Hoja de Datos de Lámpara LED 594SURD/S530-A3 - Rojo Brillante - 20mA - 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 594SURD/S530-A3 es una lámpara LED de alto brillo diseñada para aplicaciones que requieren una intensidad luminosa superior y fiabilidad. Este componente utiliza tecnología de chip AlGaInP para producir una salida de color rojo brillante. Está diseñado para robustez y cumplimiento con los estándares ambientales y de seguridad modernos, incluyendo RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos.

La serie ofrece una elección de varios ángulos de visión para adaptarse a diferentes necesidades de aplicación y está disponible en embalaje de cinta y carrete para procesos de montaje automatizado. Su objetivo principal de diseño es proporcionar una iluminación consistente y de alto rendimiento en dispositivos electrónicos compactos.

1.1 Ventajas Principales

• Alto Brillo:Diseñado específicamente para aplicaciones que demandan una mayor salida luminosa.
• Cumplimiento Ambiental:El producto se mantiene dentro de las versiones compatibles con RoHS y cumple con las regulaciones REACH de la UE.
• Libre de Halógenos:Cumple con los estándares libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Fiabilidad:Construido para ser fiable y robusto para una operación a largo plazo.
• Flexibilidad de Embalaje:Disponible en cinta y carrete para una fabricación en volumen eficiente.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido al mercado de electrónica de consumo y retroiluminación de pantallas. Sus aplicaciones típicas incluyen:

• Televisores
• Monitores de Computadora
• Teléfonos
• Periféricos e Indicadores Generales de Computadora

El componente es adecuado tanto para indicación de estado como para retroiluminación donde se requiere un color rojo distintivo.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos. Comprender estos límites y características es crucial para un diseño de circuito adecuado y una operación fiable.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites durante períodos prolongados.

• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente máxima de CC que se puede aplicar continuamente sin degradar el rendimiento o la vida útil del LED. Exceder este valor aumenta la temperatura de unión y acelera la depreciación del lumen.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, 1 kHz). Esta especificación permite pulsos de corriente breves, que pueden ser útiles para multiplexación o para lograr un brillo instantáneo más alto. El ciclo de trabajo del 10% es crítico; la corriente promedio aún debe cumplir con la especificación continua.
• Tensión Inversa (V_R):5 V. Los LED no están diseñados para soportar polarización inversa significativa. Aplicar una tensión mayor a 5V en inversa puede causar una falla inmediata y catastrófica debido a la ruptura de la unión.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado puede disipar como calor. Se calcula como Tensión Directa (V_F) * Corriente Directa (I_F). Los diseñadores deben asegurarse de que el punto de operación no exceda este límite.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (Operación), -40°C a +100°C (Almacenamiento). El amplio rango de temperatura lo hace adecuado para entornos industriales y automotrices (áreas no críticas).
• Temperatura de Soldadura:260°C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo, crucial para el montaje en PCB sin dañar la resina epoxi o las uniones internas.

2.2 Características Electro-Ópticas (Ta=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar (corriente directa de 20mA, ambiente a 25°C).

• Intensidad Luminosa (I_v):Típica 16 mcd, Mínima 10 mcd. Esto especifica la cantidad de luz visible emitida en una dirección dada. El valor mínimo es el límite inferior garantizado para la aceptación del producto. La incertidumbre de medición de ±10% debe considerarse en diseños de tolerancia ajustada.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típico 170 grados. Este ángulo de visión muy amplio indica una lente/resina difusa, produciendo un patrón de iluminación amplio y uniforme en lugar de un haz estrecho. Es ideal para aplicaciones donde el LED necesita ser visible desde muchos ángulos.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):Típica 632 nm. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es máxima. Define el "color" de la luz emitida por el chip semiconductor en sí.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Típica 624 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que coincide con el color del LED. A menudo es más relevante para la especificación del color que la longitud de onda de pico. Se señala una incertidumbre de medición de ±1.0nm.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):Típico 20 nm. Este es el ancho espectral a la mitad de la intensidad máxima (FWHM). Un valor de 20nm es característico de los LED rojos AlGaInP e indica una saturación de color relativamente pura.
• Tensión Directa (V_F):Mín 1.7V, Típ 2.0V, Máx 2.4V (a I_F=20mA). Esta es la caída de tensión a través del LED durante la operación. El circuito de conducción debe diseñarse para acomodar este rango. Se especifica una incertidumbre de medición de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):Máx 10 μA (a V_R=5V). Esta es la corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado en inversa. Un valor de 10μA es estándar para LED indicadores.

2.3 Características Térmicas

Aunque no se enumeran explícitamente en una tabla separada, la gestión térmica está implícita a través de la especificación de disipación de potencia y el rango de temperatura de operación. Las curvas de rendimiento muestran la dependencia de la salida de luz y la corriente directa con la temperatura ambiente, lo cual es una consideración de diseño crítica. Es necesario un disipador de calor efectivo o una reducción de la corriente (derating) cuando se opera en altas temperaturas ambientales para mantener el rendimiento y la longevidad.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos hace referencia a un sistema de clasificación (binning) para parámetros clave, como se indica en la explicación de la etiqueta para los materiales de embalaje. El binning es el proceso de clasificar los LED en grupos (bins) según el rendimiento medido para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción.

• CAT (Rangos de Intensidad Luminosa):Los LED se clasifican en bins según su intensidad luminosa medida (por ejemplo, 10-12 mcd, 13-15 mcd, 16-18 mcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar un grado de brillo adecuado para su aplicación.
• HUE (Rangos de Longitud de Onda Dominante):Los LED se clasifican según su longitud de onda dominante (por ejemplo, 622-624 nm, 624-626 nm). Esto garantiza la consistencia del color en múltiples LED utilizados en un solo producto.
• REF (Rangos de Tensión Directa):La tensión directa también se clasifica (por ejemplo, 1.9-2.1V, 2.1-2.3V). Esto puede ser importante para diseños con múltiples LED en serie, ya que afecta el requisito de tensión total y la igualación de corriente en configuraciones en paralelo.

Los rangos específicos de códigos de bin no se detallan en esta hoja de datos pública y generalmente se proporcionan en documentos de clasificación separados o se acuerdan durante el proceso de pedido.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información valiosa sobre el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva de distribución espectral confirma la longitud de onda de pico típica de ~632 nm y un FWHM de ~20 nm, característica de un LED rojo brillante AlGaInP. La forma es típica, con un corte abrupto en el lado de longitud de onda larga y un declive más gradual en el lado de longitud de onda corta.

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico polar ilustra el ángulo de visión de 170 grados. La intensidad es casi uniforme en un área muy amplia, confirmando la naturaleza difusa de la lente. No hay lóbulos laterales significativos ni un punto caliente estrecho, lo cual es ideal para aplicaciones de indicadores de ángulo ancho.

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

Este gráfico muestra la relación exponencial típica de un diodo. La tensión de "rodilla", donde el LED comienza a conducir significativamente, está alrededor de 1.6V. A la corriente de operación recomendada de 20mA, la tensión directa es aproximadamente 2.0V. La curva es esencial para diseñar drivers de corriente constante o circuitos simples de limitación de corriente basados en resistencias.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

La salida de luz (intensidad relativa) aumenta linealmente con la corriente directa hasta el máximo nominal. Esta relación lineal simplifica el control del brillo mediante modulación de corriente (regulación analógica). Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido a efectos térmicos aumentados.

4.5 Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente y Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Estas son curvas de reducción de especificaciones (derating), posiblemente las más críticas para un diseño fiable.

• Salida de Luz vs. Temperatura:La intensidad relativa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Por ejemplo, a 85°C, la salida de luz puede ser solo ~70-80% de su valor a 25°C. Esto debe compensarse en aplicaciones que requieren un brillo consistente en diferentes rangos de temperatura.
• Corriente Directa vs. Temperatura:Esta curva probablemente muestra la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura ambiente para mantenerse dentro del límite de disipación de potencia. Para garantizar la fiabilidad, la corriente de operación debe reducirse (derating) a medida que aumenta la temperatura ambiente. Operar a la corriente máxima absoluta de 25mA solo es seguro a temperaturas ambientales más bajas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED presenta un encapsulado radial con terminales estándar (a menudo denominado encapsulado "3mm" o "T1", aunque las dimensiones exactas deben tomarse del dibujo). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros.
• La altura de la brida (el borde en la base de la cúpula) debe ser inferior a 1.5mm (0.059"). Esto es importante para el espacio libre durante el montaje en PCB.
• La tolerancia estándar para dimensiones no especificadas es de ±0.25mm.

El dibujo dimensional es esencial para el diseño de la huella en la PCB, asegurando el espaciado correcto de los agujeros y la colocación del componente.

5.2 Identificación de Polaridad

Para encapsulados LED radiales, el cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente de plástico, un terminal más corto o una muesca en la brida. El método de identificación específico debe indicarse en el dibujo de dimensiones del encapsulado. La polaridad correcta es esencial; una polarización inversa superior a 5V puede destruir el dispositivo.

6. Guías de Soldadura y Montaje

Es necesario seguir estrictamente estas guías para prevenir daños mecánicos y térmicos durante el proceso de montaje.

6.1 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla epoxi.
• Realice el formado de terminalesantes soldering.
• Evite tensionar el encapsulado del LED durante el formado. La tensión puede agrietar la epoxi o dañar las uniones internas de alambre.
• Corte los terminales a temperatura ambiente. El corte a alta temperatura puede inducir choque térmico.
• Asegúrese de que los agujeros de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensión de montaje.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Almacene a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa después de la recepción.
• Vida útil en la bolsa original: 3 meses.
• Para almacenamiento más prolongado (hasta 1 año): use un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir condensación.

6.3 Parámetros del Proceso de Soldadura

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

Soldadura Manual:

• Temperatura de la Punta del Soldador: Máx 300°C (Soldador Máx 30W).
• Tiempo de Soldadura: Máx 3 segundos por terminal.

Soldadura por Ola (DIP):

• Temperatura de Precalentamiento: Máx 100°C (durante Máx 60 seg).
• Temperatura y Tiempo del Baño de Soldadura: Máx 260°C durante Máx 5 segundos.

Notas Críticas:

• Evite tensionar los terminales mientras el LED está caliente.
• No suelde (por inmersión o manual) más de una vez.
• Proteja el LED de golpes/vibraciones mecánicas hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de soldar.
• Enfríe gradualmente desde la temperatura máxima; no se recomienda un enfriamiento rápido.
• Utilice siempre la temperatura de soldadura más baja posible que logre una unión fiable.

6.4 Limpieza

• Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
• Seque al aire a temperatura ambiente.
• No utilice limpieza ultrasónicaa menos que esté precalificado bajo condiciones específicas, ya que puede dañar la estructura interna.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación del Embalaje

Los LED se embalan para prevenir descargas electrostáticas (ESD) e ingreso de humedad:

1. Embalaje Primario:Bolsa antiestática que contiene un mínimo de 200 a 1000 piezas.
2. Embalaje Secundario:4 bolsas se colocan en un cartón interior.
3. Embalaje Terciario:10 cartones interiores se colocan en un cartón maestro (exterior).

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta de la bolsa contiene varios códigos para trazabilidad y especificación:

• CPN:Número de Producción del Cliente (referencia opcional del cliente).
• P/N:Número de Producción (el número de parte del fabricante, por ejemplo, 594SURD/S530-A3).
• QTY:Cantidad de Embalaje en la bolsa.
• CAT, HUE, REF:Códigos de clasificación para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Tensión Directa, respectivamente.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

El método de conducción más común es una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R) se calcula como: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Utilice la V_Fmáxima de la hoja de datos (2.4V) para asegurar que la corriente no exceda el valor deseado incluso con un LED de V_Fbaja. Por ejemplo, con un suministro de 5V y un objetivo I_Fde 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. Se elegiría el valor estándar más cercano (120Ω o 150Ω), siendo 150Ω más conservador. Para una consistencia de brillo crítica o operación en un amplio rango de temperatura, se recomienda un driver de corriente constante.

8.2 Gestión Térmica

Aunque es un LED indicador pequeño, la gestión del calor sigue siendo importante para la longevidad. Asegúrese de que la PCB tenga un área de cobre adecuada alrededor de los terminales del LED para actuar como disipador de calor. Evite colocar el LED cerca de otros componentes generadores de calor. Adhiérase a las guías de reducción de corriente (derating) mostradas en las curvas de rendimiento al diseñar para entornos de alta temperatura ambiente.

8.3 Protección contra ESD (Descarga Electroestática)

La hoja de datos señala que el producto es sensible a ESD. Se deben seguir las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje: use estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y tapetes conductores. Transporte y almacene en embalaje blindado contra ESD.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Puedo alimentar este LED con lógica de 3.3V?

Sí. Usando una resistencia en serie: Con una V_Ftípica de 2.0V, se necesita una resistencia de (3.3V - 2.0V)/0.02A = 65Ω. Sin embargo, si el LED tiene una V_Fmáxima de 2.4V, la corriente a 3.3V con una resistencia de 65Ω sería de solo ~14mA, resultando en un brillo menor. Se podría usar una resistencia más pequeña (por ejemplo, 47Ω), pero debe verificar que la corriente no exceda los 25mA bajo la V_F conditions.

9.2 ¿Por qué el ángulo de visión es tan amplio (170°)?

Las letras "SURD" en el número de parte y la descripción de resina "Rojo Difuso" indican una lente difusa. Esto dispersa la luz, creando un ángulo de visión muy amplio y uniforme, ideal para indicadores de estado que necesitan ser vistos desde muchas direcciones, no solo de frente.

9.3 ¿Cuál es la diferencia entre la Longitud de Onda de Pico (632nm) y la Longitud de Onda Dominante (624nm)?

La longitud de onda de pico es el pico físico del espectro de luz que emite el chip. La longitud de onda dominante es el "punto de color" perceptual visto por el ojo humano, que está influenciado por toda la forma espectral y la sensibilidad del ojo (respuesta fotópica). La longitud de onda dominante suele ser más útil para aplicaciones de igualación de color.

9.4 ¿Cuántos LED puedo poner en serie?

El límite está determinado por su tensión de driver. Para un driver de corriente constante, sume la V_Fmáxima de cada LED. Por ejemplo, con un driver de 12V: 12V / 2.4V = 5 LED máximo en serie. Incluya siempre un margen de seguridad. Para una cadena impulsada por resistencia desde una fuente de tensión, el cálculo es más complejo y debe tener en cuenta la caída de tensión total y la corriente.

10. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa que excede la tensión de rodilla del diodo, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde las capas tipo n y tipo p, respectivamente. Estos portadores de carga se recombinan radiativamente, liberando energía en forma de fotones. La energía específica de la banda prohibida de la aleación AlGaInP determina la longitud de onda de los fotones emitidos, en este caso, en la porción roja del espectro visible (~624-632 nm). La resina epoxi difusa encapsulante protege el chip semiconductor, actúa como una lente para dar forma a la salida de luz y contiene fósforos o partículas difusoras para crear el amplio ángulo de visión.