Hoja de Datos de Lámpara LED 1003SURD/S530-A3 - Rojo Brillante - Corriente Directa 20mA - Voltaje Directo Típico 2.0V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 1003SURD/S530-A3 es una lámpara LED de montaje pasante diseñada para aplicaciones que requieren un rendimiento confiable y niveles de brillo superiores. Utiliza un chip de AlGaInP para producir un color rojo brillante con una lente de resina roja difusa. Este componente se caracteriza por su construcción robusta, cumplimiento de estándares ambientales y idoneidad para procesos de montaje automatizado.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Alto Brillo:Específicamente diseñado para aplicaciones que demandan una intensidad luminosa superior.
• Ángulo de Visión Amplio:Ofrece un ángulo de visión típico de 110 grados (2θ1/2) para una distribución de luz amplia.
• Cumplimiento Ambiental:El producto es libre de plomo y se mantiene dentro de las especificaciones compatibles con RoHS.
• Flexibilidad de Empaquetado:Disponible en cinta y carrete para un posicionamiento automatizado eficiente.
• Opciones de Color:La serie está disponible en diferentes colores y grados de intensidad.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es adecuado para diversos dispositivos electrónicos de consumo e industrial donde se requiere funcionalidad indicadora. Las aplicaciones típicas incluyen retroiluminación o indicación de estado en televisores, monitores de computadora, teléfonos y otros dispositivos informáticos de escritorio o portátiles.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos definidos en la hoja de datos.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Estas especificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estos límites.

• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA. Permisible solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1 kHz).
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar 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 y Almacenamiento:Rango de -40°C a +85°C (operación) y de -40°C a +100°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 5 segundos, compatible con perfiles estándar de soldadura sin plomo.

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

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa (I_v):25 mcd (Mín), 50 mcd (Típ) a I_F=20mA. Esto cuantifica el brillo percibido.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):110° (Típ). El ángulo en el que la intensidad luminosa es la mitad del valor pico.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):632 nm (Típ). La longitud de onda a la que la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):624 nm (Típ). La longitud de onda única percibida por el ojo humano.
• Voltaje Directo (V_F):1.7V (Mín), 2.0V (Típ), 2.4V (Máx) a I_F=20mA. Crítico para el diseño del controlador y la selección de la fuente de alimentación.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máx) a V_R=5V.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características esenciales 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, centrada alrededor del pico típico de 632 nm. El espectro es característico del material AlGaInP, produciendo un color rojo saturado. El ancho de banda espectral típico (Δλ) es de 20 nm.

3.2 Patrón de Directividad

El gráfico polar ilustra la distribución espacial de la luz, confirmando el amplio ángulo de visión de 110 grados. La intensidad es relativamente uniforme en el cono central, típico de un encapsulado con lente difusa.

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

Este gráfico muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje, típica de un diodo. La curva es esencial para determinar el punto de operación y el valor necesario de la resistencia limitadora de corriente en un circuito simple. El voltaje de "rodilla" está alrededor de la marca típica de 2.0V.

3.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación. Destaca la importancia del control de corriente estable para un brillo consistente.

3.5 Curvas de Rendimiento Térmico

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta reducción de potencia es crucial para diseños que operan en entornos de temperatura elevada.
Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Indica cómo se debe reducir la corriente directa máxima permisible a temperaturas ambiente más altas para mantenerse dentro del límite de disipación de potencia, enfatizando la necesidad de gestión térmica.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dibujo de Dimensiones del Encapsulado

El LED presenta un encapsulado radial con terminales estándar. Las dimensiones clave incluyen el espaciado de terminales, el diámetro del cuerpo y la altura total. El dibujo especifica que todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. Una nota crítica especifica que la altura de la brida debe ser inferior a 1.5 mm (0.059").

4.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por un punto plano en la lente del LED o por el terminal más corto. Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para el esquema de marcado exacto de esta pieza específica.

5. Guías de Soldadura y Montaje

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

5.1 Formado de Terminales

• El doblado debe ocurrir al menos a 3 mm de la base del bulbo de epoxi.
• El formado debe hacerseantesde la soldadura y a temperatura ambiente.
• Evite aplicar tensión al encapsulado; asegúrese de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales.

5.2 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.
Soldadura por Ola/Inmersión:Precalentar a 100°C máximo (60 segundos máximo), baño de soldadura a 260°C máximo durante 5 segundos máximo.
Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura al bulbo de epoxi. Evite múltiples ciclos de soldadura y enfriamiento rápido. Aplique la temperatura más baja posible que logre una unión confiable.

5.3 Condiciones de Almacenamiento

Almacenar a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil es de 3 meses desde el envío. Para almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), use un contenedor sellado con nitrógeno y desecante. Evite cambios rápidos de temperatura para prevenir condensación.

5.4 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto. No use limpieza ultrasónica a menos que sus efectos hayan sido precalificados a fondo, ya que puede causar daños mecánicos.

5.5 Gestión de Calor y ESD

Gestión de Calor:La corriente de operación debe reducirse apropiadamente según la temperatura ambiente, como se muestra en la curva de reducción de potencia. Controle la temperatura alrededor del LED en la aplicación.
ESD (Descarga Electroestática):El dispositivo es sensible a ESD. Se deben observar las precauciones estándar contra ESD durante el manejo y montaje.

6. Información de Empaquetado y Pedido

6.1 Especificación de Embalaje

• Los LEDs se empaquetan en bolsas antiestáticas.
• Cantidad de Empaque:1,500 piezas por bolsa. 5 bolsas por cartón interior. 10 cartones interiores por cartón maestro (exterior).
• Total: 75,000 piezas por cartón maestro.

6.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje contienen códigos para trazabilidad y especificación:
CPN:Número de Producción del Cliente
P/N:Número de Producción
QTY:Cantidad de Empaque
CAT:Rangos (probablemente categorías de clasificación)
HUE:Longitud de Onda Dominante
REF:Referencia
LOT No:Número de Lote

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Diseño de Circuito

Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie. Calcule el valor de la resistencia usando la fórmula: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Use el voltaje directo máximo de la hoja de datos (2.4V) para asegurar que la corriente no exceda el nivel deseado incluso con variaciones entre piezas. Para una fuente de 5V y una corriente objetivo de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Una resistencia estándar de 130Ω o 150Ω sería apropiada, considerando la potencia nominal (P = I²R).

7.2 Diseño Térmico

Aunque este es un dispositivo de baja potencia, la gestión térmica sigue siendo importante en placas de alta densidad o aplicaciones con alta temperatura ambiente. Asegure un espaciado adecuado entre componentes y considere el flujo de aire. Adhiérase estrictamente a la curva de reducción de corriente proporcionada en la hoja de datos cuando la temperatura ambiente exceda los 25°C.

7.3 Integración Óptica

El amplio ángulo de visión de 110 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación de área amplia o visibilidad de gran angular. Para una luz más enfocada, pueden ser necesarias lentes externas o guías de luz. La resina difusa ayuda a reducir el deslumbramiento y proporciona una apariencia más uniforme.

8. Comparación y Posicionamiento Técnico

El 1003SURD/S530-A3 pertenece a una categoría de LEDs indicadores de montaje pasante de fiabilidad estándar. Sus diferenciadores principales son el uso de tecnología AlGaInP para luz roja eficiente y su clasificación específica de brillo/longitud de onda. En comparación con los LEDs rojos antiguos basados en GaAsP, AlGaInP ofrece mayor eficiencia luminosa y mejor saturación de color. En comparación con los LEDs de montaje superficial (SMD), el encapsulado pasante ofrece robustez mecánica y facilidad para prototipado manual, pero requiere más espacio en la placa y es menos adecuado para montaje automatizado de ultra alto volumen.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_p):La longitud de onda en el punto más alto de la curva de distribución espectral de potencia (632 nm típico).
Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única que produciría la misma percepción de color que la luz del LED (624 nm típico). Se calcula en base a la sensibilidad del ojo humano (cromaticidad CIE) y es más relevante para la especificación del color.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.Un LED es un dispositivo controlado por corriente. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje hará que la corriente aumente incontrolablemente, excediendo rápidamente la Especificación Máxima Absoluta y destruyendo el dispositivo. Siempre se requiere una resistencia en serie o un controlador de corriente constante.

9.3 ¿Cómo interpreto las declaraciones "Libre de Pb" y "RoHS"?

"Libre de Pb"significa que el dispositivo no contiene plomo en sus acabados soldables ni en su construcción interna.
"Conforme a RoHS"significa que el dispositivo cumple con la directiva de la UE sobre Restricción de Sustancias Peligrosas, que restringe plomo, mercurio, cadmio, cromo hexavalente, bifenilos polibromados (PBB) y éteres de difenilo polibromados (PBDE). La hoja de datos establece que el producto "permanecerá dentro de la versión conforme a RoHS", indicando cumplimiento continuo.

9.4 ¿Qué sucede si excedo la regla de distancia de 3mm durante la soldadura?

Soldar a menos de 3 mm del bulbo de epoxi puede transferir calor excesivo al semiconductor y a las uniones de alambre internas. Esto puede causar falla inmediata (como un circuito abierto) o daño latente que reduce la vida útil y la fiabilidad del LED debido al estrés térmico en el epoxi y los componentes internos.

10. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario:Diseñar un indicador de estado de alimentación para un adaptador de CC de 12V.
Pasos de Diseño:
1. Elegir Punto de Operación:Seleccionar I_F= 15 mA para buen brillo y larga vida.
2. Calcular Resistencia:Usar V_Fmáx. para seguridad. R = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640 Ω. El valor estándar más cercano es 620 Ω o 680 Ω.
3. Verificar Potencia de la Resistencia:P = (0.015A)²* 620Ω = 0.1395W. Una resistencia estándar de 1/4W (0.25W) es suficiente.
4. Considerar Ambiente:Si la temperatura interna de la carcasa del adaptador pudiera alcanzar 60°C, consulte la curva de reducción de potencia. La corriente máxima permitida puede ser menor, requiriendo un valor de resistencia mayor para reducir I_F.
5. Diseño de PCB:Coloque orificios con el espaciado correcto. Asegúrese de que no se aplique tensión a los terminales después de la inserción. Siga la regla de distancia de soldadura de 3 mm.

11. Principio de Funcionamiento

La luz se genera a través de un proceso llamado electroluminiscencia dentro del chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan a través de la unión p-n. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo (~624-632 nm). El encapsulado de resina epoxi roja difusa actúa tanto como encapsulante protector como lente primaria, dando forma a la salida de luz y proporcionando el característico ángulo de visión amplio.

12. Tendencias y Contexto Tecnológico

Los LEDs de montaje pasante como el 1003SURD/S530-A3 representan una tecnología de empaquetado madura y altamente confiable. La tendencia de la industria se ha desplazado fuertemente hacia encapsulados de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0805, 1206, y encapsulados LED dedicados como 2835, 3535) para la mayoría de los nuevos diseños debido a su huella más pequeña, idoneidad para montaje automatizado de alta velocidad y mejor rendimiento térmico cuando se montan en la PCB. Sin embargo, los LEDs pasantes mantienen una relevancia significativa en varias áreas: kits educativos y prototipado debido a la facilidad de soldadura manual; aplicaciones que demandan extrema robustez mecánica y alivio de tensión (donde los terminales pasantes proporcionan un anclaje fuerte); controles industriales de alto voltaje o alta fiabilidad donde las distancias de fuga/separación son más fáciles de gestionar; y como piezas de repuesto para equipos heredados originalmente diseñados para componentes pasantes. El sistema de material AlGaInP utilizado en este LED sigue siendo la tecnología dominante para LEDs ámbar, rojo y naranja de alta eficiencia, aunque para rojo profundo e infrarrojo también se utilizan otros materiales como InGaAlP o GaAs.