Hoja de Datos de Lámpara LED 333-2UYD/S530-A3 - Amarillo Brillante - 20mA - 320mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para una lámpara LED de alto brillo y color amarillo brillante. El dispositivo está diseñado para aplicaciones que requieren un rendimiento fiable y una visibilidad mejorada. Utiliza tecnología de chip AlGaInP encapsulado en una resina difusa amarilla, lo que resulta en un color emitido distintivo de amarillo brillante. La serie ofrece una elección de ángulos de visión y está disponible en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.

1.1 Ventajas Principales y Cumplimiento Normativo

El producto está diseñado con la fiabilidad y robustez como características clave. Cumple con las principales normativas medioambientales y de seguridad, garantizando que satisface los estándares modernos de fabricación. Específicamente, el dispositivo cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) de la UE, el reglamento REACH de la UE y está clasificado como libre de halógenos, con límites estrictos en el contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Esto lo hace adecuado para una amplia gama de productos electrónicos de consumo e industriales.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Esta lámpara LED está dirigida al mercado de retroiluminación e indicadores dentro de la electrónica de consumo. Sus aplicaciones principales incluyen su uso como indicador o fuente de retroiluminación en televisores, monitores de ordenador, teléfonos y diversos periféricos informáticos. La combinación de su color, brillo y tamaño del encapsulado lo convierte en un componente versátil para los ingenieros de diseño.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave del dispositivo, tal como se definen en la hoja de datos.

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 normal.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Exceder esta corriente de forma continua generará un calor excesivo, degradando la vida útil y la salida luminosa del LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA (con un ciclo de trabajo de 1/10 y 1 kHz). Esta especificación permite pulsos cortos de corriente más alta, útiles para esquemas de multiplexación o operación pulsada, pero deben gestionarse cuidadosamente para evitar el sobrecalentamiento.
• Tensión Inversa (VR):5 V. Aplicar una tensión inversa mayor que esta 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 en condiciones dadas, calculada a partir de la tensión y corriente directas.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede funcionar desde -40°C hasta +85°C y almacenarse desde -40°C hasta +100°C. Estos amplios rangos garantizan fiabilidad en entornos hostiles.
• Temperatura de Soldadura:260°C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia de temperatura máxima y tiempo para procesos de soldadura por ola o reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en condiciones de prueba estándar (Ta=25°C, IF=20mA a menos que se especifique) y definen el rendimiento del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 100 mcd (mínimo) hasta un valor típico de 320 mcd. Esta es una medida del brillo percibido de la luz amarilla por el ojo humano. El amplio rango indica un proceso de clasificación (binning).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 30 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es 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 y Dominante (λp, λd):Los valores típicos son 591 nm y 589 nm, respectivamente. La longitud de onda de pico es el pico espectral, mientras que la longitud de onda dominante se correlaciona con el color percibido (amarillo brillante).
• Ancho de Banda del Espectro de Radiación (Δλ):Típicamente 15 nm. Esto define la pureza espectral de la luz amarilla emitida.
• Tensión Directa (VF):Varía desde 1.7V (mín.) hasta 2.4V (máx.), con un valor típico de 2.0V a 20mA. Esto es crítico para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 μA a VR=5V. Es deseable una corriente inversa baja.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos hace referencia a un sistema de clasificación (binning) para parámetros clave, esencial para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción.

• CAT (Rangos de Intensidad Luminosa):Este código en la etiqueta del embalaje indica la clasificación específica de intensidad luminosa para ese lote de LEDs.
• HUE (Rangos de Longitud de Onda Dominante):Este código especifica la clasificación de longitud de onda/color, asegurando que el color amarillo esté dentro de una tolerancia definida.
• REF (Rangos de Tensión Directa):Este código indica la clasificación de tensión directa, lo que ayuda a diseñar circuitos de excitación consistentes, especialmente cuando se usan múltiples LEDs en serie.

Los diseñadores deben consultar las tablas de clasificación detalladas del fabricante (no proporcionadas en esta hoja de datos básica) para seleccionar los códigos apropiados según los requisitos de uniformidad de color y brillo de su aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan información sobre cómo se comporta el LED en condiciones variables.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

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

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico de directividad visualiza el ángulo de visión de 30 grados, mostrando cómo disminuye la intensidad de la luz a medida que el ángulo se aleja del eje central.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Esta curva es no lineal, típica de un diodo. Muestra la relación entre la tensión directa aplicada y la corriente resultante. La tensión de rodilla es de aproximadamente 2.0V. Operar por encima de esta rodilla provoca que pequeños cambios en la tensión causen grandes cambios en la corriente, lo que hace necesaria una excitación de corriente constante para una operación estable.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa generalmente aumenta con la corriente directa, pero eventualmente se saturará y luego disminuirá debido a la caída de eficiencia y los efectos de calentamiento. La curva ayuda a determinar la corriente de excitación óptima para el brillo deseado versus la eficiencia y la vida útil.

4.5 Dependencia de la Temperatura

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:La salida luminosa de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva cuantifica esa degradación, lo cual es crucial para aplicaciones que operan en temperaturas ambientales elevadas.
Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva puede mostrar cómo cambia la característica de tensión directa con la temperatura, lo cual es importante para escenarios de excitación a tensión constante.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado pasante radial (redondo) estándar de 3mm. Las notas dimensionales clave incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros.
- La altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm (0.059\").
- La tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
El dibujo dimensionado detallado (implícito en la hoja de datos) especifica el espaciado de terminales, el diámetro del cuerpo, la forma de la lente y la altura total, lo cual es crítico para el diseño de la huella en el PCB y garantizar un ajuste adecuado en la aplicación.

5.2 Identificación de Polaridad y Formado de Terminales

El terminal más largo es típicamente el ánodo (positivo). La hoja de datos enfatiza reglas críticas para el formado de terminales para prevenir daños:
- Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi.
- Realice el formado antes de soldar.
- Evite someter a tensión el encapsulado. Los orificios del PCB desalineados que causen tensión en los terminales pueden degradar el LED.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es vital para la fiabilidad.

6.1 Parámetros del Proceso de Soldadura

Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para soldador de 30W máximo), tiempo de soldadura máximo 3 segundos por terminal.
Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura máxima de precalentamiento 100°C (durante 60 segundos máximo), temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante 5 segundos.
Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta la ampolla de epoxi para evitar choque térmico al chip del LED.

6.2 Perfil de Soldadura Recomendado

Un perfil típico incluye una rampa de precalentamiento, una estabilización térmica, un breve pico a 260°C y una rampa de enfriamiento controlada. No se recomienda un enfriamiento rápido. El proceso debe usar una ola laminar y un fluxado adecuado.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

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

6.4 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto. No use limpieza ultrasónica a menos que sus parámetros (potencia, tiempo) hayan sido precalificados para garantizar que no ocurran daños, ya que la energía ultrasónica puede agrietar el epoxi o dañar los alambres de unión (wire bonds).

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LEDs se empaquetan en bolsas antiestáticas para prevenir daños por ESD. Estas se colocan en cajas internas, que luego se empaquetan en cajas externas para su envío.
Cantidad de Embalaje:Mínimo de 200 a 500 piezas por bolsa. Cinco bolsas se empaquetan en una caja interna. Diez cajas internas se empaquetan en una caja externa.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje incluye varios códigos:
- CPN:Número de Parte del Cliente.
- P/N:Número de Parte del Fabricante (ej., 333-2UYD/S530-A3).
- QTY:Cantidad en el paquete.
- CAT/HUE/REF:Códigos de clasificación para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Tensión Directa, respectivamente.
- LOT No:Número de lote de fabricación trazable.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED debe ser excitado con un mecanismo limitador de corriente. El método más simple es una resistencia en serie. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Para una fuente de 5V y un Vf típico de 2.0V a 20mA, R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Se recomienda un CI excitador o un circuito con transistor para una excitación de corriente constante, especialmente cuando se requiere consistencia de brillo o regulación de intensidad (dimming).

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (60mW máx.), se debe considerar una gestión térmica adecuada durante el diseño del PCB, especialmente en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. Un espaciado adecuado entre componentes y el posible uso de vías térmicas pueden ayudar a disipar el calor de los terminales del LED, evitando el aumento de la temperatura de la unión y la consiguiente pérdida de brillo y vida útil.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs amarillos de tecnología más antigua (ej., basados en GaAsP), este dispositivo de AlGaInP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y un color amarillo más saturado y puro. El ángulo de visión de 30 grados proporciona un buen compromiso entre visibilidad amplia e intensidad direccional, lo que lo hace adecuado tanto para funciones de indicador como de retroiluminación donde un haz enfocado es beneficioso. Su cumplimiento con los estándares modernos libres de halógenos y RoHS es un diferenciador clave para diseños con conciencia medioambiental.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo excitar este LED a 30mA para obtener más brillo?
R: No. El Valor Máximo Absoluto para la corriente directa continua es de 25 mA. Exceder esta especificación conlleva el riesgo de daño permanente y degradación acelerada. Opere a o por debajo de los 20mA recomendados para un rendimiento fiable.
P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Dominante?
R: La Longitud de Onda de Pico es el punto de mayor potencia espectral de salida. La Longitud de Onda Dominante es la longitud de onda única de luz monocromática que parecería tener el mismo color para el ojo humano. A menudo están cerca, como en este caso (591nm vs 589nm).
P: ¿Por qué es tan importante la regla de doblado de terminales a 3mm?
R: Doblar a menos de 3mm de la ampolla de epoxi transmite tensión mecánica directamente a los alambres de unión internos y al dado semiconductor, pudiendo causar rotura inmediata o fallos latentes que se manifiestan más tarde.
P: ¿Cómo interpreto los códigos CAT/HUE/REF en la etiqueta?
R: Estos son códigos internos de clasificación (binning). Para garantizar la consistencia de color y brillo en su producto, debe especificar los rangos de clasificación deseados al realizar el pedido y verificar que los códigos en el material recibido coincidan con su especificación.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un panel de indicadores de estado para un router de red.Se utilizan múltiples LEDs amarillo brillante para mostrar diferentes estados de actividad. Para garantizar una apariencia uniforme, el diseñador especifica una clasificación HUE (longitud de onda) estrecha y una clasificación CAT (intensidad) específica al proveedor. Los LEDs son excitados a través de un pin GPIO de un microcontrolador con una resistencia en serie calculada para una operación de 15mA (para equilibrar brillo y fiabilidad a largo plazo). El diseño del PCB asegura que se mantenga la distancia recomendada de 3mm desde la almohadilla de soldadura hasta el cuerpo del LED. Durante el montaje, se utiliza un proceso de soldadura por ola con un perfil controlado que coincide con la hoja de datos.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. 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). La cúpula de resina difusa amarilla sirve para proteger el chip, dar forma al haz de salida de luz (ángulo de visión de 30 grados) y difundir la luz para crear una apariencia uniforme.

13. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y un menor coste. Para LEDs indicadores como este, las tendencias incluyen una mayor miniaturización (ej., encapsulados de montaje superficial más pequeños), un mayor brillo dentro del mismo rango de potencia y una fiabilidad mejorada bajo operación a mayor temperatura. También existe un impulso continuo para un cumplimiento más amplio de las regulaciones medioambientales y el uso de materiales más sostenibles en el embalaje. El sistema de material subyacente AlGaInP es maduro, pero continúa viendo refinamientos en el crecimiento epitaxial y el diseño del chip para extraer más luz y mejorar la consistencia del rendimiento.