Hoja de Datos del LED 313-2UYD/S530-A3 - Amarillo Brillante - 20mA - 2.0V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas de un LED de alta luminosidad y color amarillo brillante. El dispositivo está diseñado con tecnología de chip AlGaInP, encapsulado en resina difusa amarilla, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una visibilidad mejorada y un rendimiento confiable. La 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 está diseñado para ser robusto y fiable, cumpliendo con normas clave medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Su objetivo principal de diseño es ofrecer niveles de brillo superiores para una gama de aplicaciones electrónicas de consumo e industrial.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Los límites operativos del dispositivo se definen en condiciones de Ta=25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Esta es la corriente máxima de CC que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Este valor se aplica en condiciones de pulso con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso más allá de este límite puede dañar la unión del LED.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar.
• 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. El rango de temperatura seguro para almacenar el dispositivo cuando no está en funcionamiento.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260 °C durante 5 segundos. La temperatura y tiempo máximos tolerados para los procesos de soldadura.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, que es el punto de operación típico.

• Intensidad Luminosa (Iv):El valor típico es 200 mcd, con un mínimo de 100 mcd. Este parámetro indica el brillo percibido de la luz amarilla emitida. La incertidumbre de medición es de ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El valor típico es 50 grados. Esto define la dispersión angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de su valor máximo.
• Longitud de Onda de Pico (λp):El valor típico es 591 nm. Esta es la longitud de onda a la que la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λd):El valor típico es 589 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, que representa el color del LED. La incertidumbre de medición es de ±1.0 nm.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):El valor típico es 15 nm. Esto indica el ancho espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (VF):El valor típico es 2.0 V, con un rango desde un mínimo de 1.7 V hasta un máximo de 2.4 V a 20 mA. La incertidumbre de medición es de ±0.1 V.
• Corriente Inversa (IR):El valor máximo es 10 μA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación para categorizar los dispositivos en función de parámetros ópticos y eléctricos clave, garantizando la consistencia en el diseño de la aplicación. Las etiquetas en el embalaje indican estas clasificaciones.

• CAT (Clasificación de Intensidad Luminosa):Este código categoriza el LED en función de su intensidad luminosa medida.
• HUE (Clasificación de Longitud de Onda Dominante):Este código categoriza el LED en función de su longitud de onda dominante, que se correlaciona con el tono preciso de amarillo.
• REF (Clasificación de Voltaje Directo):Este código categoriza el LED en función de su caída de voltaje directo a la corriente de prueba.

Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LEDs con características estrictamente controladas para aplicaciones donde la uniformidad de color o brillo es crítica.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye 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 de la luz emitida, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de 591 nm con un ancho de banda típico de 15 nm, confirmando el color amarillo brillante.

4.2 Patrón de Directividad

Este gráfico visualiza la distribución espacial de la luz, correspondiente al ángulo de visión típico de 50 grados, mostrando cómo la intensidad disminuye desde el eje central.

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

Este gráfico representa la relación exponencial entre el voltaje directo y la corriente. El VF típico de 2.0V a 20mA es un punto clave en esta curva. Es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente directa. Generalmente es lineal dentro del rango de operación, pero se satura a corrientes más altas. Operar a los 20mA recomendados garantiza una eficiencia y longevidad óptimas.

4.5 Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva demuestra el coeficiente de temperatura negativo de la salida luminosa. A medida que la temperatura ambiente (Ta) aumenta, la salida de luz relativa disminuye. Esto es crucial para la gestión térmica en la aplicación.

4.6 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Este gráfico probablemente ilustra la relación entre la corriente directa y la temperatura bajo condiciones de voltaje o potencia constante, informando sobre las prácticas de desclasificación (derating).

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dibujo de Dimensiones del Encapsulado

La hoja de datos proporciona un dibujo mecánico detallado del encapsulado del LED. Las dimensiones clave incluyen el tamaño total del cuerpo, el espaciado de las patillas y la forma de la lente de epoxi. Todas las dimensiones están en milímetros (mm).

Notas Críticas:

• La altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm (0.059\").
• A menos que se especifique lo contrario, la tolerancia general para las dimensiones es de ±0.25mm.

5.2 Identificación de Polaridad

La patilla del cátodo (negativo) se identifica típicamente en el dibujo de dimensiones, a menudo por un punto plano en la lente, una muesca en el encapsulado o una patilla más corta. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje en PCB.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es fundamental para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Formado de Patillas

• Doble las patillas en un punto al menos a 3 mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realice el formado de patillasantes soldering.
• Evite tensionar el encapsulado del LED durante el formado para prevenir daños internos o roturas.
• Corte los marcos de 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.

6.2 Almacenamiento

• Almacene a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR) después de la recepción. La vida útil en estas condiciones es de 3 meses.
• Para almacenamiento más allá de 3 meses, utilice un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante por hasta un año.
• Evite cambios rápidos de temperatura en alta humedad para prevenir la condensación.

6.3 Proceso de Soldadura

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

Soldadura Manual:

• Temperatura de la punta del soldador: Máx. 300°C (para un soldador de máx. 30W).
• Tiempo de soldadura por patilla: Máx. 3 segundos.

Soldadura por Ola (DIP):

• Temperatura de precalentamiento: Máx. 100°C (durante máx. 60 segundos).
• Temperatura y tiempo del baño de soldadura: Máx. 260°C durante 5 segundos.

Notas Críticas de Soldadura:

• Evite tensiones en las patillas a altas temperaturas.
• No suelde (por inmersión o manual) más de una vez.
• Proteja la bombilla de epoxi de golpes/vibraciones hasta que el LED se enfríe a temperatura ambiente.
• Evite el enfriamiento rápido desde la temperatura máxima.
• Utilice la temperatura más baja posible que logre una unión de soldadura confiable.
• Siga el perfil de soldadura recomendado para la soldadura por ola.

6.4 Limpieza

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

7. Gestión Térmica

La disipación efectiva de calor es esencial para el rendimiento y la vida útil del LED.

• Considere la gestión térmica durante la etapa inicial de diseño de la aplicación.
• Desclasifique apropiadamente la corriente de operación en función de la temperatura ambiente de la aplicación, refiriéndose a las curvas de desclasificación (implícitas en los gráficos de rendimiento).
• Controle la temperatura que rodea al LED en la aplicación final. Una temperatura de unión excesiva reduce la salida de luz y puede acelerar la degradación.

8. Precauciones contra la Descarga Electroestática (ESD)

Este producto LED es sensible a la descarga electrostática (ESD) y a los voltajes transitorios, que pueden dañar el chip semiconductor y afectar la fiabilidad.

• Maneje siempre los dispositivos en un entorno protegido contra ESD (usando pulseras con conexión a tierra, alfombras conductoras, etc.).
• Utilice embalajes y contenedores seguros contra ESD durante el transporte y almacenamiento.

9. Información de Embalaje y Pedido

9.1 Especificación de Embalaje

El dispositivo se embala para garantizar protección contra la humedad y la descarga electrostática.

• Embalaje Primario:Bolsa antiestática.
• Embalaje Secundario:Cartón interior.
• Embalaje Terciario:Cartón exterior.

Cantidad de Embalaje:

1. Mínimo 200 a 500 piezas por bolsa antiestática.
2. 6 bolsas se empaquetan en 1 cartón interior.
3. 10 cartones interiores se empaquetan en 1 cartón exterior.

9.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del embalaje contiene los siguientes códigos para trazabilidad y especificación:

• CPN:Número de Producción del Cliente.
• P/N:Número de Producción (número de pieza del fabricante).
• QTY:Cantidad de Embalaje.
• CAT:Clasificación de Intensidad Luminosa (Binning).
• HUE:Clasificación de Longitud de Onda Dominante (Binning).
• REF:Clasificación de Voltaje Directo (Binning).
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

10. Sugerencias de Aplicación

10.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Como se indica en la hoja de datos, este LED es adecuado para retroiluminación e indicación de estado en varios dispositivos electrónicos, incluyendo:

• Televisores (TV)
• Monitores de Computadora
• Teléfonos
• Periféricos y Equipos Informáticos Generales

El alto brillo y el color amarillo confiable lo hacen ideal para indicadores de encendido, luces de advertencia y retroiluminación decorativa donde se requiere una visibilidad clara.

10.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación (Vs), el voltaje directo típico (Vf ≈ 2.0V) y la corriente de operación deseada (ej., 20mA): R = (Vs - Vf) / I_F.
• Diseño de PCB:Asegure un área de cobre adecuada o vías térmicas alrededor de las almohadillas del LED para ayudar a disipar el calor, especialmente si opera cerca de las especificaciones máximas.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 50 grados proporciona un patrón de emisión amplio. Considere los requisitos de lentes o difusores si se necesita un patrón de haz específico.
• Protección contra ESD:En aplicaciones propensas a eventos ESD, considere agregar diodos de supresión de voltaje transitorio (TVS) u otro circuito de protección en las líneas del LED.

11. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien no se proporciona una comparación directa con otros productos en esta hoja de datos independiente, se pueden inferir las características diferenciadoras clave de este LED:

• Tecnología de Material:El uso de material semiconductor AlGaInP es típico para LEDs amarillos y ámbar de alta eficiencia, ofreciendo un buen brillo.
• Cumplimiento Normativo:El cumplimiento simultáneo de las normas RoHS, REACH y Libre de Halógenos es una ventaja significativa para productos dirigidos a mercados globales con estrictas regulaciones medioambientales.
• Embalaje:La disponibilidad en cinta y carrete facilita el montaje automatizado de alta velocidad (pick-and-place), reduciendo los costos de fabricación para la producción en volumen.
• Clasificación (Binning):El sistema explícito de clasificación (CAT, HUE, REF) permite un emparejamiento más estricto de color y brillo en aplicaciones que utilizan múltiples LEDs, un factor crítico en la retroiluminación de pantallas.

12. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

12.1 ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?

Las características electro-ópticas se especifican a IF=20mA, que es la condición de prueba estándar y el punto de operación típico recomendado para lograr el brillo y la longevidad especificados.

12.2 ¿Puedo alimentar este LED a 25mA continuamente?

Si bien 25mA es la Especificación Máxima Absoluta para corriente continua, no se recomienda para operación normal. Operar en el valor máximo reduce los márgenes de seguridad, aumenta la temperatura de unión y puede acortar la vida útil. Diseñe para 20mA o menos para una fiabilidad óptima.

12.3 ¿Cómo interpreto el valor de intensidad luminosa?

La intensidad luminosa típica es de 200 milicandelas (mcd) a 20mA. Esta es una medida del brillo percibido en la dirección de emisión máxima. El valor mínimo garantizado es de 100 mcd. El valor real para una unidad específica estará dentro del rango de clasificación indicado por el código "CAT".

12.4 ¿Qué significa el ángulo de visión?

Un ángulo de visión de 50 grados (ancho total a media potencia) significa que la intensidad de la luz es al menos la mitad de su valor máximo dentro de un cono de 50 grados centrado en el eje del LED. La luz es visible fuera de este ángulo pero con menor intensidad.

12.5 ¿Se requiere un disipador de calor?

Para operar a 20mA en temperaturas ambientales moderadas, generalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED. Sin embargo, es necesaria una gestión térmica adecuada en la PCB (almohadillas de cobre suficientes). Si se agrupan múltiples LEDs, o si la temperatura ambiente es alta (>~60°C), se recomienda un análisis térmico y posible uso de disipadores.

13. Estudio de Caso de Aplicación Práctica

Escenario: Indicador de Estado en un Router de Red

Un diseñador necesita un LED amarillo brillante y confiable para indicar "Conexión a Internet Activa" en un router doméstico. El LED será alimentado directamente desde un pin GPIO de un microcontrolador de 3.3V.

1. Selección de Componentes:Se elige este LED por su alto brillo (200 mcd típico), que garantiza visibilidad en una habitación bien iluminada, y su cumplimiento de las normas medioambientales requeridas para la electrónica de consumo.
2. Diseño del Circuito:Se calcula una resistencia limitadora de corriente. Usando V_{alimentación}= 3.3V, V_f= 2.0V, e I_f= 20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohmios. Se selecciona el valor estándar más cercano (68 Ohmios), resultando en una corriente ligeramente menor (~19mA), lo cual es aceptable.
3. Diseño de PCB:El LED se coloca en el panel frontal. La huella en la PCB coincide con las dimensiones del encapsulado. Se conecta una pequeña área de cobre a las almohadillas del cátodo y ánodo para ayudar en la disipación de calor.
4. Montaje:Los LEDs se suministran en cinta y carrete, compatibles con la línea de montaje automatizada del fabricante. El perfil de soldadura por reflujo se ajusta para cumplir con el pico especificado de 260°C durante 5 segundos.
5. Resultado:El producto final presenta una luz indicadora amarilla clara y uniforme que muestra de manera confiable el estado de la red, cumpliendo con todos los requisitos de brillo y normativas.

14. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en la tecnología semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa. Su 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, la composición está ajustada para producir fotones en la región amarilla del espectro (~589-591 nm). La resina difusa amarilla encapsulante sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz (contribuyendo al ángulo de visión de 50 grados) y mejorar la extracción de luz del chip.

15. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

El campo de la tecnología LED continúa evolucionando. Si bien esta hoja de datos representa un producto maduro, las tendencias generales que influyen en tales componentes incluyen:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en materiales y estructuras apuntan a producir más lúmenes por vatio (mayor eficacia), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.
• Mejor Consistencia de Color:Los avances en el crecimiento epitaxial y los procesos de clasificación conducen a distribuciones más estrechas de longitud de onda e intensidad, permitiendo una mejor uniformidad de color en matrices.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:La investigación se centra en materiales y encapsulados que gestionan mejor el calor y resisten factores estresantes ambientales, lo que lleva a una mayor vida operativa en condiciones adversas.
• Miniaturización:La tendencia hacia dispositivos electrónicos más pequeños impulsa el desarrollo de LEDs en encapsulados cada vez más pequeños mientras se mantiene o mejora el rendimiento óptico.
• Integración Inteligente:Una tendencia más amplia implica integrar circuitos de control, sensores o capacidades de comunicación directamente con el encapsulado del LED, avanzando hacia soluciones de iluminación "inteligentes".