Hoja de Datos de Lámpara LED Oval 3474BKBR/MS - Color Azul - Corriente Directa 20mA - Disipación de Potencia 110mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED ovalada de precisión óptica, identificada como modelo 3474BKBR/MS. Este componente está diseñado específicamente para aplicaciones que requieren alta visibilidad y rendimiento fiable en sistemas de visualización de información.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

El objetivo principal de diseño de este LED ovalado es servir para señales de información al pasajero y aplicaciones de visualización similares. Sus ventajas clave derivan de su diseño óptico único:

• Alta Intensidad Luminosa:Proporciona una iluminación brillante y clara, esencial para señales legibles a la luz del día.
• Forma Ovalada y Patrón de Radiación Definido:La geometría de la lente ovalada crea un patrón espacial de radiación bien definido, optimizando la distribución de la luz para las aperturas rectangulares u ovaladas comunes en la señalización.
• Ángulo de Visión Amplio y Asimétrico:Presenta un ángulo de visión (2θ1/2) de 110° en un eje y 60° en el eje perpendicular. Este patrón asimétrico es ideal para dirigir la luz eficazmente hacia el espectador en las configuraciones típicas de montaje de señales.
• Construcción Robusta de Materiales:Utiliza resina epoxi resistente a los rayos UV, mejorando la fiabilidad a largo plazo y evitando el amarilleamiento o degradación de la lente cuando se usa en exteriores o entornos con alta radiación UV.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está diseñado para cumplir con RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), el reglamento REACH de la UE, y está libre de halógenos (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido al mercado de señalización comercial y de transporte. Sus patrones de radiación adaptados lo hacen adecuado para mezclarse con filtros amarillos, rojos o verdes u ópticas secundarias en aplicaciones de color. Los casos de uso típicos incluyen:

• Señales Gráficas en Color
• Paneles de Mensajes
• Señales de Mensaje Variable (VMS)
• Pantallas de Publicidad Exterior Comercial

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos definidos en la hoja de datos.

2.1 Selección del Dispositivo y Valores Máximos Absolutos

El LED utiliza un material de chip InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul, que luego se difunde a través de una lente teñida de azul. Comprender los Valores Máximos Absolutos es crítico para garantizar la longevidad del dispositivo y evitar fallos inmediatos.

• Tensión Inversa (V_R): 5V- Aplicar una tensión de polarización inversa que exceda este valor puede causar daños irreversibles en la unión del LED.
• Corriente Directa (I_F): 30mA- La máxima corriente continua (DC) que se puede aplicar de forma continua. Operar en o cerca de este límite generará más calor y puede reducir la vida útil.
• Corriente Directa de Pico (I_FP): 100mA- Esta es una especificación para pulsos (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz). No debe usarse para operación en DC. Indica que el LED puede soportar picos de corriente cortos, lo que podría ser relevante en ciertos esquemas de excitación multiplexada.
• Disipación de Potencia (P_d): 110mW- La máxima potencia que el encapsulado puede disipar como calor a Ta=25°C. Exceder este límite conlleva riesgo de sobrecalentamiento. La potencia real se calcula como Tensión Directa (V_F) × Corriente Directa (I_F).
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:Rango de -40°C a +85°C (operación) y de -40°C a +100°C (almacenamiento). Estos amplios rangos confirman su idoneidad para entornos exteriores severos.
• Temperatura de Soldadura (T_sol): 260°C durante 5 segundos- Esto define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo, crucial para el ensamblaje de PCB sin dañar el encapsulado epoxi o las uniones internas.

2.2 Análisis de Características Electro-Ópticas

Todos los parámetros se especifican en una condición de prueba estándar de Ta=25°C e I_F=20mA, que es el punto de operación recomendado.

• Intensidad Luminosa (I_v):Rango de 550 mcd (mín.) a 1130 mcd (máx.), con un valor típico de 800 mcd. Esta alta intensidad es una característica clave para señalización.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Confirmado como 110° (eje X) / 60° (eje Y). Esta asimetría es una característica de diseño deliberada para señalización.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):Típicamente 468 nm. Esta es la longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es mayor.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Rango de 460 nm a 475 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el "color" de la luz azul.
• Tensión Directa (V_F):Rango de 2.4V a 3.4V a 20mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación pueda acomodar esta variación, especialmente cuando se usan fuentes de tensión constante.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 50 µA a V_R=5V. Un valor bajo indica una buena calidad de la unión.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para gestionar las variaciones de fabricación, los LEDs se clasifican en lotes de rendimiento (bins). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de intensidad y consistencia de color para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los lotes se definen por códigos de BA a BD, con valores mínimos y máximos de intensidad luminosa medidos a I_F= 20mA. La tolerancia general es de ±10%.

• BA:550 mcd a 660 mcd
• BB:660 mcd a 790 mcd
• BC:790 mcd a 945 mcd
• BD:945 mcd a 1130 mcd

Seleccionar un lote superior (ej., BD) garantiza el máximo brillo, pero puede tener un coste premium. Para una apariencia uniforme en una señal con múltiples LEDs, es esencial especificar un lote estricto o un único lote.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los lotes de longitud de onda se definen por códigos B1 a B5, cada uno abarcando un rango de 3 nm desde 460 nm hasta 475 nm. La tolerancia es de ±1 nm.

• B1:460 nm a 463 nm (Más azulado, hacia azul cian)
• B2:463 nm a 466 nm
• B3:466 nm a 469 nm
• B4:469 nm a 472 nm
• B5:472 nm a 475 nm (Más profundo, azul real)

La consistencia del color en una pantalla es crítica. Especificar un único lote de longitud de onda (ej., B3) garantiza que todos los LEDs tendrán un tono casi idéntico.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas típicas proporcionadas ofrecen información valiosa sobre el comportamiento del LED en condiciones no estándar.

4.1 Distribución Espectral y Directividad

La curva deIntensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un espectro típico de LED azul centrado alrededor de 468 nm con un Ancho a Media Altura (FWHM) de aproximadamente 20 nm. La curva deDirectividadconfirma visualmente el ángulo de visión de 110°/60°, mostrando la caída de intensidad relativa en función del ángulo desde el eje central.

4.2 Características Eléctricas y Térmicas

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Esta curva es no lineal, típica de un diodo. Muestra la relación entre tensión y corriente, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente. La tensión de codo está alrededor de 2.8V a 3.0V.
• Intensidad Relativa vs. Corriente Directa:La salida de luz aumenta con la corriente, pero no de forma lineal. Excitar por encima de 20mA produce rendimientos decrecientes en eficiencia y aumenta el calor.
• Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (T_a). Esta reducción debe tenerse en cuenta en el diseño térmico, especialmente en señales cerradas o climas cálidos.
• Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva probablemente ilustra la reducción recomendada de la corriente máxima de operación a medida que aumenta la temperatura para mantenerse dentro del límite de disipación de potencia de 110mW.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Tolerancias

La hoja de datos incluye un dibujo detallado con dimensiones del encapsulado LED ovalado. Las características clave incluyen:

• Forma general del encapsulado y espaciado de los terminales.
• Ubicación y tamaño del identificador del cátodo (típicamente un lado plano o un punto verde en el encapsulado).
• Notas críticas especifican que todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario.
• Se especifica una protrusión máxima de la resina bajo la brida de 1.5mm, lo cual es importante para el espacio libre durante el montaje en PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

La polaridad correcta es esencial. El encapsulado incluye un marcador visual (ej., un lado plano, una muesca o un punto de color) para identificar el terminal del cátodo (-). El ánodo (+) es típicamente el terminal más largo en versiones de orificio pasante, pero para esta pieza SMD, la marca en el propio encapsulado debe consultarse en el dibujo de dimensiones.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crítico para mantener la fiabilidad.

6.1 Formado de Terminales (Si Aplica)

Si los terminales necesitan formarse para montaje en orificio pasante:

• Doblar en un punto ≥ 3mm desde la base del bulbo epoxi.
• Realizar el formadoantes soldering.
• de soldar. Evitar tensionar el encapsulado; la tensión puede dañar las conexiones internas o agrietar el epoxi.
• Cortar los terminales a temperatura ambiente.
• Asegurar que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensión de montaje.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LEDs son dispositivos sensibles a la humedad (MSD):

• Almacenar a ≤ 30°C y ≤ 70% de Humedad Relativa (HR) después de la recepción.
• La vida útil de almacenamiento recomendada en esta condición es de 3 meses.
• Para almacenamiento más allá de 3 meses y hasta 1 año, usar un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

6.3 Proceso de Soldadura

• Mantener una distancia > 3mm desde la unión de soldadura al bulbo epoxi.
• No soldar en la base del propio LED.
• Seguir el perfil de reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 5 segundos.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Resistente a la Humedad

Los LEDs se suministran en embalaje resistente a la humedad, que típicamente implica:

• Cinta Portadora:Los LEDs se colocan en cinta portadora con alveolos para el ensamblaje automatizado pick-and-place.
• Carrete:La cinta se enrolla en un carrete.
• Desecante y Tarjeta Indicadora de Humedad:Incluidos en la bolsa sellada para proteger contra la humedad.
• Cajas Internas y Externas:Para envío y almacenamiento a granel.

7.2 Explicación de Etiquetas y Especificaciones de la Cinta

La etiqueta del embalaje incluye códigos para:

• CPN (Número de Pieza del Cliente)
• P/N (Número de Producto: 3474BKBR/MS)
• QTY (Cantidad)
• CAT (Lote de Intensidad Luminosa, ej., BC)
• HUE (Lote de Longitud de Onda Dominante, ej., B3)
• REF (Rango de Tensión Directa)
• LOT No. (Traza)

Se proporcionan dimensiones detalladas de la cinta portadora (D, F, P, W1, W3, etc.) para garantizar la compatibilidad con el equipo estándar de ensamblaje SMD.

7.3 Cantidades de Embalaje y Numeración de Modelo

• Embalaje estándar: 2500 piezas por caja interna.
• 10 cajas internas por caja maestra externa (25,000 piezas en total).
• El número de modelo3474BKBR/MSsigue una designación que probablemente indica el estilo del encapsulado (3474), el color (BKBR para Azul?), y el montaje/estilo (MS para Sensible a la Humedad o similar). La hoja de datos muestra un marcador de posición para códigos de sufijo adicionales (3474BKBR-□□□□) para especificar lotes u otras variantes.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Para una operación fiable:

• Excitación por Corriente Constante:Muy recomendable frente a la tensión constante. Una simple resistencia en serie puede ser suficiente para aplicaciones de baja corriente, pero un circuito integrado excitador de LED de corriente constante dedicado proporciona mejor estabilidad, eficiencia y protección contra picos de tensión.
• Configuración de Corriente:Operar en o por debajo de la condición de prueba típica de 20mA para una eficiencia y longevidad óptimas. Usar la curva I-V para calcular la resistencia en serie apropiada o la configuración del excitador basándose en su tensión de alimentación.
• Protección contra Tensión Inversa:Considerar añadir un diodo de protección en paralelo (cátodo a ánodo, ánodo a cátodo) si el LED pudiera estar expuesto a transitorios de tensión inversa.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la potencia es baja (110mW máx.), el calor aún puede afectar al rendimiento y la vida útil:

• Usar una PCB con área de cobre adecuada conectada a las almohadillas del LED para actuar como disipador de calor.
• En matrices de alta densidad, asegurar un espaciado adecuado y considerar refrigeración activa si están encerradas.
• Consultar la curva deIntensidad Relativa vs. Temperatura Ambientepara reducir la salida de luz esperada en entornos de alta temperatura.

8.3 Integración Óptica

• El patrón de haz ovalado está diseñado para coincidir con las aperturas comunes de las señales. Alinear los ejes mayor (110°) y menor (60°) del LED con el diseño de la señal para una uniformidad y eficiencia óptimas.
• Al usar filtros de color, asegurarse de que sean compatibles con el espectro azul del LED y la resina epoxi resistente a los UV para evitar un envejecimiento acelerado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque no hay una comparación directa con competidores en la hoja de datos, se pueden inferir los diferenciadores clave de este producto:

• vs. LEDs Redondos Estándar:El haz ovalado proporciona una mejor cobertura para píxeles rectangulares en señales, reduciendo el número de LEDs necesarios o mejorando la uniformidad en comparación con un LED redondo con haz circular.
• vs. LEDs No Resistentes a los UV:La resina epoxi resistente a los UV es una ventaja crítica para cualquier aplicación exterior o de larga vida, evitando el modo de fallo común del oscurecimiento de la lente y la degradación de la salida.
• vs. LEDs de Menor Intensidad:La alta intensidad luminosa (hasta 1130 mcd) lo hace adecuado para aplicaciones legibles a la luz del sol donde la luz ambiental es alta.
• Clasificación (Binning) Integral:La estructura detallada de clasificación por intensidad y longitud de onda permite pantallas con alta consistencia de color, un requisito clave para la señalización profesional.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo excitar este LED a 30mA de forma continua?

R: El Valor Máximo Absoluto es 30mA, pero la condición de operación típica y todas las especificaciones electro-ópticas se dan a 20mA. Operar a 30mA producirá más calor, reducirá la eficiencia (lúmenes por vatio) y potencialmente acortará la vida útil. Es recomendable diseñar para 20mA o menos para una fiabilidad óptima.

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

R: La Longitud de Onda de Pico (λp) es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante (λd) es la longitud de onda única que el ojo humano percibiría como el color, calculada a partir del espectro completo. λd es más relevante para la coincidencia de colores en pantallas.

P: ¿Cómo interpreto los códigos de lote al hacer un pedido?

R: Para garantizar una señal uniforme, especifique tanto el Lote de Intensidad Luminosa (ej., BC) como el Lote de Longitud de Onda Dominante (ej., B3) en su pedido. Esto garantiza que todos los LEDs tendrán un brillo y color muy similares.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para un solo LED a 20mA (~2.8V * 0.02A = 56mW), generalmente no se requiere un disipador si hay algo de cobre en la PCB. Para matrices de LEDs u operación en altas temperaturas ambientales, el diseño térmico se vuelve importante.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un Carácter para una Señal de Mensaje Variable (VMS) de una Línea.

Un carácter está hecho de una matriz de píxeles de 5x7. Cada "píxel" es una apertura rectangular. Usando este LED ovalado:

1. Colocación:Montar el LED detrás de cada apertura, alineando su eje ancho de 110° con el lado largo del rectángulo y su eje estrecho de 60° con el lado corto. Esto llena la apertura de manera eficiente.
2. Circuito:Usar un circuito integrado excitador de corriente constante capaz de excitar 35 LEDs (5x7) en una matriz multiplexada para reducir el cableado. Establecer la corriente a 18-20mA por LED cuando esté activo.
3. Clasificación (Binning):Pedir todos los LEDs para la señal del mismo lote CAT (ej., BC) y HUE (ej., B3) para garantizar un brillo y color uniformes en toda la pantalla.
4. Térmico:Diseñar la PCB con vías térmicas bajo las almohadillas del LED conectadas a un plano de tierra en la capa posterior para disipar el calor de la matriz de 35 LEDs.
5. Software:Implementar PWM (Modulación por Ancho de Pulso) a través del circuito integrado excitador para lograr control de atenuación para diferentes condiciones de luz ambiental.

12. Introducción al Principio de Operación

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un diodo semiconductor. El núcleo es un chip hecho de materiales semiconductores InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica una tensión directa que excede la tensión de codo del diodo (aprox. 2.8-3.0V), los electrones se inyectan desde la región tipo n y los huecos desde la región tipo p hacia la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que a su vez define la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, azul (~468 nm). La lente epoxi ovalada que rodea el chip está diseñada para refractar y dar forma a esta luz cruda en el patrón de radiación deseado de 110°/60°.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Este componente representa una aplicación especializada de la tecnología LED convencional. Las tendencias generales en la industria LED que proporcionan contexto incluyen:

• Mayor Eficiencia:La I+D continua mejora constantemente los lúmenes por vatio (eficacia), permitiendo pantallas más brillantes o menor consumo de energía.
• Miniaturización:Aunque este es un encapsulado más grande para alta salida, la tendencia en iluminación general es hacia chips más pequeños y densamente empaquetados (ej., encapsulados a escala de chip).
• Iluminación Inteligente y Conectada:Para señalización, esto se traduce en LEDs integrados con excitadores inteligentes capaces de control en red, contenido dinámico y brillo adaptativo.
• Calidad y Consistencia del Color:Una clasificación (binning) más estricta y procesos de fabricación mejorados, como se ve en los lotes detallados de esta hoja de datos, son impulsados por la demanda de un rendimiento visual superior y consistente en pantallas profesionales.
• Sostenibilidad:El cumplimiento de las normas libres de halógenos, RoHS y REACH es ahora una expectativa básica, reflejando el enfoque de la industria en la responsabilidad ambiental.

La lámpara LED ovalada sigue siendo una solución específica donde el control óptico, la fiabilidad y la salida de alta intensidad para formas de apertura específicas se priorizan sobre el factor de forma más pequeño posible.