Hoja de Datos del Array de Lámparas LED A203B/SUR/S530-A3 - Dimensiones 5.0x2.0x4.0mm - Voltaje 2.0V - Potencia 60mW - Rojo Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El A203B/SUR/S530-A3 es un array de lámparas LED de baja potencia y alta eficiencia, diseñado principalmente para su uso como indicador en instrumentos electrónicos. El producto consiste en un soporte plástico combinado con lámparas LED individuales, formando un array versátil que puede montarse fácilmente en placas de circuito impreso o paneles. Sus ventajas principales incluyen un consumo de energía mínimo, rentabilidad y una excelente flexibilidad de diseño para combinaciones de colores. El mercado objetivo abarca fabricantes de electrónica de consumo, paneles de control industrial, instrumentación y cualquier aplicación que requiera una indicación de estado o función clara y fiable.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Bajo Consumo de Energía:Optimizado para un funcionamiento energéticamente eficiente, lo que lo hace adecuado para dispositivos alimentados por batería o sensibles a la potencia.
• Alta Eficiencia y Bajo Coste:Proporciona una salida luminosa brillante en relación con su potencia de entrada, ofreciendo una relación rendimiento-coste favorable.
• Flexibilidad de Diseño:Permite un buen control y combinaciones libres de colores de LED dentro del array, posibilitando soluciones de indicación personalizadas.
• Diseño Mecánico:Cuenta con un mecanismo de bloqueo seguro y está diseñado para un ensamblaje sencillo. El array es apilable tanto vertical como horizontalmente, facilitando diseños modulares y que ahorran espacio.
• Montaje Versátil:Puede montarse en PCBs o paneles con facilidad.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo (Pb-free), cumple con la directiva RoHS, satisface los requisitos REACH de la UE y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

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.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que puede aplicarse continuamente al LED.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz). Se permiten pulsos cortos de corriente más alta bajo condiciones de pulso específicas.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar a Ta=25°C.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +100 °C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260 °C durante 5 segundos. Define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Voltaje Directo (V_F):2.0V (Típ.), con un rango de 1.7V a 2.4V. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de accionamiento pueda proporcionar este voltaje.
• Intensidad Luminosa (I_V):200 mcd (Típ.), con un mínimo de 100 mcd. Esto cuantifica el brillo percibido de la salida de luz roja.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):30 grados (Típ.). Esto define la dispersión angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de la intensidad máxima. Un ángulo de 30 grados indica un haz relativamente enfocado, adecuado para indicación direccional.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):632 nm (Típ.). La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es mayor.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):624 nm (Típ.). La longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el color como "Rojo Brillante".
• Ancho de Banda del Espectro de Radiación (Δλ):20 nm (Típ.). El ancho espectral de la luz emitida, indicando la pureza del color.
• Material del Chip:AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Este material semiconductor es conocido por su alta eficiencia en el rango de colores rojo a ámbar.
• Color de la Resina:Rojo Difuso. La lente está teñida de rojo y es difusa para suavizar la salida de luz y mejorar la uniformidad del ángulo de visión.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

3.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia, con un pico alrededor de 632 nm (típico) y un ancho de banda de aproximadamente 20 nm. Confirma que el color emitido está en el espectro rojo.

3.2 Patrón de Directividad

Ilustra la distribución espacial de la intensidad de la luz, correlacionándose con el ángulo de visión de 30 grados. El patrón muestra una distribución Lambertiana o casi Lambertiana común en LEDs difusos.

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

Esta curva no lineal es esencial para el diseño del driver. Muestra que V_Faumenta con I_F. Para una operación estable, es obligatorio un resistor limitador de corriente o un driver de corriente constante, ya que los LEDs son dispositivos accionados por corriente.

3.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Demuestra que la salida de luz (intensidad) es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento del calor.

3.5 Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente

Muestra la dependencia negativa de la temperatura en la salida luminosa. A medida que la temperatura ambiente (T_a) aumenta, la intensidad luminosa típicamente disminuye. Esta reducción por temperatura debe considerarse en aplicaciones de alta temperatura.

3.6 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Indica cómo la característica de corriente directa podría cambiar con la temperatura. Subraya la importancia de la gestión térmica para mantener un rendimiento consistente.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dibujo mecánico especifica el tamaño físico del array de lámparas LED. Las dimensiones clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, el espaciado de las patillas y la posición de la ampolla de epoxi. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25mm, salvo que se indique lo contrario. El espaciado de las patillas se mide en el punto donde emergen del cuerpo del encapsulado, lo cual es crítico para el diseño de la huella en la PCB.

4.2 Identificación de Polaridad

Aunque no se detalla explícitamente en el texto proporcionado, los arrays de LED típicos tienen marcas (como un borde plano, una muesca o una patilla más larga) para indicar el cátodo. La huella en la PCB debe diseñarse para coincidir con esta polaridad y garantizar la orientación correcta durante el ensamblaje.

5. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

5.1 Formado de Patillas

• El doblado debe realizarse al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi para evitar tensiones en el encapsulado.
• Forme las patillas antes de soldar.
• Evite aplicar tensión al encapsulado durante el formado.
• Corte las patillas a temperatura ambiente.
• Asegúrese de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con las patillas del LED para evitar tensiones de montaje.

5.2 Condiciones de Almacenamiento

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

5.3 Proceso de Soldadura

Regla General:Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta la ampolla de epoxi.

Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador ≤ 300°C (para un soldador de 30W máximo), tiempo de soldadura ≤ 3 segundos.

Soldadura por Ola/Inmersión:Precalentamiento ≤ 100°C (durante ≤ 60 seg), temperatura del baño de soldadura ≤ 260°C durante ≤ 5 segundos.

Notas Críticas:

• Evite tensiones en las patillas durante las fases de alta temperatura.
• No suelde (por inmersión o manual) más de una vez.
• Proteja el LED de golpes mecánicos hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de soldar.
• Evite el enfriamiento rápido desde la temperatura máxima.
• Utilice siempre la temperatura de soldadura efectiva más baja.

5.4 Limpieza

• Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤ 1 minuto.
• Seque a temperatura ambiente.
• Evite la limpieza ultrasónica. Si es inevitable, califique previamente el proceso para asegurarse de que no se produzcan daños.

5.5 Gestión Térmica

Un diseño térmico adecuado es esencial. La corriente de operación debe reducirse apropiadamente en función de la temperatura ambiente de la aplicación y la ruta térmica, consultando las curvas de reducción (implícitas en la hoja de datos). Una disipación de calor inadecuada puede provocar una reducción en la salida de luz, un envejecimiento acelerado y un fallo prematuro.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificación de Embalaje

Los componentes se embalan para prevenir descargas electrostáticas (ESD) y daños por humedad. El sistema de embalaje incluye:

• Placas o bandejas antiestáticas.
• Cajas interiores.
• Cajas maestras (exteriores).

6.2 Cantidad de Embalaje

• 200 piezas por bolsa.
• 4 bolsas por caja interior (800 piezas en total por caja interior).
• 10 cajas interiores por caja exterior (8000 piezas en total por caja maestra).

6.3 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas contienen información clave para trazabilidad e identificación:

• CPN: Número de Pieza del Cliente.
• P/N: Número de Pieza del Fabricante (ej., A203B/SUR/S530-A3).
• QTY: Cantidad en el paquete.
• CAT: Grado de rendimiento o bin.
• HUE: Longitud de onda dominante.
• REF: Código de referencia.
• LOT No: Número de lote de fabricación para trazabilidad.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Principalmente utilizado como indicadores para mostrar estado, grado, función o posición en una amplia gama de instrumentos electrónicos. Ejemplos incluyen:

• Indicadores de encendido/apagado en electrodomésticos de consumo.
• Indicadores de modo o estado en paneles de control industrial.
• Indicadores de nivel en equipos de audio o instrumentos de prueba.
• Marcadores de posición en dispositivos con múltiples configuraciones.

7.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante para establecer la corriente directa (I_F). El valor de la resistencia se puede calcular usando R = (V_suministro- V_F) / I_F.
• Margen de Voltaje:Tenga en cuenta la variación en V_F(1.7V a 2.4V) al diseñar el circuito de accionamiento para garantizar un brillo consistente entre unidades.
• Protección contra Voltaje Inverso:Aunque el LED puede soportar 5V en inverso, es una buena práctica evitar condiciones de polarización inversa en el circuito. En aplicaciones de CA o señales bipolares, puede ser necesario un diodo de protección en paralelo (polarizado inversamente).
• Diseño de PCB:Diseñe la huella según las dimensiones del encapsulado y el espaciado de las patillas. Asegure un espacio libre adecuado alrededor de la ampolla de epoxi según las directrices de soldadura.

7.3 Apilamiento y Ensamblaje

El diseño apilable (vertical y horizontalmente) permite crear arrays densos o formas de indicador personalizadas. Al apilar, asegure el espacio libre mecánico y considere el posible acoplamiento térmico entre unidades adyacentes.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien una comparación directa requiere datos específicos de la competencia, el A203B/SUR/S530-A3 ofrece varias características diferenciadoras:

• Formato de Array:El soporte plástico integrado con lámparas combinables simplifica el ensamblaje y la alineación en comparación con montar múltiples LEDs discretos.
• Apilabilidad:Esta característica modular no es común en todos los LEDs indicadores, ofreciendo una flexibilidad de diseño única para disposiciones verticales u horizontales.
• Cumplimiento Integral:El cumplimiento simultáneo de RoHS, REACH y estándares estrictos libres de halógenos lo hace adecuado para los mercados globales más exigentes y diseños con conciencia ambiental.
• Rendimiento Equilibrado:Ofrece una buena combinación de brillo (200 mcd típ.), ángulo de visión (30 grados) y bajo voltaje directo (2.0V típ.) para un LED rojo de AlGaInP.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la corriente de operación recomendada para este LED?
R1: La hoja de datos especifica características a I_F=20mA, que es un punto de operación común. La corriente continua máxima es de 25 mA. Para una longevidad y eficiencia óptimas, se recomienda operar a 20mA o por debajo.

P2: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente lógica de 5V o 3.3V?
R2: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente. Para una fuente de 5V y un objetivo I_Fde 20mA, con un V_Ftípico de 2.0V, el valor de la resistencia sería (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohmios. Use un cálculo similar para 3.3V.

P3: ¿Cómo identifico el ánodo y el cátodo?
R3: Consulte el dibujo del encapsulado para ver las marcas de polaridad. Típicamente, la patilla más larga es el ánodo (positivo), o el encapsulado puede tener un lado plano o una muesca cerca del cátodo.

P4: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones exteriores?
R4: El rango de temperatura de operación es de -40 a +85°C, lo que cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, el encapsulado no está específicamente clasificado para ser resistente al agua o a los rayos UV. Para uso exterior, sería necesaria protección ambiental adicional (revestimiento conformado, carcasa sellada).

P5: ¿Por qué es importante la condición de almacenamiento?
R5: Los LEDs son sensibles a la absorción de humedad. Un almacenamiento inadecuado puede provocar "efecto palomita" o daños internos durante el proceso de soldadura a alta temperatura debido a la rápida expansión del vapor.

10. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un indicador de carga de batería de múltiples niveles para un dispositivo portátil.
Implementación:Utilice múltiples arrays de lámparas A203B/SUR/S530-A3, cada uno representando un nivel de carga (ej., 25%, 50%, 75%, 100%). Se pueden apilar verticalmente para formar un gráfico de barras. Un microcontrolador simple o un CI medidor de batería dedicado monitorearía el voltaje de la batería. En diferentes umbrales de voltaje, encendería el número correspondiente de arrays de LED mediante interruptores de transistor. El ángulo de visión de 30 grados garantiza que el indicador sea claramente visible desde el frente, mientras que el bajo V_Fy el requisito de corriente minimizan la carga en la batería que se está monitoreando. El diseño apilable simplifica el diseño físico en la PCB.

11. Principio de Funcionamiento

El A203B/SUR/S530-A3 es una fuente de luz de estado sólido basada en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones del semiconductor AlGaInP de tipo n se recombinan con los huecos del material de tipo p en la región activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, rojo brillante a aproximadamente 624-632 nm. La lente de resina epoxi roja difusa sirve para extraer la luz del semiconductor, dar forma al haz (ángulo de visión de 30 grados) y proporcionar protección mecánica y ambiental para el chip.

12. Tendencias Tecnológicas

Los LEDs indicadores como el A203B/SUR/S530-A3 continúan evolucionando dentro de las tendencias más amplias de la tecnología LED. Existe un impulso constante hacia una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), lo que para LEDs de color a menudo implica optimizar la estructura epitaxial y los sistemas de fósforo (aunque menos relevante para AlGaInP de color directo). La miniaturización sigue siendo una tendencia clave, permitiendo indicadores más pequeños en dispositivos compactos. La integración es otra dirección, con circuitos de accionamiento más complejos o múltiples colores (RGB) incorporados en encapsulados únicos. Además, la demanda de un cumplimiento ambiental y sostenibilidad aún más estrictos impulsa el desarrollo de nuevos materiales más ecológicos para encapsulados y sustratos. El concepto apilable y modular visto en este producto se alinea con la tendencia hacia la flexibilidad de diseño y la facilidad de ensamblaje en la fabricación electrónica moderna.