Hoja de Datos Técnicos de Lámpara LED 333-2SURD/S530-A3 - 5mm Rojo Difuso - Voltaje 2.4V - Potencia 60mW

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para la lámpara LED 333-2SURD/S530-A3. Este componente es un LED de montaje pasante de 5mm de diámetro, diseñado para ofrecer un rendimiento fiable y robusto en una variedad de aplicaciones de indicación e iluminación de fondo. El dispositivo utiliza un material de chip AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz roja difusa brillante, encapsulado en una carcasa de resina roja difusa. Su enfoque de diseño principal es proporcionar un mayor brillo adecuado para la electrónica de consumo donde se requiere una señalización visual clara.

El LED está disponible en cinta y carrete para procesos de ensamblaje automatizado y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), siendo fabricado como un componente sin plomo (Pb-free). Esto lo hace adecuado para su uso en productos comercializados a nivel mundial bajo las modernas regulaciones medioambientales.

2. Parámetros y Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y no deben excederse bajo ninguna condición de operación.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar continuamente al LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Esta es la corriente directa pulsada máxima, permitida bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a una frecuencia de 1 kHz.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso que exceda este valor puede dañar la unión semiconductora del LED.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el dispositivo puede disipar.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente dentro del cual el LED está diseñado para funcionar.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. La temperatura y tiempo máximos a los que pueden someterse los terminales durante la soldadura por ola o manual.

2.2 Características Electroópticas

Las características electroópticas se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, a menos que se especifique lo contrario. Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED.

• Intensidad Luminosa (Iv):100 mcd (Mín), 200 mcd (Típ). Esto especifica la cantidad de luz visible que emite el LED. El valor típico de 200 milicandelas indica una salida de brillo medio para un LED estándar de 5mm.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):30° (Típ). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad a 0° (en el eje). Un ángulo de 30° indica un haz relativamente estrecho, adecuado para luces indicadoras dirigidas.
• Longitud de Onda de Pico (λp):632 nm (Típ). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia de la luz emitida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):624 nm (Típ). La longitud de onda única que describe el color percibido de la luz. Este valor sitúa al LED en la región del color rojo brillante.
• Ancho de Banda de Radiación del Espectro (Δλ):20 nm (Típ). El ancho espectral de la luz emitida, medido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Voltaje Directo (VF):2.0 V (Mín), 2.4 V (Típ). La caída de voltaje a través del LED cuando se alimenta con la corriente especificada de 20 mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de accionamiento pueda proporcionar este voltaje.
• Corriente Inversa (IR):10 μA (Máx) a VR=5V. La pequeña corriente de fuga que fluye cuando el LED está polarizado inversamente.

Tolerancias de Medición:La hoja de datos señala incertidumbres específicas: ±0.1V para el Voltaje Directo, ±10% para la Intensidad Luminosa y ±1.0nm para la Longitud de Onda Dominante. Estas deben tenerse en cuenta en aplicaciones de diseño críticas.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos característicos que ilustran el comportamiento del LED bajo condiciones variables. Comprender estas curvas es crucial para un diseño de circuito óptimo y una gestión térmica adecuada.

3.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Este gráfico muestra la distribución espectral de la luz emitida. Típicamente alcanzará un pico alrededor de los 632 nm (Típ) especificados con un ancho de banda (FWHM) de aproximadamente 20 nm, confirmando la característica de salida monocromática roja de la tecnología AlGaInP.

3.2 Patrón de Directividad

Este diagrama polar visualiza el ángulo de visión de 30°, mostrando cómo la intensidad de la luz disminuye a medida que el ángulo de observación se aleja del eje central. Este patrón es crucial para aplicaciones que requieren formas de haz específicas.

3.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

Esta curva demuestra la relación exponencial entre corriente y voltaje en un diodo. Para este LED, en el punto de operación típico de 20 mA, el voltaje directo es aproximadamente 2.4V. La curva ayuda a seleccionar resistencias limitadoras de corriente apropiadas o a diseñar controladores de corriente constante.

3.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra que la salida de luz (intensidad) aumenta con la corriente directa, pero no necesariamente de una manera perfectamente lineal, especialmente a corrientes más altas. Enfatiza la importancia de alimentar el LED con una corriente estable, no un voltaje, para un brillo consistente.

3.5 Curvas de Dependencia de la Temperatura

Dos gráficos clave ilustran los efectos de la temperatura:Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra que la salida luminosa generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta reducción de capacidad debe considerarse para aplicaciones que operan en entornos de temperatura elevada.Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Puede ilustrar cómo la característica del voltaje directo cambia con la temperatura, lo cual es importante para la estabilidad de los circuitos accionados por voltaje.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dibujo de Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete radial pasante redondo estándar de 5mm. Las dimensiones clave del dibujo incluyen:

• Diámetro total: 5.0mm (nominal).
• Espaciado de terminales: Aproximadamente 2.54mm (0.1 pulgadas), una huella estándar para montaje pasante.
• Punto mínimo de curvatura: Los terminales deben doblarse en un punto al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi para evitar tensión en el paquete.
• Altura de la brida: Debe ser inferior a 1.5mm.

La tolerancia dimensional general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario en el dibujo. Los ingenieros deben consultar el dibujo dimensionado exacto en la hoja de datos original para un diseño de PCB preciso.

4.2 Identificación de Polaridad

El cátodo (terminal negativo) se identifica típicamente por dos características: un punto plano en el borde de la brida de plástico del LED y una longitud de terminal más corta. El ánodo (terminal positivo) es más largo. Se debe observar la polaridad correcta durante el ensamblaje.

5. Guías de Soldadura y Ensamblaje

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

5.1 Formado de Terminales

• El doblado debe ocurrir al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi.
• Forme los terminales antes de soldar.
• Evite aplicar tensión al paquete; los agujeros de PCB desalineados pueden inducir tensión y degradar la resina epoxi.
• Corte los terminales a temperatura ambiente.

5.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil de almacenamiento recomendada después del envío es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta un año), utilice un recipiente sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.

5.3 Proceso de Soldadura

Regla Crítica: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 Máx (para un soldador de 30W Máx).
• Tiempo de Soldadura: 3 segundos Máx por terminal.

Soldadura por Ola (DIP):

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

Se proporciona un perfil de temperatura de soldadura recomendado, que enfatiza una rampa de calentamiento controlada, una meseta de temperatura máxima y una fase de enfriamiento controlada. Evite el enfriamiento rápido. La soldadura por inmersión o manual no debe realizarse más de una vez. Permita que el LED se enfríe a temperatura ambiente de forma natural después de soldar antes de someterlo a choques mecánicos o vibraciones.

5.4 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, use alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante no más de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica a menos que sea absolutamente necesario y solo después de pruebas de precalificación exhaustivas, ya que la energía ultrasónica puede dañar el dado interno o las uniones de alambre.

5.5 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (60mW), un diseño térmico adecuado sigue siendo importante para la longevidad. La corriente de operación debe reducirse apropiadamente si el LED se usa en altas temperaturas ambientales. Los diseñadores deben asegurar una ventilación adecuada y evitar colocar el LED cerca de otros componentes generadores de calor.

5.6 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es sensible a las ESD. Se recomiendan encarecidamente las siguientes precauciones de manejo:

• Use pulseras y calzado con conexión a tierra.
• Trabaje en suelos seguros contra ESD y utilice contenedores y embalajes seguros contra ESD.
• Emplee ionizadores para neutralizar cargas en el entorno de trabajo.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificación de Embalaje

Los LED se embalan para prevenir daños durante el envío y manejo:

• Embalaje Primario:Bolsas antiestáticas.
• Embalaje Secundario:Cajas internas, cada una contiene 5 bolsas.
• Embalaje Terciario:Cajas externas, cada una contiene 10 cajas internas.

Cantidad de Embalaje:Mínimo 200 a 500 piezas por bolsa. Por lo tanto, una caja externa contiene entre 10,000 y 25,000 piezas (10 cajas internas * 5 bolsas * 200-500 pzas).

6.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje contienen información clave:

• CPN:Número de Producción del Cliente.
• P/N:Número de Parte (el número de componente, ej., 333-2SURD/S530-A3).
• QTY:Cantidad de Embalaje.
• CAT / Ranks:Puede indicar clasificaciones de rendimiento (ej., grado de intensidad luminosa).
• HUE:Longitud de Onda Dominante.
• LOT No:Número de Lote para trazabilidad.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Aplicaciones Típicas

Como se enumera en la hoja de datos, este LED es adecuado para:

• Televisores (indicadores de estado, iluminación de fondo).
• Monitores (luces de encendido/actividad).
• Teléfonos (indicadores de estado de línea, mensajes en espera).
• Computadoras (luces de encendido, actividad del disco duro).
• Indicadores de panel de propósito general, equipos electrónicos y electrodomésticos que requieren un indicador rojo brillante y fiable.

7.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

Limitación de Corriente:Un LED siempre debe ser alimentado con un dispositivo limitador de corriente, típicamente una resistencia en serie con una fuente de voltaje. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - V_F) / I_F. Por ejemplo, con una fuente de 5V, un V_F de 2.4V y un I_F deseado de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Una resistencia estándar de 130Ω o 150Ω sería apropiada, considerando también la potencia nominal de la resistencia (P = I²R).

Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 30° hace que este LED sea ideal para aplicaciones donde la luz necesita ser visible principalmente desde el frente, no desde ángulos laterales amplios.

Gestión Térmica en el Diseño de PCB:Aunque no es un dispositivo de alta potencia, proporcionar algo de área de cobre alrededor de los terminales en la PCB puede ayudar a disipar el calor, especialmente si opera cerca de los límites máximos o en un gabinete cálido.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED 333-2SURD/S530-A3 ofrece ventajas específicas:

• Tecnología del Chip (AlGaInP):Proporciona mayor eficiencia y luz roja/naranja/amarilla más brillante en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, resultando en la intensidad típica especificada de 200 mcd.
• Lente Difuso:La resina roja difusa crea un punto de visión suave y amplio sin un punto central agudo, lo cual es estéticamente agradable para indicadores de estado.
• Construcción Robusta:La hoja de datos enfatiza un rendimiento fiable y robusto, sugiriendo un diseño centrado en la longevidad y la salida consistente.
• Cumplimiento Ambiental:Ser libre de plomo y cumplir con RoHS es una característica estándar pero esencial para la fabricación moderna de electrónica.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico (λp) y Longitud de Onda Dominante (λd)?

La Longitud de Onda de Pico es la longitud de onda física donde el espectro de emisión es más fuerte. La Longitud de Onda Dominante es el equivalente de color perceptual, calculado a partir del espectro y la sensibilidad del ojo humano (funciones de correspondencia de color CIE). Para un LED rojo monocromático como este, a menudo están cerca, como se ve aquí (632nm vs 624nm).

9.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V sin resistencia?

No, esto es peligroso y destruirá el LED.Un LED se comporta como un diodo; su voltaje directo es relativamente constante (~2.4V). Conectarlo directamente a una fuente de 3.3V causaría que fluya una corriente muy grande y no controlada (limitada solo por la resistencia interna de la fuente y la resistencia dinámica del LED), excediendo rápidamente la clasificación de corriente continua de 25mA y causando una falla catastrófica. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante.

9.3 ¿Por qué se especifica la humedad de almacenamiento (≤70% HR)?

La humedad puede ser absorbida por el paquete de epoxi. Durante el proceso de soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando grietas internas o delaminación (\"efecto palomita de maíz\"), lo que puede dañar el dado o las uniones de alambre y provocar fallos inmediatos o latentes.

9.4 ¿Qué significa \"Disponible en cinta y carrete\"?

Significa que los LED se suministran montados en una cinta portadora continua y enrollados en un carrete. Este formato está diseñado para su uso con máquinas pick-and-place automatizadas en líneas de ensamblaje de montaje superficial de alto volumen. Aunque este es un componente pasante, puede entregarse en esta forma para máquinas de inserción automatizadas.

10. Principios Operativos y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Operación

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede su energía de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (el chip de AlGaInP en este caso). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). El color específico (longitud de onda) de la luz está determinado por la energía de banda prohibida del material semiconductor. El AlGaInP tiene una banda prohibida adecuada para producir luz roja, naranja y amarilla.

10.2 Contexto y Tendencias de la Industria

Si bien este es un LED pasante estándar, la industria se ha movido en gran medida hacia paquetes de dispositivos de montaje superficial (SMD) como 0603, 0805 y 3528 para la mayoría de los nuevos diseños debido a su menor tamaño, idoneidad para soldadura por reflujo y perfil más bajo. Sin embargo, los LED pasantes como el tipo redondo de 5mm siguen siendo populares para prototipos, proyectos de aficionados, kits educativos y aplicaciones que requieren alta fiabilidad con soldadura manual o donde el componente en sí actúa como un indicador montado en panel que se extiende a través de un agujero en el gabinete. La tecnología interna, AlGaInP, continúa siendo el estándar para LED rojos, naranjas y ámbar de alta eficiencia.