Hoja de Datos Técnicos LED 513UYD/S530-A3 - Super Amarillo - 20mA - 32mcd - Ángulo de Visión 150° - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 513UYD/S530-A3 es una lámpara LED de montaje pasante de alto brillo, diseñada para aplicaciones que requieren una salida luminosa superior y fiabilidad. Pertenece a una serie específicamente diseñada para un rendimiento de brillo mejorado. El dispositivo utiliza tecnología de chip AlGaInP para producir un color emitido Super Amarillo, encapsulado en un paquete de resina difusa amarilla. Esta combinación está optimizada para aplicaciones donde la visibilidad clara y un rendimiento robusto son críticos.

1.1 Ventajas Principales

El LED ofrece varias ventajas clave que lo hacen adecuado para aplicaciones electrónicas exigentes. Proporciona una elección de varios ángulos de visión para adaptarse a diferentes requisitos de diseño. El producto está disponible en cinta y carrete para procesos de ensamblaje automatizado, mejorando la eficiencia de fabricación. Está diseñado para ser fiable y robusto, garantizando una estabilidad de rendimiento a largo plazo. Además, el dispositivo cumple con las principales normas medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE, y está libre de halógenos, con el contenido de Bromo (Br) y Cloro (Cl) estrictamente controlado por debajo de 900 ppm cada uno y su suma por debajo de 1500 ppm.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a las industrias de electrónica de consumo y pantallas. Sus aplicaciones principales incluyen retroiluminación y funciones indicadoras en televisores, monitores de ordenador, teléfonos y periféricos informáticos en general. El alto brillo y la salida amarilla difusa lo hacen ideal para indicadores de estado, luces de encendido y retroiluminación donde se requiere una señal cálida y visible.

2. Parámetros y Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las especificaciones técnicas del LED según se definen en su hoja de datos.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites 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. La corriente directa continua (IF) no debe exceder los 25 mA. El dispositivo puede soportar una descarga electrostática (ESD) de hasta 2000V (Modelo de Cuerpo Humano). La tensión inversa máxima permitida (VR) es de 5V. La disipación de potencia total (Pd) está clasificada en 60 mW. El rango de temperatura de funcionamiento (Topr) es de -40°C a +85°C, mientras que la temperatura de almacenamiento (Tstg) se extiende de -40°C a +100°C. La temperatura de soldadura (Tsol) se especifica como 260°C durante un máximo de 5 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Las Características Electro-Ópticas se miden bajo condiciones de prueba estándar de Ta=25°C y una corriente directa (IF) de 20mA, salvo que se indique lo contrario. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 32 milicandelas (mcd), con un mínimo de 20 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total a la mitad de la intensidad, es típicamente de 150 grados. La longitud de onda pico (λp) es típicamente de 591 nanómetros (nm), y la longitud de onda dominante (λd) es típicamente de 589 nm. El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) es típicamente de 20 nm. La tensión directa (VF) mide típicamente 2.0V, con un máximo de 2.4V a 20mA. La corriente inversa (IR) tiene un valor máximo de 10 microamperios (μA) cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V. Se señalan importantes incertidumbres de medición: ±0.1V para la tensión directa, ±10% para la intensidad luminosa y ±1.0nm para la longitud de onda dominante.

2.3 Características Térmicas

Aunque no se enumeran explícitamente en una tabla separada, la gestión térmica es un aspecto crítico inferido de las clasificaciones máximas y las notas de manejo. La clasificación de disipación de potencia de 60 mW y el rango de temperatura de funcionamiento de hasta +85°C definen el entorno operativo térmico. Un disipador de calor adecuado o una reducción de corriente es esencial cuando se opera cerca de los límites superiores de corriente o temperatura ambiente para garantizar la longevidad y mantener el rendimiento óptico.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica el uso de un sistema de clasificación (binning) para categorizar los LED en función de parámetros clave de rendimiento. Esto garantiza la consistencia dentro de un lote de producción y permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con necesidades específicas de la aplicación. La explicación del etiquetado define tres rangos de clasificación principales: CAT para rangos de Intensidad Luminosa, HUE para rangos de Longitud de Onda Dominante y REF para rangos de Tensión Directa. Al comprar LED dentro de códigos de clasificación específicos, los diseñadores pueden lograr uniformidad en brillo, color y características eléctricas en sus productos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características típicas que proporcionan una visión más profunda del comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva traza la distribución espectral de potencia de la luz emitida. Muestra la intensidad relativa a través de diferentes longitudes de onda, centrándose alrededor de la longitud de onda pico típica de 591 nm. La forma y el ancho de esta curva (relacionado con el ancho de banda de 20 nm) determinan la pureza del color y la apariencia visual de la luz amarilla.

4.2 Patrón de Directividad

La curva de directividad ilustra cómo varía la intensidad luminosa con el ángulo de visión relativo al eje central del LED. Para un dispositivo con un ángulo de visión de 150°, esta curva mostrará un perfil amplio y redondeado, confirmando la característica de emisión de luz amplia y difusa del paquete de resina difusa amarilla.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Esta curva eléctrica fundamental muestra la relación entre la corriente que fluye a través del LED y la caída de tensión a través del mismo. Es no lineal, típica de un diodo. La curva permite a los diseñadores determinar el punto de operación y los valores necesarios de la resistencia limitadora de corriente para una tensión de alimentación dada.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra cómo cambia la salida de luz (intensidad relativa) al aumentar la corriente directa. Generalmente muestra una relación sub-lineal, donde la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de la generación de calor.

4.5 Curvas de Dependencia de la Temperatura

Dos curvas clave muestran el efecto de la temperatura ambiente:Intensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambiente(probablemente a una tensión constante). Típicamente, la salida luminosa del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La tensión directa también tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente al aumentar la temperatura. Estas curvas son cruciales para diseñar circuitos estables en el rango de temperatura de funcionamiento especificado.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado redondo de montaje pasante estándar de 3mm o 5mm (el tamaño específico debe determinarse a partir del dibujo de dimensiones). El dibujo proporciona todas las dimensiones mecánicas críticas, incluido el espaciado de las patillas, el diámetro del cuerpo, la altura total y la posición de la lente de epoxi. Las notas clave especifican que 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 indique lo contrario.

5.2 Identificación de Patillas/Polaridad

Para los LED de montaje pasante, la polaridad suele indicarse por la longitud de las patillas (la patilla más larga es el ánodo) o por un punto plano en el borde de la lente de plástico. El cátodo suele estar conectado a la patilla adyacente a este plano. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje de la placa de circuito.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para evitar daños al LED.

6.1 Formado de Patillas

Las patillas deben doblarse en un punto al menos a 3 mm de la base de la bombilla de epoxi. El formado debe realizarse antes de soldar, a temperatura ambiente, y con cuidado para evitar tensiones en el encapsulado o las patillas, lo que puede causar roturas o degradación del rendimiento. Los orificios de la PCB deben alinearse perfectamente con las patillas del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Parámetros de Soldadura

Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe exceder los 300°C (para un soldador de 30W máximo), y el tiempo de soldadura por patilla debe ser de 3 segundos máximo. Para soldadura por inmersión, la temperatura de precalentamiento debe ser de 100°C máximo durante 60 segundos máximo, y el baño de soldadura debe estar a 260°C máximo durante 5 segundos máximo. En ambos casos, la unión soldada debe estar al menos a 3 mm de la bombilla de epoxi. Se proporciona un perfil de soldadura recomendado, enfatizando la importancia del precalentamiento, la temperatura pico controlada y el enfriamiento controlado. No se debe realizar soldadura por inmersión o manual más de una vez. No se debe aplicar tensión a las patillas mientras el LED está caliente, y la bombilla debe protegerse de golpes hasta que se enfríe a temperatura ambiente.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Los LED deben almacenarse a 30°C o menos y al 70% de humedad relativa o menos después del envío. La vida útil de almacenamiento recomendada es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado de hasta un año, deben guardarse en un recipiente sellado con atmósfera de nitrógeno y absorbente de humedad. Se deben evitar las transiciones rápidas de temperatura en ambientes de alta humedad para prevenir la condensación.

6.4 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, use alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante no más de un minuto, luego seque al aire. No se recomienda la limpieza ultrasónica, ya que puede dañar el encapsulado del LED. Si es absolutamente necesario, el proceso debe ser cuidadosamente precalificado.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LED se empaquetan en bolsas antiestáticas para prevenir daños por ESD. Estas se colocan en cajas de cartón internas, que luego se empaquetan en cajas de cartón externas para su envío. La cantidad de embalaje es típicamente un mínimo de 200 a 500 piezas por bolsa, con 5 bolsas por caja y 10 cajas por cartón.

7.2 Explicación de la Etiqueta

Las etiquetas de embalaje contienen varios códigos: CPN (Número de Producción del Cliente), P/N (Número de Producción), QTY (Cantidad de Embalaje), 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. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

La aplicación más común es como luz indicadora impulsada por una fuente de tensión continua a través de una resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada. Por ejemplo, con una alimentación de 5V, una VF típica de 2.0V y una corriente deseada de 20mA, la resistencia sería (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohmios. A menudo se usa un valor ligeramente mayor (por ejemplo, 180 Ohmios) para margen y para reducir la disipación de potencia.

8.2 Gestión Térmica

Una gestión térmica efectiva es crítica para la longevidad del LED y una salida de luz estable. La corriente debe reducirse apropiadamente si la temperatura ambiente supera los 25°C. Los diseñadores deben garantizar una ventilación o disipación de calor adecuada en la aplicación final, especialmente si se usan múltiples LED o si se operan cerca de su clasificación de corriente máxima. La temperatura que rodea al LED debe controlarse dentro del rango de funcionamiento especificado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED amarillos estándar, el uso de la tecnología AlGaInP del 513UYD/S530-A3 generalmente ofrece mayor eficiencia y brillo. El amplio ángulo de visión de 150° proporcionado por la lente difusa es un diferenciador clave para aplicaciones que requieren una amplia visibilidad. Su cumplimiento de estrictas normas medioambientales (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) lo hace adecuado para la electrónica moderna con requisitos estrictos de materiales. La disponibilidad en cinta y carrete respalda la fabricación automatizada de gran volumen.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

R: La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido de la salida del LED. Para un LED de espectro estrecho, a menudo están muy cerca, como se ve aquí (591 nm vs 589 nm).

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de tensión constante sin una resistencia?

R: No. Los LED son dispositivos controlados por corriente. Su tensión directa tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Conectarlo directamente a una fuente de tensión hará que fluya una corriente excesiva, pudiendo destruir el LED. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante.

P: ¿Por qué la vida útil de almacenamiento está limitada a 3 meses?

R: Esta es una precaución contra la absorción de humedad por parte del encapsulado plástico, lo que puede causar "popcorning" o delaminación durante el proceso de soldadura a alta temperatura. Para un almacenamiento más prolongado, el entorno seco y envasado con nitrógeno mitiga este riesgo.

P: ¿Cómo interpreto el ángulo de visión de 150°?

R: El ángulo de visión (2θ1/2) es el ancho angular total donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de la intensidad medida a 0° (directamente en el eje). Un ángulo de 150° significa que el LED emite luz utilizable en un área muy amplia, lo que lo hace bueno para indicadores omnidireccionales.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Indicador de Encendido en Panel Frontal:Un solo LED 513UYD/S530-A3, impulsado a 15-20mA a través de una resistencia desde un riel de 3.3V o 5V en la PCB principal, puede servir como un indicador de encendido altamente visible. El amplio ángulo de visión garantiza la visibilidad desde varias posiciones.

Ejemplo 2: Retroiluminación para Interruptores de Membrana:Varios de estos LED pueden disponerse detrás de un panel de interruptor de membrana translúcido. La luz amarilla difusa proporciona una iluminación uniforme y suave para leyendas o iconos en condiciones de poca luz.

Ejemplo 3: Matriz de Indicadores de Estado:Se pueden usar múltiples LED en un grupo para indicar diferentes estados del sistema (por ejemplo, en espera, activo, falla) en equipos como monitores o teléfonos. Usar componentes de los mismos rangos de intensidad (CAT) y color (HUE) garantiza la consistencia visual.

12. Tecnología y Principio de Funcionamiento

El LED se basa en un chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, amarilla. El encapsulante de resina difusa amarilla sirve para proteger el chip, dar forma al haz de salida de luz y difundir la luz para crear un ángulo de visión amplio y uniforme.

13. Tendencias y Contexto de la Industria

Si bien los LED de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños por su pequeño tamaño y adecuación para la soldadura por reflujo, los LED de montaje pasante como el 513UYD/S530-A3 siguen siendo relevantes en aplicaciones que requieren mayor brillo de un solo punto, prototipado manual más fácil o reemplazo en equipos heredados. La tendencia hacia una mayor eficiencia y un cumplimiento medioambiental más estricto se refleja en las especificaciones de este producto. El movimiento hacia ángulos de visión más amplios y una clasificación de color consistente también son expectativas estándar en la industria para los LED de tipo indicador.