Hoja de Datos de Lámpara LED 583SYGD/S530-E2 - Amarillo Verde Brillante - 20mA - 5mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 583SYGD/S530-E2 es un componente de lámpara LED de alta luminosidad diseñado para aplicaciones que requieren una iluminación fiable y robusta. Emite una luz amarillo-verde brillante, lograda mediante un chip de AlGaInP encapsulado en una resina difusora verde. Esta serie ofrece una elección de varios ángulos de visión y está disponible en embalaje de cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.

El producto cumple con las principales normativas medioambientales y de seguridad, incluyendo la directiva RoHS de la UE, REACH de la UE y los requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), lo que garantiza su idoneidad para la fabricación electrónica moderna.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa para su categoría, un ángulo de visión muy amplio de 170 grados para una iluminación extensa y un rendimiento consistente. Su diseño prioriza la fiabilidad en condiciones operativas estándar. Las aplicaciones objetivo se encuentran principalmente en la retroiluminación de electrónica de consumo, incluyendo televisores, monitores de ordenador, teléfonos y equipos informáticos generales donde se requiere un indicador de color o retroiluminación uniforme.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos. Comprender estos valores es crítico para un diseño de circuito correcto y para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

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 para la operación normal.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Exceder esta corriente de forma continua generará un calor excesivo, degradando la estructura interna y la salida luminosa del LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, 1 kHz). Esta especificación permite pulsos de corriente cortos, útiles para esquemas de multiplexación o atenuación PWM, pero la corriente promedio debe permanecer dentro del límite continuo.
• Tensión Inversa (VR):5 V. Aplicar una tensión inversa mayor puede causar una ruptura inmediata de la unión. Se recomienda protección del circuito (por ejemplo, un diodo en serie) si es posible un sesgo inverso.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar como calor a 25°C ambiente. La disipación útil real disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (Operación), -40°C a +100°C (Almacenamiento). Estos definen los límites ambientales para la funcionalidad y el almacenamiento no operativo.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. Esto es crítico para el montaje en PCB, definiendo el perfil térmico máximo que el LED puede soportar durante el reflujo o la soldadura manual.

2.2 Características Electroópticas

Estas características se miden a Ta=25°C e IF=20mA a menos que se indique lo contrario. Representan el rendimiento típico esperado del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):2.5 mcd (Mín), 5 mcd (Típ). Esta es la medida de la salida de luz percibida en la dirección de máxima intensidad. El valor mínimo está garantizado, mientras que el típico es el promedio de producción.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):170° (Típ). Este ángulo excepcionalmente amplio indica que el LED emite luz sobre casi un hemisferio completo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren iluminación difusa de área amplia en lugar de un haz enfocado.
• Longitud de Onda de Pico (λp):575 nm (Típ). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. Para este LED amarillo-verde, se sitúa en la región de 575nm.
• Longitud de Onda Dominante (λd):573 nm (Típ). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, que puede diferir ligeramente de la longitud de onda de pico. La hoja de datos señala una incertidumbre de medición de ±1.0nm.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):20 nm (Típ). Esto define el ancho espectral (Ancho a Media Altura) de la luz emitida, indicando la pureza del color.
• Tensión Directa (VF):1.7V (Mín), 2.0V (Típ), 2.4V (Máx) a 20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED durante su funcionamiento. Los diseños de circuito deben tener en cuenta la VF máxima para garantizar una tensión de accionamiento suficiente. Una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante son esenciales.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máx) a VR=5V. Esta es la corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente en su valor máximo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos hace referencia a un sistema de etiquetado que incluye rangos para parámetros clave, indicando que el producto se clasifica (binned) después de la fabricación.

• CAT:Rangos de Intensidad Luminosa. Los LED se agrupan en función de la salida de luz medida.
• HUE:Rangos de Longitud de Onda Dominante. Los LED se clasifican en grupos según su punto de color preciso (por ejemplo, 573nm ± unos pocos nm).
• REF:Rangos de Tensión Directa. Los LED se clasifican según su Vf para garantizar un comportamiento consistente en circuitos paralelos o para emparejamiento de tensión.

Para un emparejamiento preciso de color y brillo en una aplicación, es necesario especificar o comprender los códigos de clasificación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen una visión más profunda del comportamiento del LED en condiciones variables.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva de distribución espectral muestra la salida de luz en función de la longitud de onda, centrada alrededor de 575nm con un ancho de banda típico de 20nm. Confirma la naturaleza monocromática de la salida de luz.

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico del patrón de radiación ilustra el ángulo de visión de 170 grados, mostrando cómo la intensidad disminuye desde el centro (0 grados). El patrón es típico de un LED estilo lámpara con lente difusora, proporcionando una iluminación muy amplia y uniforme.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial entre corriente y tensión. La tensión de rodilla está alrededor de 1.7V-2.0V. Operando por encima de esta rodilla, la Vf aumenta solo ligeramente con grandes incrementos de corriente, destacando por qué los LED se accionan mejor con una fuente de corriente en lugar de una fuente de tensión.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico demuestra que la salida de luz del LED (intensidad relativa) aumenta con la corriente directa. Sin embargo, no es perfectamente lineal, y la eficiencia puede caer a corrientes muy altas debido al aumento de calor. Operar en o por debajo de los 20mA recomendados garantiza un rendimiento y longevidad óptimos.

4.5 Curvas de Rendimiento Térmico

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta es una característica clave de los LED; la gestión térmica es crucial para mantener el brillo.
Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Probablemente ilustra la necesidad de reducir la corriente (derating) a altas temperaturas para evitar exceder la temperatura máxima de unión y mantener la fiabilidad. La hoja de datos enfatiza que la gestión del calor debe considerarse durante la etapa de diseño.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El encapsulado es un formato estándar de lámpara LED redonda de 5mm. Las notas dimensionales clave incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros.
- La altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm.
- La tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
El dibujo dimensional proporciona medidas críticas para el diseño de la huella en PCB, incluyendo el espaciado de las patillas (2.54mm típico), el diámetro de la lente y la altura total. Se enfatiza la correcta alineación de los orificios para evitar tensiones de montaje.

6. Guías de Soldadura y Montaje

Se proporcionan procedimientos detallados para garantizar que el montaje no dañe el LED.

6.1 Formado de Patillas

• Doblar las patillas en un punto al menos a 3mm de la base del bulbo de epoxi.
• Realizar el formado antes de soldar.
• Evitar tensionar el encapsulado; orificios de PCB desalineados pueden causar tensión y grietas en la resina.
• Cortar las patillas a temperatura ambiente.

6.2 Almacenamiento

• Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR después de la recepción. La vida útil en almacén es de 3 meses bajo estas condiciones.
• Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), usar un recipiente sellado con 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 3mm desde la unión de soldadura al 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 (DIP):Precalentamiento máximo 100°C durante 60 segundos máximo. Temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante 5 segundos máximo.

Se proporciona un gráfico de perfil de soldadura recomendado, enfatizando un calentamiento controlado, mantenimiento de la temperatura pico y enfriamiento controlado. No se recomienda un proceso de enfriamiento rápido. La soldadura (por inmersión o manual) no debe realizarse más de una vez. Evitar golpes mecánicos mientras el LED está caliente.

6.4 Limpieza

Si es necesario, limpiar solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto. No usar limpieza ultrasónica a menos que esté precalificada, ya que puede dañar la estructura interna.

6.5 Gestión Térmica

La hoja de datos establece explícitamente que la gestión del calor debe considerarse durante el diseño. La corriente de operación debe reducirse (derating) en función de la temperatura ambiente, refiriéndose a la curva de derating. Controlar la temperatura alrededor del LED es esencial para mantener la salida de luz y la vida útil del dispositivo.

6.6 Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática)

El LED es sensible a la ESD y a sobretensiones, que pueden dañar el chip. Deben usarse procedimientos adecuados de manipulación ESD (estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas) durante el montaje y la manipulación.

7. Embalaje e Información de Pedido

Los LED se embalan para protegerlos de descargas electrostáticas y humedad.

• Materiales de Embalaje:Bolsa antiestática, colocada dentro de una caja interior, que luego se empaqueta en una caja exterior.
• Cantidad de Embalaje:Mínimo 200 a 500 piezas por bolsa. 5 bolsas por caja interior. 10 cajas interiores por caja exterior (total: 10,000 a 25,000 piezas por caja maestra, dependiendo del conteo de bolsas).
• Explicación de Etiquetas:Las etiquetas incluyen CPN (Número de Parte del Cliente), P/N (Número de Parte del Fabricante), QTY (Cantidad), CAT (Clasificación de Intensidad), HUE (Clasificación de Longitud de Onda), REF (Clasificación de Tensión) y Nº de LOTE.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

Aplicaciones Típicas:Retroiluminación para televisores, monitores, teléfonos y ordenadores donde se necesita un indicador amarillo-verde o iluminación estética. El amplio ángulo de visión lo hace adecuado para iluminación de paneles donde se desea una iluminación uniforme.

Consideraciones de Diseño:
1. Circuito de Accionamiento:Usar siempre una resistencia limitadora de corriente en serie o un driver de corriente constante. Calcular el valor de la resistencia en función de la tensión de alimentación (Vs), la tensión directa máxima (Vf_max) y la corriente deseada (I_f, por ejemplo, 20mA): R = (Vs - Vf_max) / I_f.
2. Diseño Térmico:Asegurar que la PCB y el área circundante permitan la disipación de calor, especialmente si se usan múltiples LED o si la temperatura ambiente es alta. Considerar el uso de un disipador o materiales conductores térmicos si es necesario.
3. Diseño Óptico:La lente difusora proporciona una luz amplia y suave. Para una luz más enfocada, se requeriría una óptica secundaria externa.
4. Fiabilidad:Adherirse estrictamente a los valores máximos absolutos y a las guías de soldadura. Operar por debajo de los 20mA recomendados puede extender significativamente la vida operativa.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque la hoja de datos no incluye una comparación directa con competidores, se pueden inferir los diferenciadores clave de este componente:
- Ángulo de Visión Muy Amplio (170°):Más amplio que muchos LED estándar de 5mm, ofreciendo una luz más difusa.
- Cumplimiento Ambiental:Se declara explícitamente el cumplimiento total de RoHS, REACH y Libre de Halógenos, lo que es crítico para la electrónica moderna.
- Notas de Aplicación Detalladas:La hoja de datos proporciona una guía extensa sobre soldadura, almacenamiento y manipulación, lo que respalda el diseño para la fabricabilidad y la fiabilidad.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo accionar este LED a 30mA para obtener más brillo?
R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua es 25mA. Excederlo arriesga daño permanente y reduce la vida útil. Operar en o por debajo de la condición de prueba de 20mA garantiza un rendimiento fiable.

P: ¿Qué resistencia necesito para una alimentación de 5V?
R: Usando la Vf máxima de 2.4V y una corriente objetivo de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Usar el siguiente valor estándar (por ejemplo, 150 Ohmios) para una corriente ligeramente más segura. Verificar siempre la corriente real en el circuito.

P: ¿Puedo usarlo para aplicaciones exteriores?
R: El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, lo que cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, el encapsulado no está específicamente clasificado para ser impermeable o resistente a los UV. Para uso exterior, sería necesaria protección ambiental adicional (revestimiento conformado, carcasa sellada).

P: ¿Por qué la condición de almacenamiento es tan específica (3 meses)?
R: Los encapsulados de LED pueden absorber humedad del aire. Durante la soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente y causar delaminación interna o grietas (\"efecto palomita\"). La vida útil de 3 meses se basa en los niveles típicos de sensibilidad a la humedad (MSL). Para un almacenamiento más prolongado, se prescribe el método de bolsa seca.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado:Un diseñador necesita múltiples indicadores amarillo-verde uniformes en un panel de control. Selecciona el 583SYGD/S530-E2 por su color y amplio ángulo de visión. Para garantizar consistencia, trabaja con el proveedor para adquirir LED del mismo lote de fabricación y de clasificaciones HUE y CAT específicas. En la PCB, coloca los LED con la huella recomendada, asegurando que los orificios estén alineados para evitar tensión en las patillas. Usa un circuito integrado driver de corriente constante ajustado a 18mA (ligeramente por debajo de la especificación de 20mA) para maximizar la longevidad y minimizar el estrés térmico. Durante el montaje, sigue las guías de soldadura manual, usando un soldador con control de temperatura. El resultado es un panel con indicadores brillantes, uniformes y fiables.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En el 583SYGD/S530-E2, la región activa está hecha de un semiconductor compuesto de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde lados opuestos de la unión p-n. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo-verde (~573-575nm). El encapsulado de resina epoxi verde difusora actúa tanto como una carcasa protectora como una lente, dando forma a la salida de luz en el patrón de haz amplio característico.

13. Tendencias Tecnológicas y Contexto

El formato de lámpara LED de 5mm, como el 583SYGD/S530-E2, representa una tecnología de agujero pasante madura y ampliamente utilizada. Las tendencias actuales en la industria LED se centran fuertemente en encapsulados de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 2835, 3535, 5050) por su menor tamaño, mejor rendimiento térmico a través de las almohadillas de la PCB y su idoneidad para el montaje automatizado de alta velocidad pick-and-place. Sin embargo, los LED de agujero pasante siguen siendo relevantes para aplicaciones que requieren una mayor robustez individual del componente, un prototipado manual más fácil, reparación, o en situaciones donde el tamaño de lente más grande es ópticamente beneficioso. El énfasis en hojas de datos como esta en materiales libres de halógenos y un cumplimiento ambiental integral refleja la tendencia más amplia de la industria hacia una electrónica más ecológica y regulaciones más estrictas en la cadena de suministro. Además, la guía detallada sobre térmica y fiabilidad indica un enfoque de toda la industria en maximizar la vida útil y el rendimiento de los LED a través de un diseño de aplicación adecuado, lo cual es crítico a medida que los LED penetran en aplicaciones más exigentes más allá de simples indicadores.