Ficha Técnica de Lámpara LED Oval 3474DKBR/MS - Color Azul - Corriente Directa 20mA - Voltaje Directo Máx. 3.4V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de precisión con forma ovalada. El objetivo principal de diseño de este componente es servir como fuente de luz de alto rendimiento para sistemas de información al pasajero y diversas aplicaciones de señalización. Su característica definitoria es una geometría de lente ovalada que crea un patrón de radiación espacial asimétrico y bien definido, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones de mezcla de colores en señales que requieren salida amarilla, roja o verde mediante ópticas secundarias o filtros.

El dispositivo está construido con material epóxico resistente a los rayos UV, lo que garantiza fiabilidad a largo plazo y estabilidad del color en entornos exteriores. Cumple con regulaciones ambientales clave, incluyendo RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos, con un contenido de bromo y cloro estrictamente controlado.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa, su patrón de radiación ovalado especializado para una iluminación uniforme de señales y su construcción robusta para aplicaciones exigentes. El mercado objetivo abarca fabricantes de infraestructura de transporte, publicidad comercial y sistemas de información pública. Las áreas de aplicación clave son:

• Señales Gráficas en Color y Paneles de Mensajes
• Señales de Mensaje Variable (SMV) para gestión del tráfico
• Pantallas de Publicidad Exterior Comercial

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones ambientales específicas (Ta=25°C). Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Voltaje Inverso (V_R):5V. El voltaje máximo que se puede aplicar en dirección inversa a través de los terminales del LED.
• Corriente Directa (I_F):30 mA (continua). La corriente continua máxima recomendada para un funcionamiento fiable.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esto solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz) y no debe usarse para operación continua.
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar en forma de calor.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:Varía desde -40°C hasta +85°C (operación) y desde -40°C hasta +100°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 5 segundos, compatible con procesos estándar de soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

El rendimiento se especifica a una corriente de prueba estándar de I_F=20mA y Ta=25°C.

• Intensidad Luminosa (I_v):Varía desde un mínimo de 934 mcd hasta un máximo de 2130 mcd, con un valor típico de 1140 mcd. Esta alta intensidad es crucial para la visibilidad diurna en señalización.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Asimétrico, de 90° (eje X) por 45° (eje Y). Este patrón ovalado está diseñado para coincidir con la relación de aspecto típica del texto y los símbolos informativos en las señales.
• Longitud de Onda de Pico y Dominante:El chip emite en el espectro azul. La longitud de onda de pico (λ_p) es típicamente 468 nm. La longitud de onda dominante (λ_d) varía de 460 nm a 475 nm, categorizada en bins.
• Voltaje Directo (V_F):Entre 2.4V y 3.4V a 20mA. Los diseñadores deben tener en cuenta esta caída de voltaje al diseñar los circuitos de accionamiento.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA a V_R=5V, lo que indica una buena calidad de la unión.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia del color y el brillo en los productos finales, los LED se clasifican en bins según parámetros clave.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad se categoriza en cinco bins (BA a BE), cada uno con un rango mínimo/máximo definido medido a I_F=20mA. La tolerancia total es ±10%. Por ejemplo, el bin BC cubre de 1340 a 1600 mcd. Los diseñadores de sistemas deben especificar el bin requerido o ser conscientes de las posibles variaciones de brillo entre diferentes lotes de producción.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda se categoriza en cinco bins (B1 a B5), cada uno abarcando 3 nm, desde 460-463 nm (B1) hasta 472-475 nm (B5). La tolerancia es ±1 nm. Este binning preciso permite un control estricto del color, lo cual es especialmente importante cuando el LED azul se usa con fósforos o filtros para crear otros colores.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La ficha técnica proporciona varias curvas características que son vitales para comprender el comportamiento del dispositivo en diferentes condiciones.

4.1 Distribución Espectral y Directividad

La curva deIntensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un ancho de banda espectral estrecho (Δλ) de aproximadamente 20 nm, centrado en la región azul. El gráfico deDirectividadconfirma visualmente el patrón de radiación ovalado asimétrico, con la intensidad cayendo a la mitad de su valor máximo en los ángulos especificados de 90° y 45°.

4.2 Características Eléctricas y Térmicas

La curva deCorriente Directa vs. Voltaje Directo (I-V)exhibe la relación exponencial típica de un diodo. La curva deIntensidad 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 térmicos. Las curvas deIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambientedemuestran el impacto negativo del aumento de temperatura tanto en la salida de luz como en la corriente de accionamiento requerida para un voltaje fijo, destacando la importancia de la gestión térmica en el diseño de la aplicación.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Dibujo del Encapsulado

El dibujo mecánico especifica la huella física de la lámpara ovalada. Las dimensiones clave incluyen el espaciado de las patillas (pitch), el tamaño total del cuerpo y la protuberancia de la lente de resina. 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 por debajo de la brida es de 1.5 mm, lo cual es importante para el espacio libre en el montaje final.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

La polaridad se indica mediante la estructura física de las patillas (normalmente una patilla más larga o un lado plano en el encapsulado). Se debe consultar el dibujo de la ficha técnica para identificar el ánodo y el cátodo. El diseño de los pads en el PCB debe coincidir con la huella recomendada para garantizar una soldadura adecuada y estabilidad mecánica.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Formado y Manipulación de Patillas

• El doblado debe realizarse al menos a 3 mm de la base de la bombilla epóxica para evitar grietas por tensión.
• El formado de las patillas debe completarseantesdel proceso de soldadura.
• Un estrés excesivo en el encapsulado durante la manipulación o inserción en un PCB puede dañar la unión interna del chip o los alambres de conexión, degradando el rendimiento o causando fallos.
• Las patillas deben cortarse a temperatura ambiente.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Para evitar la absorción de humedad que puede causar "popcorning" durante el reflujo, los LED deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil desde el envío es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta un año), los dispositivos deben guardarse en una bolsa sellada con barrera de humedad con desecante y en atmósfera de nitrógeno.

6.3 Proceso de Soldadura

Durante la soldadura por ola o manual, la unión de soldadura debe estar al menos a 3 mm del cuerpo epóxico para evitar choque térmico y daños en la resina. El dispositivo está clasificado para una temperatura máxima de soldadura de 260°C durante 5 segundos, lo que se alinea con los perfiles estándar de reflujo sin plomo.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Resistente a la Humedad

Los componentes se suministran en embalaje resistente a la humedad, que normalmente implica cinta portadora y carrete. La ficha técnica incluye dimensiones detalladas para la cinta portadora, incluyendo el paso de los bolsillos (P=12.70 mm), el ancho de la cinta (W3=18.00 mm) y otras dimensiones críticas para equipos automáticos de pick-and-place.

7.2 Explicación de la Etiqueta y Cantidades de Embalaje

La etiqueta del carrete contiene información crucial: Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Parte del Fabricante (P/N), Cantidad (QTY) y los Códigos de Binning específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF). La cantidad de embalaje estándar es de 2500 piezas por caja interior, con 10 cajas interiores (25,000 piezas) por caja exterior maestra.

7.3 Designación del Número de Modelo

El número de parte 3474DKBR/MS sigue un formato estructurado donde "3474" probablemente indica la serie o el encapsulado, "D" puede denotar el color (Azul/Difuso), y las letras subsiguientes especifican bins de rendimiento u otras variantes. Los cuadrados de marcador de posición (□□□□) al final son para especificar los códigos de bin exactos (por ejemplo, CAT y HUE) al realizar el pedido.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED debe ser accionado por una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante, para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica. Se puede usar una resistencia en serie simple con una fuente de alimentación de CC estable, calculada como R = (V_suministro- V_F) / I_F. Por ejemplo, con un suministro de 5V y un V_Ftípico de 3.0V a 20mA, R = (5-3)/0.02 = 100 Ω. La potencia nominal de la resistencia debe ser I²R = 0.04W, por lo que una resistencia de 1/8W o 1/4W es suficiente.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, mantener una baja temperatura de unión es clave para la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable, especialmente en señales cerradas o altas temperaturas ambientales.
• Integración Óptica:El patrón de haz ovalado está diseñado para funcionar con difusores, guías de luz o filtros de color comúnmente utilizados en señalización. La orientación del LED (qué eje es 90° vs. 45°) debe considerarse durante el diseño del PCB.
• Protección contra ESD:Aunque no se indica explícitamente como sensible, implementar precauciones estándar contra ESD durante la manipulación y el montaje se considera una buena práctica para todos los dispositivos semiconductores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La diferenciación principal de este LED radica en supatrón de radiación ovalado. La mayoría de los LED estándar tienen un ángulo de visión circular (simétrico). Este patrón especializado proporciona una distribución de luz más eficiente para elementos de señalización rectangulares, reduciendo potencialmente el número de LED necesarios para una iluminación uniforme en comparación con el uso de LED de patrón circular. Además, su binning de alta intensidad luminosa (hasta 2130 mcd) lo hace competitivo para aplicaciones que requieren alto brillo.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED a su corriente continua máxima de 30mA?

R: Sí, pero debe asegurar una gestión térmica adecuada. Operar a 30mA producirá una mayor salida de luz pero también generará más calor, lo que puede reducir la vida útil y causar un desplazamiento de longitud de onda. La condición de prueba de 20mA es el estándar para especificar el rendimiento.

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

R: La Longitud de Onda de Pico (λ_p) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su mayor intensidad. La Longitud de Onda Dominante (λ_d) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincidiría con el color percibido del LED. λ_des más relevante para aplicaciones colorimétricas.

P: ¿Por qué la condición de almacenamiento es tan específica (3 meses, luego nitrógeno)?

R: El encapsulado epóxico puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, creando presión interna que puede deslaminar el encapsulado o agrietar el epóxico, un fenómeno conocido como "popcorning". El nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) dicta estos requisitos de almacenamiento y manipulación.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseño de una Señal de Mensaje Variable (SMV) de una sola línea para una autopista.

La señal requiere caracteres brillantes e iluminados uniformemente. El diseñador selecciona este LED ovalado. Se colocan múltiples LED detrás de un panel difusor segmentado que forma cada carácter. Los LED se orientan de modo que el eje ancho de 90° se alinee con el ancho horizontal del trazo del carácter, y el eje estrecho de 45° se alinee con la altura vertical. Esta orientación, combinada con el difusor, garantiza que la luz se distribuya uniformemente a lo ancho del trazo sin un derrame excesivo en segmentos adyacentes, mejorando el contraste y la legibilidad. Se diseña una placa de accionamiento de corriente constante para suministrar 20mA a cada cadena en serie de LED, especificando los códigos de bin apropiados (por ejemplo, BC para intensidad, B4 para longitud de onda) en la lista de materiales para garantizar uniformidad en todas las señales.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Se basa en un material de chip de InGaN (Nitruro de Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo, los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa de la unión semiconductora. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La energía específica de la banda prohibida del material InGaN determina que los fotones emitidos estén en el rango de longitud de onda azul (aproximadamente 468 nm). La luz azul sale a través de una lente epóxica moldeada que está difundida (indicada por "MS", probablemente significando Blanco Lechoso o Difuso) para dispersar la luz y darle la forma del patrón de haz ovalado especificado.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Los LED para señalización e iluminación profesional continúan evolucionando hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia del color mediante binning más estricto y una fiabilidad mejorada. El uso de ópticas especializadas, como se ve en esta lente ovalada, es una tendencia para aumentar la eficiencia de la aplicación dirigiendo la luz precisamente donde se necesita, reduciendo las pérdidas ópticas. Además, el cumplimiento de las regulaciones ambientales (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es ahora un requisito estándar en la industria, impulsado por políticas ambientales globales y la demanda de productos sostenibles por parte de los clientes. El enfoque en el embalaje resistente a la humedad y las instrucciones detalladas de manipulación reflejan el movimiento de la industria hacia procesos de fabricación más robustos y fiables para dispositivos de montaje superficial.