paquete redondo de 5mm siguen siendo relevantes. Su demanda persiste en varias áreas: kits educativos y prototipos debido a la facilidad de soldadura manual; aplicaciones que requieren una confiabilidad muy alta y conexiones mecánicas robustas; mantenimiento y fabricación de productos heredados; y situaciones donde el tamaño de lente más grande es beneficioso para la salida de luz o el ángulo de visión. La tendencia para estos componentes es hacia una mayor eficiencia, un mayor brillo por unidad de potencia de entrada y un cumplimiento más estricto de las regulaciones ambientales y de materiales globales, todo lo cual se refleja en las especificaciones de esta hoja de datos.