Hoja de Datos de Lámpara LED Ovalada 3474BKRR/MS - Forma Ovalada - 2.0x3.0x4.5mm - Voltaje Directo 1.6-2.6V - Rojo Brillante - 120mW

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED ovalada de precisión óptica. Su propósito principal de diseño es para su uso en señales de información al pasajero y aplicaciones similares que requieren una iluminación clara y definida sobre un área específica. La forma ovalada y los patrones de radiación emparejados son características clave que permiten una mezcla de colores efectiva en aplicaciones que utilizan amarillo, azul o verde junto con la emisión primaria roja.

El dispositivo está construido con material epoxi resistente a los rayos UV, lo que garantiza una fiabilidad a largo plazo en entornos expuestos a la luz solar. Cumple con las principales normas medioambientales y de seguridad, incluyendo la directiva RoHS de la UE, el reglamento REACH de la UE, y se fabrica como un componente libre de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, y su suma <1500 ppm).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Superar este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):50 mA (Continua).
• Corriente Directa de Pico (I_FP):160 mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Permite una sobreexcitación breve, por ejemplo, en aplicaciones de pantallas multiplexadas.
• Disipación de Potencia (P_d):120 mW. Esta es la pérdida de potencia máxima permitida dentro del dispositivo, calculada como Voltaje Directo (V_F) * Corriente Directa (I_F). Operar cerca de este límite requiere una gestión térmica cuidadosa.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +85 °C. El dispositivo está clasificado para rangos de temperatura industrial.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +100 °C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260 °C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas (T_a=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (I_v):1205-2490 mcd (Típico: 1605 mcd) a I_F=20mA. Esta alta salida es adecuada para señales legibles a la luz del día.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110° (Eje X) / 60° (Eje Y). El patrón de radiación ovalado proporciona una dispersión horizontal amplia y un haz vertical más enfocado, ideal para señalización vista desde diversos ángulos horizontales.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):632 nm (Típico). La longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):619-629 nm (Típico: 621 nm). Esto define el color percibido de la luz, que está en la región del rojo brillante.
• Ancho de Banda de Radiación del Espectro (Δλ):20 nm (Típico). Una medida de la pureza espectral de la luz emitida.
• Voltaje Directo (V_F):1.6 - 2.6 V a I_F=20mA. La caída de voltaje a través del LED cuando conduce. Este rango debe considerarse para el diseño del controlador.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máx.) a V_R=5V. Una corriente de fuga muy baja en estado apagado.

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 lotes se definen con una tolerancia de ±10% respecto a los valores nominales. Los códigos de lote (RA, RB, RC, RD) representan niveles ascendentes de intensidad luminosa mínima a 20mA.

• RA:1205 - 1445 mcd
• RB:1445 - 1730 mcd
• RC:1730 - 2075 mcd
• RD:2075 - 2490 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los lotes de longitud de onda garantizan un color rojo percibido consistente, con una tolerancia ajustada de ±1nm. Los lotes ayudan a emparejar LED para aplicaciones donde la uniformidad del color es crítica.

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones de operación.

4.1 Distribución Espectral

La curva deIntensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un espectro de emisión típicamente estrecho centrado alrededor de 632 nm, característico de la tecnología de material AlGaInP, que produce luz roja de alta eficiencia.

4.2 Curva IV y Eficiencia

La curva deCorriente Directa vs. Voltaje Directoexhibe la relación exponencial estándar del diodo. La curva deIntensidad Relativa vs. Corriente Directaes generalmente lineal en el rango de operación normal (hasta 50mA), lo que indica una eficiencia estable. Los diseñadores deben asegurar que el controlador proporcione una corriente estable, no voltaje, para mantener una salida de luz consistente.

4.3 Características Térmicas

Las curvas deIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambienteson cruciales para la gestión térmica. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El voltaje directo también tiene un coeficiente de temperatura negativo (disminuye con la temperatura), lo que debe considerarse en escenarios de conducción a voltaje constante para evitar la fuga térmica. Se recomienda un área de cobre de PCB adecuada o disipación de calor para operación a alta corriente o alta temperatura ambiente.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED sigue un contorno estándar de paquete de montaje superficial. Las dimensiones clave incluyen el paso de los terminales (2.54 mm), que es una huella común para adaptación de orificio pasante o montaje directo en PCB. La lente ovalada sobresale del cuerpo principal. Todas las dimensiones no especificadas tienen una tolerancia por defecto de ±0.25 mm. La protuberancia máxima de resina bajo la brida es de 1.5 mm, lo cual es importante para el espacio libre durante el ensamblaje de la PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo típicamente se indica por un lado plano en la lente, una muesca en el cuerpo del paquete, o un terminal más corto (si los terminales están presentes en la versión de orificio pasante). Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para el marcador específico en esta variante 3474BKRR/MS. La polaridad correcta es esencial para prevenir daños por polarización inversa.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El dispositivo puede soportar una temperatura máxima de soldadura de 260°C durante 5 segundos. Esto se alinea con los perfiles estándar de reflujo sin plomo (SnAgCu). La temperatura debe medirse en el terminal del LED, no en el aire del horno.

6.2 Precauciones Críticas

• Formado de Terminales:Si se doblan los terminales, hágalo al menos a 3 mm de la base del bulbo de epoxi. Realice el doblado antes de soldar para evitar tensión en la unión de soldadura. Utilice herramientas adecuadas para evitar tensionar el paquete, lo que podría agrietar el epoxi o dañar las uniones internas por alambre.
• Alineación de Agujeros en PCB:Los agujeros de la PCB deben alinearse con precisión con los terminales del LED. El montaje bajo tensión mecánica puede degradar el sellado de epoxi y el rendimiento del LED con el tiempo.
• Ubicación de la Unión de Soldadura:Mantenga una distancia de más de 3 mm desde la unión de soldadura hasta el bulbo de epoxi. Se recomienda soldar más allá de la base de la barra de unión.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

Después de la recepción, los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil de almacenamiento recomendada en este estado es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), los dispositivos deben guardarse en un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante para prevenir la absorción de humedad, lo cual es crítico para el cumplimiento del Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) y para prevenir el \"efecto palomita\" durante el reflujo.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Empaquetado

El dispositivo se suministra en embalaje resistente a la humedad. La cantidad de embalaje estándar es de 2500 piezas por cartón interior, con 10 cartones interiores (25,000 piezas en total) por cartón exterior maestro. Los componentes se alojan en cinta portadora con relieve con dimensiones específicas para equipos de colocación automática pick-and-place.

7.2 Explicación de Etiqueta y Número de Modelo

La etiqueta del carrete contiene información esencial para la trazabilidad y la aplicación correcta: Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Parte del Fabricante (P/N), Cantidad de Empaquetado (QTY) y los Códigos de Clasificación específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF), junto con el Número de Lote de producción.

La designación completa del producto sigue el patrón:3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:Tipo/tamaño de paquete.
• B:Probablemente indica brillo o una serie específica.
• K:Puede denotar color (aunque específico para esta variante roja).
• R R:Indica el color \"Rojo Brillante\".
• - □ □ □ □:Estos marcadores de posición representan los códigos de clasificación específicos para Intensidad (CAT), Longitud de Onda (HUE) y Voltaje (REF) seleccionados para el pedido.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Señales de Información al Pasajero (PIS):En autobuses, trenes y aeropuertos, donde el alto brillo y el amplio ángulo de visión horizontal son esenciales.
• Paneles de Mensajes y Señales de Mensaje Variable (VMS):Para información de tráfico, publicidad y anuncios públicos. El haz ovalado ayuda a crear una iluminación uniforme a través de píxeles o segmentos individuales.
• Señales Gráficas en Color y Publicidad Exterior Comercial:Utilizado como elemento rojo en pantallas a todo color o multicolor. Su patrón de radiación emparejado facilita la mezcla de colores con LED azules, verdes o amarillos adyacentes.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Conducción de Corriente:Utilice siempre un controlador de corriente constante. La corriente de operación recomendada es de 20mA para un brillo típico, pero puede ser conducida hasta 50mA continua para una salida más alta, considerando la mayor disipación de potencia y las necesidades de gestión térmica.
• Configuración en Serie/Paralelo:Al conectar múltiples LED en serie, asegúrese de que el voltaje del controlador acomode la suma de los voltajes directos (considerando el V_Fmáx.). Para conexiones en paralelo, idealmente cada LED debería tener su propia resistencia limitadora de corriente para tener en cuenta las variaciones de clasificación de V_Fy prevenir la acaparación de corriente.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 110°x60° es inherente a la lente del paquete. Se pueden usar ópticas secundarias (difusores, lentes) para dar forma adicional al haz si es necesario, pero el patrón primario es muy adecuado para señalización de visión directa.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED de lente redonda estándar, esta lámpara ovalada ofrece una ventaja clave: un patrón de radiación asimétrico (110° x 60°) que se adapta naturalmente a la forma rectangular de los segmentos o píxeles típicos de señalización. Esto proporciona una utilización de la luz más eficiente, reduciendo el desperdicio de luz fuera del área de visión deseada y permitiendo potencialmente corrientes de conducción más bajas para lograr el mismo brillo percibido de la señal desde el corredor de visión objetivo. Su alta intensidad luminosa (hasta 2490 mcd) lo hace competitivo para aplicaciones exteriores y de alta luz ambiental donde se requiere un contraste superior.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico (632nm) y Longitud de Onda Dominante (~621nm)?

La Longitud de Onda de Pico (λ_p) es la longitud de onda física donde la salida de potencia óptica es más alta. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es un valor calculado que corresponde al color percibido por el ojo humano, basado en todo el espectro de emisión y las funciones de correspondencia de color CIE. Para LED monocromáticos como este rojo, están cerca pero no son idénticos. La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación de color en pantallas.

10.2 ¿Puedo conducir este LED a 50mA continuamente?

Sí, 50mA es la Corriente Directa Continua Máxima Absoluta. Sin embargo, operar en este límite generará más calor (P_d≈ V_F*I_F). Debe asegurarse de que el diseño de la PCB proporcione un alivio térmico adecuado (área de cobre suficiente, posibles vías térmicas) para mantener la temperatura de la unión del LED dentro de límites seguros, especialmente a altas temperaturas ambientales. Reducir la corriente (por ejemplo, a 30-40mA) mejorará la fiabilidad a largo plazo y el mantenimiento de lúmenes.

10.3 ¿Por qué la vida útil de almacenamiento está limitada a 3 meses, y qué es MSL?

El paquete de epoxi absorbe humedad del aire. Cuando se somete al alto calor de la soldadura por reflujo, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede agrietar el paquete (\"efecto palomita\"). La directriz de almacenamiento de 3 meses asume condiciones estándar de bolsa de fábrica. Para un almacenamiento más prolongado, el contenedor sellado con nitrógeno y desecante reinicia el reloj de exposición a la humedad. El Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL), que debe verificarse en la etiqueta del paquete, define la vida útil exacta después de abrir la bolsa seca.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñar una VMS alfanumérica roja de una sola línea para un autobús.

1. Disposición de Píxeles:Los LED ovalados están dispuestos en un patrón de matriz de puntos 5x7 para cada carácter. Su ángulo de visión horizontal de 110° asegura que el mensaje sea legible desde los asientos al otro lado del pasillo.
2. Circuito de Conducción:Se selecciona un CI controlador de LED de corriente constante, configurado para entregar 20mA por canal. Los LED en una columna se conectan en serie, con el controlador manejando el voltaje directo acumulativo.
3. Gestión Térmica:La PCB está diseñada con grandes áreas de cobre conectadas a las almohadillas del cátodo del LED, actuando como dispersor de calor. Se considera que la temperatura ambiente interior del autobús está dentro del rango de -40 a +85°C.
4. Clasificación (Binning):Para garantizar una apariencia uniforme en toda la pantalla, en el pedido se especifican LED del mismo lote de Longitud de Onda Dominante (R1 o R2) y un rango estrecho de lotes de Intensidad Luminosa (por ejemplo, solo RB y RC).

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED utiliza un chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones. La proporción específica de aluminio, galio e indio en la red cristalina determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, roja (~621-632 nm). La lente de epoxi ovalada está moldeada con precisión para controlar el patrón de radiación, reflejando y refractando internamente la luz para lograr el ángulo de visión deseado de 110°x60°.

13. Tendencias de la Industria

La tendencia en LED para señalización y pantallas continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), permitiendo un menor consumo de energía y una carga térmica reducida. También hay un enfoque en una mejor consistencia de color y tolerancias de clasificación más ajustadas para permitir pantallas de gran formato sin costuras. Además, la fiabilidad y longevidad bajo condiciones ambientales adversas (UV, ciclos de temperatura, humedad) siguen siendo impulsores críticos para los avances en materiales y empaquetado, como el uso de encapsulantes más robustos basados en silicona en lugar del epoxi tradicional.