Hoja Técnica del LED Azul Oval 5484BN - Dimensiones del Paquete - Voltaje 2.8-3.6V - Intensidad Luminosa 720-1450mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED oval de precisión óptica. El dispositivo está diseñado específicamente para aplicaciones en señales de información para pasajeros y sistemas de visualización similares. Su principio de diseño central se centra en proporcionar un patrón de radiación espacial bien definido, lo cual es crucial para lograr una iluminación uniforme y una mezcla de colores en pantallas gráficas.

El LED presenta una salida de alta intensidad luminosa, lo que lo hace adecuado para entornos exteriores y con alta luz ambiental. La forma ovalada de la lente es un diferenciador clave, creando un ángulo de visión asimétrico optimizado para señalización horizontal. Esta característica, combinada con un amplio ángulo de visión de 110 grados en un eje y 40 grados en el eje perpendicular, garantiza una buena visibilidad desde diversas perspectivas. El material de encapsulado utiliza epoxi resistente a los rayos UV, mejorando la fiabilidad a largo plazo y la estabilidad del color cuando se expone a la luz solar, lo cual es esencial para publicidad exterior y señales de mensajes variables.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está diseñado para operar dentro de límites eléctricos y térmicos estrictos para garantizar su fiabilidad. Los límites absolutos máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente.

• Corriente Directa (I_F):30 mA (CC). Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar.
• Corriente Directa Pulsada (I_FP):100 mA, permitida en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Esto permite breves períodos de mayor brillo.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede dañar la unión del LED.
• Disipación de Potencia (P_d):100 mW. Este parámetro limita la potencia eléctrica total que puede convertirse en calor.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede funcionar desde -40°C hasta +85°C y puede almacenarse desde -40°C hasta +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante un máximo de 5 segundos, lo que es compatible con procesos estándar de soldadura sin plomo.
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste 1000V (Modelo de Cuerpo Humano), indicando un nivel moderado de protección ESD. Aún se recomiendan procedimientos de manejo ESD adecuados.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar (T_a=25°C, I_F=20mA) y definen el rendimiento central del LED.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 720 mcd hasta un máximo de 1450 mcd. El valor típico se encuentra dentro de este rango, ofreciendo un alto brillo.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Asimétrico a 110° x 40°. El ángulo mayor de 110° está típicamente alineado para una amplia visión horizontal, mientras que el ángulo de 40° proporciona un haz vertical más enfocado.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):Típicamente 468 nm, indicando el punto de máxima emisión de potencia espectral.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 465 nm a 475 nm. Esto define el color percibido de la luz (azul).
• Ancho Espectral a Mitad de Altura (Δλ):Típicamente 26 nm. Esto mide la pureza espectral; un ancho más estrecho indica un color azul más saturado.
• Voltaje Directo (V_F):Varía de 2.8V a 3.6V a 20mA. Esto es crítico para el diseño del circuito de excitación para garantizar una regulación de corriente adecuada.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 μA a V_R=5V, indicando una buena calidad de la unión.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro rangos (G2, H1, H2, J1) según su intensidad luminosa medida a 20mA.

• G2:720 ~ 860 mcd
• H1:860 ~ 1030 mcd
• H2:1030 ~ 1210 mcd
• J1:1210 ~ 1450 mcd

La incertidumbre de medición es de ±10%. Los diseñadores pueden seleccionar lotes para lograr niveles de brillo específicos o uniformidad en una pantalla.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La consistencia del color se gestiona a través de cuatro rangos de longitud de onda (1a, 1b, 2a, 2b).

• 1a:465.0 ~ 467.5 nm
• 1b:467.5 ~ 470.0 nm
• 2a:470.0 ~ 472.5 nm
• 2b:472.5 ~ 475.0 nm

La incertidumbre de medición es de ±1.0 nm. Esta clasificación es crucial para aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa, como señales a todo color donde el azul se mezcla con otros colores.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en cuatro rangos (0, 1, 2, 3) para ayudar en el diseño del excitador y la gestión de potencia.

• 0:2.8 ~ 3.0 V
• 1:3.0 ~ 3.2 V
• 2:3.2 ~ 3.4 V
• 3:3.4 ~ 3.6 V

La incertidumbre de medición es de ±0.1V. Usar LED del mismo lote de voltaje puede simplificar los cálculos de la resistencia limitadora de corriente en matrices en serie o paralelo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características electro-ópticas típicas. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, las curvas estándar para tales LED incluirían típicamente:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal hasta la corriente máxima nominal. Destaca la importancia de la excitación de corriente constante para un brillo estable.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción térmica de la salida de luz. La intensidad luminosa generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión, una consideración crítica para la gestión térmica en señales cerradas.
• Voltaje Directo vs. Temperatura de la Unión:Muestra el coeficiente de temperatura negativo de V_F. El voltaje directo cae a medida que aumenta la temperatura, lo que puede afectar el rendimiento de circuitos de excitación simples basados en resistencias.
• Distribución Espectral:Un gráfico que traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda, mostrando el pico en ~468 nm y el ancho a mitad de altura de 26 nm, confirmando la emisión de color azul.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un diagrama polar que ilustra el patrón de radiación asimétrico (110° x 40°), crucial para el diseño óptico en señalización para dirigir la luz donde se necesita.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete específico con lente ovalada. Las notas dimensionales clave de la hoja de datos incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
• La tolerancia estándar es de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.5 mm.
• Después de cortar la barra de unión, la aleación de cobre queda expuesta en esa porción. Esta área puede ser susceptible a la oxidación si no se protege adecuadamente durante el montaje o la aplicación de un recubrimiento conformado.

El dibujo dimensional exacto se referencia pero no se detalla en el texto. El paquete está diseñado para montaje a través de orificios (DIP).

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Terminales

• La flexión debe ocurrir al menos a 3 mm de la base de la bombilla de epoxi para evitar tensión en el chip interno y las uniones de alambre.
• El formado de terminales debe completarseantesdel proceso de soldadura.
• Evite aplicar tensión al paquete del LED durante la flexión.
• Corte los marcos de terminales a temperatura ambiente. El corte a alta temperatura puede inducir choque térmico.
• Los orificios de la PCB deben alinearse con precisión con los terminales del LED. Un desalineamiento que cause tensión en los terminales puede degradar la resina epoxi y el rendimiento del LED.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Almacenamiento recomendado: ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa (HR).
• Vida útil máxima en almacenamiento bajo estas condiciones: 3 meses desde el envío.
• Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), coloque los LED en un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evite cambios rápidos de temperatura en alta humedad para prevenir la condensación, lo que puede provocar la entrada de humedad y una falla posterior durante la soldadura (efecto "palomita de maíz").

6.3 Proceso de Soldadura

Se proporcionan recomendaciones detalladas tanto para soldadura manual como por ola.

• Regla General:Mantenga una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.
• Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador ≤300°C (para un soldador de máx. 30W). Tiempo de soldadura ≤3 segundos por terminal.
• Soldadura por Ola/DIP:
  • Temperatura de precalentamiento: ≤100°C (durante ≤60 segundos).
  • Temperatura del baño de soldadura: ≤260°C.
  • Tiempo de soldadura en el baño: ≤5 segundos.
• Evite la tensión en los terminales mientras el LED está a alta temperatura.
• No suelde (por inmersión o manualmente) un LED más de una vez.
• Proteja la bombilla de epoxi de golpes/vibraciones mecánicas hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de la soldadura.
• Evite el enfriamiento rápido desde la temperatura máxima de soldadura.

Se referencia un perfil de temperatura de soldadura recomendado, que típicamente muestra una rampa de subida, precalentamiento, pico a temperatura máxima (260°C) y un enfriamiento controlado.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación del Embalaje

Los LED se empaquetan con protección ESD y etiquetado claro.

• Embalaje Primario:500 piezas por bolsa antiestática.
• Embalaje Secundario:5 bolsas se colocan en un cartón interior (totalizando 2,500 piezas).
• Embalaje Terciario:10 cartones interiores se empaquetan en un cartón maestro exterior (totalizando 25,000 piezas).

7.2 Información de la Etiqueta

Las etiquetas en la bolsa y los cartones contienen información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• CPN (Número de Parte del Cliente):La referencia interna del cliente.
• P/N (Número de Parte de Producción):El número de parte del fabricante (ej., 5484BN/BADC-AGJA/P/MS).
• QTY (Cantidad):Número de piezas en el paquete.
• CAT (Categoría):Código combinado para los lotes de Intensidad Luminosa y Voltaje Directo (ej., H1-2).
• HUE (Tono):Código de rango para el lote de Longitud de Onda Dominante (ej., 1b).
• REF (Referencia):Información de referencia adicional.
• LOT No (Número de Lote):Número de lote de fabricación trazable.
• Lugar de Producción:Indica el país de fabricación.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Como se especifica, este LED está diseñado para:

• Señales Gráficas a Color y Paneles de Mensajes:Su alta intensidad y patrón ovalado lo hacen ideal para retroiluminación o iluminación directa de señales, garantizando legibilidad.
• Señales de Mensajes Variables (VMS):Utilizadas en autopistas, aeropuertos y sistemas de transporte público. El sistema de clasificación permite una consistencia de color y brillo en pantallas grandes con múltiples LED.
• Publicidad Comercial Exterior:El epoxi resistente a los rayos UV y el diseño robusto respaldan la fiabilidad a largo plazo en entornos exteriores hostiles con exposición a la luz solar y la intemperie.
• Señales de Información para Pasajeros:El patrón de radiación espacial específico está adaptado para mezclarse con LED rojos y verdes para crear varios colores en pantallas a todo color.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Excitación:Utilice un excitador de corriente constante ajustado a 20mA (o menos para reducir brillo/potencia) para garantizar una operación estable y longevidad. Tenga en cuenta la clasificación V_Fal diseñar cadenas en serie.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es de solo 100mW por LED, las matrices de alta densidad en señales cerradas pueden generar calor significativo. Asegure una ventilación o disipación de calor adecuada para mantener la temperatura de la unión dentro de límites seguros, preservando la salida de luz y la vida útil.
• Diseño Óptico:Aproveche el ángulo de visión de 110° x 40°. Oriente el LED de modo que el eje de 110° cubra el área de visión horizontal deseada. Se pueden usar ópticas secundarias (difusores, lentes) para dar forma adicional al haz si es necesario.
• Protección ESD:Implemente precauciones ESD estándar durante el manejo y montaje, a pesar de la clasificación ESD de 1kV.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque no se incluye una comparación directa con otros números de parte en la hoja de datos, se pueden inferir las características diferenciadoras clave de este LED:

• Lente Ovalada vs. Lente Redonda Estándar:El diferenciador principal. Una lente ovalada crea un patrón de radiación rectangular, que es más eficiente para iluminar áreas de señalización rectangulares en comparación con un patrón circular de una lente redonda, reduciendo la luz desperdiciada.
• Radiación Adaptada para Mezcla de Colores:La hoja de datos establece explícitamente que el patrón de radiación está adaptado para aplicaciones de mezcla rojo/verde/azul. Esto sugiere un diseño óptico cuidadoso para garantizar una mezcla de color uniforme en varios ángulos de visión en grupos de píxeles RGB.
• Clasificación de Alta Intensidad:Ofrecer lotes de hasta 1450mcd proporciona una opción de alto brillo adecuada para aplicaciones legibles a la luz del sol.
• Epoxi Resistente a los Rayos UV:Una característica crítica para la longevidad en exteriores, previene el amarillamiento y la pérdida de transmitancia del encapsulante con el tiempo.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

La Longitud de Onda Pico (λ_p~468 nm)es la longitud de onda a la que el LED emite la mayor potencia óptica.La Longitud de Onda Dominante (λ_d465-475 nm)es la longitud de onda de la luz monocromática que parecería tener el mismo color que el LED para el ojo humano. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color en pantallas.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED a 30mA de forma continua para obtener el brillo máximo?

Sí, 30mA es la corriente directa continua absoluta máxima. Sin embargo, operar en el límite máximo generará más calor y puede acelerar la depreciación de lúmenes con el tiempo. Para una vida útil y fiabilidad óptimas, se recomienda alimentar a o por debajo de la corriente de prueba de 20mA, a menos que el mayor brillo sea esencial y la gestión térmica sea excelente.

10.3 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación (ej., H1-2, 1b) al realizar un pedido?

El código "CAT" (ej., H1-2) combina el lote de intensidad luminosa (H1 = 860-1030 mcd) y el lote de voltaje directo (2 = 3.2-3.4V). El código "HUE" (ej., 1b = 467.5-470.0 nm) especifica el lote de longitud de onda dominante. Especificar estos lotes garantiza que reciba LED con características de rendimiento agrupadas estrechamente para resultados de visualización consistentes.

10.4 ¿Por qué la vida útil en almacenamiento está limitada a 3 meses y qué sucede después?

El límite de 3 meses bajo condiciones estándar de fábrica (≤30°C/70%HR) es una precaución contra la absorción de humedad a través del paquete plástico. Después de 3 meses, el nivel de humedad puede exceder los límites seguros para la soldadura, arriesgando una delaminación interna o agrietamiento durante el proceso de reflujo a alta temperatura (efecto "palomita de maíz"). Para un almacenamiento más prolongado, el entorno con nitrógeno y desecante previene la entrada de humedad, extendiendo el tiempo de almacenamiento seguro a un año.

11. Caso de Estudio de Implementación

Escenario: Diseño de una Señal de Mensajes Variable (VMS) Exterior de Alto Brillo

1. Análisis de Requisitos:La señal debe ser legible a la luz del sol, operar en temperaturas de -20°C a +60°C y tener una apariencia de color uniforme.
2. Selección del LED:Se elige este LED azul oval por su alta intensidad (seleccionando el lote J1 para brillo máximo), epoxi resistente a los rayos UV para uso exterior y patrón de radiación adaptado para mezcla de colores con LED rojos y verdes asociados.
3. Diseño Eléctrico:Los LED se organizan en cadenas en serie. El excitador es de tipo corriente constante ajustado a 18mA (ligeramente por debajo de 20mA para margen). El peor caso de V_F(3.6V del lote 3) se utiliza para calcular el voltaje mínimo requerido del excitador para cada cadena.
4. Diseño Térmico:La PCB es de núcleo metálico (MCPCB) para conducir eficientemente el calor lejos de la matriz de LED. Se ejecutan simulaciones térmicas para garantizar que la temperatura de la unión del LED se mantenga por debajo de 85°C a la temperatura ambiente máxima.
5. Diseño Óptico y Mecánico:Los LED se montan con su eje de 110° alineado horizontalmente a lo largo de la señal. Se coloca un difusor secundario sobre la matriz para mezclar los puntos individuales de los LED en un panel de luz suave y uniforme.
6. Adquisición y Montaje:Los LED se solicitan con códigos de lote específicos (ej., J1 para intensidad, 2a para longitud de onda) para garantizar consistencia en todos los lotes de producción. Se mantiene una estricta adherencia al perfil de soldadura y las pautas de almacenamiento durante el montaje.

12. Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en un chip semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo (aproximadamente 2.8-3.6V), 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 InGaN 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 azul (~468 nm). La lente de epoxi ovalada que rodea el chip actúa como un elemento óptico primario, refractando y dando forma a la luz emitida en el patrón de radiación deseado de 110° x 40°.

13. Tendencias Tecnológicas

Los LED para señalización continúan evolucionando. Si bien esta hoja de datos representa un producto maduro de montaje a través de orificios (DIP), las tendencias generales de la industria incluyen:

• Mayor Eficiencia (lm/W):Nuevas tecnologías de chips y fósforos permiten una mayor salida luminosa con las mismas o menores corrientes de excitación, reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Adopción de Dispositivos de Montaje Superficial (SMD):Los paquetes SMD permiten una mayor densidad, montaje automatizado y, a menudo, mejores rutas térmicas en comparación con los paquetes DIP tradicionales, aunque el DIP sigue siendo relevante para ciertos diseños de alta potencia o heredados.
• Mejora en la Reproducción de Color y Gama:Los avances en materiales semiconductores y sistemas de fósforo permiten LED con picos espectrales más estrechos y colores más saturados, expandiendo la gama de colores de las pantallas a todo color.
• Funciones Inteligentes Integradas:Algunos LED modernos para señalización incorporan excitadores integrados (LED con IC) o capacidad de direccionamiento, simplificando el diseño del sistema.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:Las mejoras continuas en materiales de empaquetado, como silicones más robustos que reemplazan epoxis en algunas aplicaciones de alta potencia, conducen a vidas operativas más largas y una mejor resistencia a entornos hostiles.

El producto descrito en esta hoja de datos se sitúa dentro de este panorama como un componente especializado y optimizado ópticamente para un nicho de aplicación específico donde su patrón de haz ovalado y su salida de alta intensidad proporcionan ventajas distintivas.