Especificación del LED Verde Oval 5484BN - Dimensiones 5.0mm - Voltaje 2.8-3.6V - Potencia 100mW - 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 que requieren alta visibilidad y mezcla de color consistente, como en sistemas de información al pasajero y señalización de gran formato.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa y su forma oval única, que crea un patrón de radiación espacial bien definido. Este patrón se caracteriza por un ángulo de visión asimétrico y amplio de 110 grados en un eje y 40 grados en el eje perpendicular. Esta característica es crucial para garantizar la legibilidad desde varios ángulos en aplicaciones de señalización. El dispositivo está construido con resina epoxi resistente a los rayos UV, mejorando su durabilidad para uso exterior a largo plazo. Está diseñado para los mercados de publicidad exterior comercial y señalización de transporte, incluyendo letreros gráficos a color, paneles de mensajes y señales de mensaje variable (VMS).

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de las características eléctricas, ópticas y térmicas del dispositivo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Corriente Directa (I_F): 30 mA (CC)
• Corriente Directa de Pulso (I_FP): 100 mA (Ciclo de Trabajo 1/10 @ 1 kHz)
• Voltaje Inverso (V_R): 5 V
• Disipación de Potencia (P_d): 100 mW
• Temperatura de Operación (T_opr): -40°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +100°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol): 260°C durante un máximo de 5 segundos
• Descarga Electroestática (ESD): Soporta 1000V (Modelo de Cuerpo Humano)

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura de unión (T_a) de 25°C y una corriente de prueba estándar de 20 mA, a menos que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V): Varía desde 2880 mcd hasta 4970 mcd, categorizada en rangos específicos (M1, M2, N1).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 110° (Eje X) / 40° (Eje Y). Este patrón oval es ideal para señalización horizontal.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p): Típicamente 522 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d): Varía de 525 nm a 535 nm, dividida en rangos finos (1a, 1b, 2a, 2b) para una coincidencia de color precisa.
• Ancho Medio Espectral (Δλ): Típicamente 35 nm.
• Voltaje Directo (V_F): Varía de 2.8 V a 3.6 V a 20 mA, categorizado en rangos (0, 1, 2, 3).
• Corriente Inversa (I_R): Máximo 50 μA a un voltaje inverso de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en rangos según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con los requisitos específicos de brillo y color de la aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad se categoriza en tres rangos principales:

• M1: 2880 ~ 3450 mcd
• M2: 3450 ~ 4140 mcd
• N1: 4140 ~ 4970 mcd

La incertidumbre de medición es de ±10%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

El color (longitud de onda) se clasifica finamente en cuatro categorías para permitir una mezcla de color precisa, especialmente con otros LED de color:

• 1a: 525.0 ~ 527.5 nm
• 1b: 527.5 ~ 530.0 nm
• 2a: 530.0 ~ 532.5 nm
• 2b: 532.5 ~ 535.0 nm

La incertidumbre de medición es de ±1.0 nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica para ayudar en el diseño del circuito de regulación de corriente:

• 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 ±0.1 V.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque no se proporcionan datos gráficos específicos en el extracto, las curvas de rendimiento típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_V-I_F): Muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, hasta el valor máximo nominal.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, lo cual es crítico para la gestión térmica en letreros cerrados.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa (V_F-I_F): Importante para diseñar el circuito de accionamiento.
• Distribución Espectral: Un gráfico que muestra la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrado alrededor de la longitud de onda dominante.

Los diseñadores deben consultar la hoja de datos completa para estos gráficos y así optimizar el rendimiento y la fiabilidad.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED presenta un encapsulado de orificio pasante con una lente oval. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario.
• La protuberancia máxima de la resina debajo de la brida es de 1.5 mm.
• La geometría del "bowl" del marco de terminales está definida para garantizar una extracción de luz adecuada y estabilidad mecánica.

Los dibujos mecánicos precisos son esenciales para el diseño de la huella en la PCB y para garantizar un ajuste adecuado dentro del ensamblaje final.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para prevenir daños al LED.

6.1 Formado de Terminales

• El doblado debe ocurrir al menos a 3 mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Forme los terminales antes de soldar.
• Evite aplicar tensión al encapsulado durante el formado o al insertarlo en los orificios de la PCB.
• Corte los terminales a temperatura ambiente.

6.2 Proceso de Soldadura

Mantenga una distancia mínima de 3 mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.

• Soldadura Manual: Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (30W máx.), tiempo de soldadura máximo 3 segundos.
• Soldadura por Ola/Inmersión: Precalentamiento máximo 100°C durante 60 seg. máx.; baño de soldadura máximo 260°C durante 5 seg. máx.

Evite múltiples ciclos de soldadura y golpes mecánicos mientras el LED está caliente. Permita que se enfríe gradualmente a temperatura ambiente.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Almacene a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa después de la recepción.
• La vida útil en estas condiciones es de 3 meses.
• Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), utilice un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

7. Información de Embalaje y Pedido

El dispositivo se embala para prevenir descargas electrostáticas (ESD) y daños físicos durante el envío.

7.1 Especificación del Embalaje

• Los LED se colocan en bolsas antiestáticas.
• Cantidad de Empaque: 500 piezas por bolsa. 5 bolsas (2500 pzas.) por caja interior. 10 cajas interiores (25,000 pzas.) por caja maestra (exterior).

7.2 Información de la Etiqueta

Las etiquetas en el embalaje contienen información crítica para la trazabilidad y la aplicación correcta:

• CPN (Número de Parte del Cliente)
• P/N (Número de Parte del Fabricante)
• QTY (Cantidad)
• CAT (Código de clasificación para Intensidad Luminosa y Voltaje Directo, ej., M2-2)
• HUE (Código de clasificación para Longitud de Onda Dominante, ej., 1a)
• REF (Código de Referencia)
• LOT No. (Número de Lote de Producción)

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Señalización de Información al Pasajero: En autobuses, trenes y aeropuertos, donde el patrón de haz oval proporciona una amplia visibilidad horizontal.
• Señales de Mensaje Variable (VMS)yPaneles de Mensajes: Para gestión de tráfico y publicidad exterior.
• Letreros Gráficos a Color: Donde este LED verde se mezcla con LED rojos y azules para crear imágenes a todo color o tonos de color específicos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente: Utilice siempre un controlador de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. No exceda la corriente directa máxima absoluta de 30 mA CC.
• Gestión Térmica: Aunque la disipación de potencia es baja, asegure una ventilación adecuada en letreros cerrados, especialmente en altas temperaturas ambiente, para mantener la salida de luz y la longevidad.
• Diseño Óptico: El ángulo de visión asimétrico debe alinearse con la dirección de visión prevista del letrero (típicamente con el eje de 110° en horizontal).
• Protección contra ESDImplemente procedimientos estándar de manejo de ESD durante el montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED se diferencia por su combinación de características:

• Patrón de Radiación Oval: A diferencia de los LED redondos estándar, esta forma está diseñada específicamente para señalización, eliminando la necesidad de ópticas secundarias para dispersar la luz horizontalmente.
• Alta Intensidad en Encapsulado de Orificio Pasante: Ofrece una solución de montaje simple y robusta en comparación con algunas alternativas de montaje superficial, mientras sigue entregando un alto brillo adecuado para letreros legibles a la luz del día.
• Clasificación Fina de Color e Intensidad: Permite una consistencia de color superior en una pantalla grande, lo cual es crítico para la calidad gráfica.
• Encapsulado Resistente a los Rayos UV: Diseñado específicamente para una fiabilidad a largo plazo en entornos exteriores expuestos al sol.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito del patrón de haz oval?

R: El ángulo de visión de 110°/40° proporciona una cobertura horizontal muy amplia y una cobertura vertical más estrecha. Esto es ideal para letreros destinados a ser leídos por personas de pie o sentadas en un área amplia, concentrando la luz donde es probable que estén los espectadores.

P: ¿Cómo selecciono el rango correcto para mi aplicación?

R: Para letreros monocromáticos, elija un rango de intensidad luminosa (M1, M2, N1) según el brillo requerido. Para aplicaciones de mezcla de color, también debe especificar el rango de longitud de onda dominante (1a, 1b, etc.) para garantizar que el color verde coincida perfectamente entre diferentes LED y lotes de producción.

P: ¿Puedo accionar este LED a más de 20 mA para obtener más brillo?

R: Puede operarlo hasta el Valor Máximo Absoluto de 30 mA CC. Sin embargo, esto aumentará el voltaje directo, la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que puede reducir la vida útil y la eficiencia luminosa. Consulte siempre las curvas de reducción de potencia (si están disponibles) y asegure una gestión térmica adecuada.

P: ¿Por qué son importantes las condiciones de almacenamiento y la vida útil?

R: El material epoxi y los componentes internos pueden absorber humedad del aire. Si un dispositivo "húmedo" se somete a una soldadura a alta temperatura, la vaporización rápida de esta humedad puede causar delaminación interna o agrietamiento (efecto "palomita de maíz"), lo que lleva a una falla.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de una Pantalla a Color para una Parada de Autobús Exterior

Un diseñador está creando una pantalla de matriz LED para información de autobuses en tiempo real. La pantalla debe ser legible a la luz solar directa y tener un balance de blancos consistente.

• Selección del LED: Se elige este LED verde oval junto con LED rojos y azules equivalentes. El haz oval asegura una buena visión horizontal para los pasajeros que esperan en la plataforma.
• Estrategia de Clasificación: Para lograr un punto blanco consistente, el diseñador solicita todos los LED verdes de un solo rango estrecho de longitud de onda dominante (ej., 1b) y un rango de intensidad específico (ej., M2). Los LED rojos y azules se adquieren con rangos de intensidad coincidentes en relación con el verde para mantener la fórmula de balance de blancos deseada.
• Diseño del Circuito: Se diseña un controlador de corriente constante para cada canal de color. La información del rango de voltaje directo (ej., rango 1 para 3.0-3.2V) se utiliza para calcular el voltaje mínimo requerido del controlador, asegurando que pueda manejar el LED del peor caso (V_F más alto) del lote.
• Montaje: Durante el montaje de la PCB, el perfil de soldadura por ola se controla estrictamente a los 260°C recomendados durante 5 segundos para prevenir daños térmicos. Se sigue la regla de doblado de terminales a 3 mm para evitar tensión en el epoxi.

12. Introducción al Principio Técnico

Este LED se basa en un chip semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde (~530 nm). La lente de epoxi oval es una óptica primaria que moldea la luz cruda del chip en el patrón de radiación asimétrico deseado, mejorando la eficiencia óptica para la aplicación objetivo.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LED para señalización sigue varias tendencias clave:

• Mayor Eficiencia e Intensidad Luminosa: Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen más salida de luz por unidad de entrada eléctrica, permitiendo pantallas más brillantes o un menor consumo de energía.
• Gama de Colores Mejorada y Consistencia: Los avances en tecnología de fósforos (para LED blancos) y precisión epitaxial (para LED de color como este) permiten pantallas con colores más ricos, precisos y consistentes.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas: Mejores materiales de encapsulado, como epoxis o siliconas de alto rendimiento y estables a los rayos UV, y métodos robustos de unión del dado extienden la vida operativa, especialmente crítica para instalaciones exteriores las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
• Integración con Controladores Inteligentes: Los LED se combinan cada vez más con circuitos integrados controladores inteligentes que pueden ajustar individualmente el brillo y realizar diagnósticos, permitiendo sistemas de visualización más dinámicos y fiables.

Si bien los encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) son prevalentes para pantallas de alta densidad, los encapsulados de orificio pasante como este siguen siendo relevantes para aplicaciones que requieren robustez mecánica, rutas térmicas más simples a una PCB de núcleo metálico o un reemplazo en campo más fácil.