Hoja de Datos de Lámpara LED 513SURD/S530-A3 - Rojo Hiperintenso - Ángulo de Visión de 180° - Tensión Directa Típica 2.0V - Intensidad Luminosa Típica 20mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 513SURD/S530-A3 es una lámpara LED de montaje superficial diseñada para aplicaciones que requieren alto brillo y rendimiento confiable. Utiliza un chip de AlGaInP para producir un color Rojo Hiperintenso con una longitud de onda dominante típica de 624nm. Este componente se caracteriza por su amplio ángulo de visión de 180 grados, lo que lo hace adecuado para retroiluminación y aplicaciones de indicador donde una amplia visibilidad es esencial.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su construcción robusta, cumplimiento de regulaciones ambientales como RoHS, REACH y estándares Libres de Halógenos, y disponibilidad en cinta y carrete para montaje automatizado. Está específicamente dirigido al mercado de electrónica de consumo, incluyendo aplicaciones en televisores, monitores de computadora, teléfonos y equipos informáticos en general donde se requiere una indicación o retroiluminación roja brillante y consistente.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo está clasificado para una corriente directa continua (IF) de 25 mA. Exceder este valor puede causar daños permanentes. La tensión inversa máxima (VR) es de 5V. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de 2000V (Modelo de Cuerpo Humano), que es un nivel estándar para el manejo básico de componentes. La disipación de potencia (Pd) está limitada a 60 mW. El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +85°C, y la temperatura de almacenamiento (Tstg) se extiende hasta +100°C. La temperatura de soldadura nominal es de 260°C durante 5 segundos, lo que es compatible con los procesos de reflujo estándar sin plomo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Todas las mediciones se especifican a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa de 20 mA. La intensidad luminosa típica (Iv) es de 20 milicandelas (mcd). El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo donde la intensidad cae a la mitad de su valor máximo, es de 180 grados completos. La longitud de onda pico (λp) es típicamente de 632 nm, mientras que la longitud de onda dominante (λd) es típicamente de 624 nm. El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) es de 20 nm. La tensión directa (VF) tiene un valor típico de 2.0V y un máximo de 2.4V a 20mA. La corriente inversa (IR) se especifica con un máximo de 10 µA a una tensión inversa de 5V.

2.3 Tolerancias de Medición

La hoja de datos señala importantes incertidumbres de medición: ±0.1V para la tensión directa, ±10% para la intensidad luminosa y ±1.0nm para la longitud de onda dominante. Estas tolerancias deben considerarse durante el diseño del circuito y la selección de clasificación para garantizar que el rendimiento del sistema cumpla con las especificaciones.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación (binning) para categorizar las unidades en función de parámetros ópticos y eléctricos clave. Esto garantiza la consistencia dentro de un lote de producción y permite a los diseñadores seleccionar LEDs que cumplan con los requisitos específicos de la aplicación.

3.1 Clasificación por Longitud de Onda e Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican en rangos para la Longitud de Onda Dominante (HUE) y la Intensidad Luminosa (CAT). La longitud de onda dominante típica es de 624nm, pero las unidades reales caerán dentro de un rango de clasificación específico alrededor de este valor. De manera similar, aunque la intensidad luminosa típica es de 20mcd, las unidades reales se clasifican en categorías (CAT) según la salida medida. Los diseñadores deben consultar la documentación específica de códigos de clasificación del fabricante para seleccionar los códigos HUE y CAT apropiados según las necesidades de consistencia de color y brillo de su aplicación.

3.2 Clasificación por Tensión Directa

Las unidades también se clasifican por Tensión Directa (REF). La VF típica es de 2.0V con un máximo de 2.4V. La clasificación por voltaje ayuda a diseñar circuitos de excitación eficientes y a garantizar una distribución uniforme de corriente cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral y Directividad

Lacurva de Intensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra el espectro de emisión, centrado alrededor de 632nm (pico) con un ancho de banda de aproximadamente 20nm. Lacurva de Directividadconfirma visualmente el ángulo de visión muy amplio de 180 grados, mostrando un patrón de emisión casi Lambertiano donde la intensidad disminuye gradualmente desde el centro.

4.2 Características Eléctricas y Térmicas

Lacurva de Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)demuestra la relación exponencial del diodo. Lacurva de Intensidad Relativa vs. Corriente Directamuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero puede volverse sub-lineal a corrientes más altas debido a efectos de calentamiento. Las curvas deIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambienteson cruciales para la gestión térmica. Muestran que la salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, y que la tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo (disminuye al aumentar la temperatura).

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Dibujo del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado de montaje superficial. El dibujo dimensional especifica la longitud, anchura y altura del componente, así como el espaciado y tamaño de los terminales. Las notas clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros, la altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm, y la tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario. La adherencia precisa a estas dimensiones es crítica para el diseño de la huella en PCB y el montaje automatizado pick-and-place.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El cátodo se identifica típicamente por un marcador visual en el encapsulado, como una muesca, un punto o un terminal acortado. El patrón de pistas en el PCB (huella) debe diseñarse de acuerdo con el diseño de pads recomendado en el dibujo dimensional para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica. Es obligatorio un espacio suficiente entre la soldadura y la lente de epoxi (mínimo 3mm) para evitar daños térmicos durante la soldadura.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo y montaje adecuados son vitales para la fiabilidad.

6.1 Formado de Terminales y Almacenamiento

Si los terminales requieren formado, debe hacerse antes de soldar. La curvatura debe estar al menos a 3mm de la bombilla de epoxi para evitar tensión en el sellado. El corte debe realizarse a temperatura ambiente. Los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% HR. Para almacenamiento a largo plazo (más de 3 meses), se recomienda una atmósfera de nitrógeno con desecante. Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

6.2 Parámetros y Perfil de Soldadura

Se proporcionan condiciones de soldadura recomendadas tanto para soldadura manual como por ola/inmersión. Para soldadura manual: temperatura de la punta del soldador ≤300°C (máx. 30W), tiempo ≤3 segundos, con una distancia mínima de 3mm desde la unión a la bombilla. Para soldadura por ola: precalentamiento ≤100°C por ≤60 segundos, baño de soldadura a ≤260°C por ≤5 segundos, con la misma regla de distancia de 3mm. Se recomienda un gráfico de perfil de soldadura, mostrando un aumento gradual de temperatura, un pico de 260°C y un enfriamiento controlado. Evite el enfriamiento rápido. La soldadura (por inmersión o manual) no debe realizarse más de una vez.

6.3 Limpieza y Gestión Térmica

La limpieza, si es necesaria, debe usar alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto. No se recomienda la limpieza ultrasónica a menos que esté precalificada, ya que puede causar daños. Una disipación de calor efectiva es crucial. La corriente de operación debe reducirse (derratearse) en función de la temperatura ambiente, consultando la curva de derating. Controlar la temperatura alrededor del LED en la aplicación final es esencial para mantener la salida luminosa y la fiabilidad a largo plazo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LEDs se empaquetan en bolsas antiestáticas para protección ESD. La jerarquía de embalaje es: 200-500 piezas por bolsa, 5 bolsas por caja interior y 10 cajas interiores por cartón maestro. Los materiales de embalaje son resistentes a la humedad.

7.2 Explicación de Etiquetas y Número de Modelo

Las etiquetas del embalaje incluyen varios códigos: CPN (Número de Parte del Cliente), P/N (Número de Parte del Fabricante: 513SURD/S530-A3), QTY (Cantidad), CAT (Rango de Intensidad Luminosa), HUE (Rango de Longitud de Onda Dominante), REF (Rango de Tensión Directa) y LOT No. (Número de Lote para Trazabilidad).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es ideal para indicadores de estado, retroiluminación de botones o paneles e iluminación general en electrónica de consumo. Su amplio ángulo de visión lo hace particularmente adecuado para aplicaciones donde el LED puede verse desde varios ángulos, como en el panel frontal de un monitor o televisor.

8.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar el circuito de excitación, utilice una fuente de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED para mantener un brillo estable y prevenir la fuga térmica. Tenga en cuenta la clasificación de tensión directa y el coeficiente de temperatura. Asegúrese de que el diseño del PCB proporcione un alivio térmico adecuado, especialmente si opera cerca de los valores máximos absolutos. Respete siempre la distancia mínima (3mm) entre la almohadilla de soldadura y la lente de epoxi en el diseño de la huella del PCB.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs rojos estándar, este dispositivo Rojo Hiperintenso de AlGaInP ofrece una mayor eficiencia luminosa, lo que resulta en un brillo superior para la misma corriente de excitación. El ángulo de visión de 180 grados es significativamente más amplio que el de muchos LEDs SMD, que suelen tener ángulos de visión de 120-140 grados. Esto lo convierte en una opción superior para aplicaciones que requieren visibilidad omnidireccional. Su cumplimiento con los estándares ambientales modernos (RoHS, Libre de Halógenos) es un diferenciador clave en mercados regulados.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

La longitud de onda pico (λp=632nm) es la longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. La longitud de onda dominante (λd=624nm) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Los diseñadores preocupados por la percepción del color deben centrarse en la longitud de onda dominante.

10.2 ¿Puedo excitar este LED continuamente a 25mA?

Aunque 25mA es el valor máximo absoluto, las características electro-ópticas se especifican a 20mA. Para una operación confiable a largo plazo y teniendo en cuenta el aumento de temperatura, es recomendable excitar el LED a 20mA o menos, aplicando una reducción apropiada (derating) si la temperatura ambiente es alta.

10.3 ¿Qué tan crítica es la regla de distancia mínima de 3mm para la soldadura?

Es muy crítica. Soldar a menos de 3mm de la bombilla de epoxi puede transferir calor excesivo al dado interno y a las uniones de alambre, pudiendo causar fallos inmediatos o degradación a largo plazo del sellado de epoxi, lo que lleva a una fiabilidad reducida y fallos prematuros.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado para un Router de Red

Un diseñador necesita múltiples LEDs indicadores rojos brillantes visibles desde todos los lados del router. Se selecciona el 513SURD/S530-A3 por su ángulo de visión de 180° y color Rojo Hiperintenso. Se diseña un circuito excitador de corriente constante para proporcionar 18mA a cada LED (reducido de 20mA para margen). La huella en el PCB se crea exactamente según el dibujo dimensional, asegurando un espacio de 3.5mm entre el borde de la almohadilla de soldadura y la ubicación del LED. Se solicitan LEDs del mismo lote de clasificación HUE y CAT para garantizar un color y brillo uniformes en todo el panel. Después del montaje utilizando el perfil de reflujo recomendado, los indicadores proporcionan una visibilidad consistente y de gran angular.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y huecos se inyectan en la región activa del semiconductor. Se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación de AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda de la luz emitida, en este caso, en el espectro Rojo Hiperintenso (~624nm). La lente de epoxi encapsula el chip, proporciona protección mecánica y da forma a la salida de luz para lograr el ángulo de visión deseado de 180 grados.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

La tecnología AlGaInP es madura y altamente eficiente para producir LEDs rojos, naranjas y amarillos. La tendencia en LEDs indicadores y de retroiluminación es hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por vatio), encapsulados más pequeños y ángulos de visión más amplios. Este dispositivo se alinea con la tendencia de ángulos de visión amplios. Además, el impulso generalizado de la industria hacia el cumplimiento ambiental se refleja en sus calificaciones RoHS, REACH y Libre de Halógenos. Los desarrollos futuros pueden centrarse en una eficiencia aún mayor y la integración con excitadores inteligentes, pero para aplicaciones indicadoras estándar, componentes confiables como este siguen siendo fundamentales.