Hoja de Datos de Lámpara LED 264-7SURD/S530-A3 - Rojo Brillante - 20mA - 125mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas de una lámpara LED rojo brillante de alta luminosidad. El dispositivo forma parte de una serie diseñada para aplicaciones que exigen una salida luminosa superior. Utiliza tecnología de chip AlGaInP encapsulado en resina difusa roja, lo que resulta en una emisión roja distintiva y vibrante. El producto se ha diseñado con la fiabilidad y robustez como principios fundamentales, garantizando un rendimiento consistente en diversos ensamblajes electrónicos.

El LED cumple con las principales normas medioambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Está disponible con diferentes ángulos de visión y puede suministrarse en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado, atendiendo las necesidades de fabricación de alto volumen.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No son condiciones de funcionamiento normal.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar continuamente al LED sin riesgo de degradación.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Esta especificación se aplica en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Exceder este valor en funcionamiento en estado estable probablemente causará una falla.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa mayor que este puede romper la unión semiconductora del LED.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como Voltaje Directo (VF) x Corriente Directa (IF).
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo está clasificado para operar desde -40°C hasta +85°C y puede almacenarse desde -40°C hasta +100°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Los terminales pueden soportar 260°C durante 5 segundos durante los procesos de soldadura.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C e IF=20mA, proporcionando los datos de rendimiento de referencia.

• Intensidad Luminosa (Iv):El valor típico es 125 mcd (milicandelas), con un mínimo de 63 mcd. Esto cuantifica el brillo percibido de la luz roja para el ojo humano.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):60 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo, definiendo la dispersión del haz.
• Longitud de Onda de Pico (λp):632 nm (típico). Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia alcanza su máximo.
• Longitud de Onda Dominante (λd):624 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el tono del color (rojo brillante).
• Voltaje Directo (VF):Varía desde 1.7V (mín.) hasta 2.4V (máx.), con un valor típico de 2.0V a 20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA cuando se aplica una polarización inversa de 5V.

Se indican las incertidumbres de medición: ±0.1V para VF, ±10% para Iv, y ±1.0nm para λd.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos indica el uso de un sistema de binning para parámetros clave, como se referencia en la explicación de la etiqueta de empaque. Este sistema garantiza la consistencia de color y brillo dentro de tolerancias definidas para los lotes de producción.

• CAT (Rangos de Intensidad Luminosa):Bins para la salida luminosa (Iv).
• HUE (Rangos de Longitud de Onda Dominante):Bins para el punto de color (λd), crucial para aplicaciones que requieren una coincidencia de color precisa.
• REF (Rangos de Voltaje Directo):Bins para la caída de voltaje directo (VF), lo que puede ser importante para el diseño del driver y la gestión de potencia.

Los valores específicos de los códigos de bin y sus rangos no se detallan en este extracto, pero normalmente se proporcionan en documentos de binning separados del fabricante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos característicos que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva de distribución espectral muestra la salida de luz en función de la longitud de onda, centrada alrededor del pico de 632 nm. El ancho de banda estrecho (Δλ típ. 20 nm) confirma un color rojo saturado.

4.2 Patrón de Directividad

Un gráfico polar que ilustra la distribución espacial de la luz, correlacionándose con el ángulo de visión de 60 grados. Muestra cómo la intensidad disminuye desde el eje central.

4.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje, típica de un diodo. La curva ayuda en el diseño de circuitos limitadores de corriente.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Muestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero puede volverse sub-lineal a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y efectos térmicos.

4.5 Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente

Demuestra el coeficiente de temperatura negativo de la salida de luz. La intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, lo cual es crítico para la gestión térmica en la aplicación.

4.6 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Puede ilustrar las pautas de reducción de potencia, mostrando cómo la corriente directa máxima permitida debe reducirse a temperaturas ambiente más altas para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dibujo de Dimensiones del Encapsulado

Se proporciona un dibujo mecánico detallado que muestra las dimensiones físicas del LED. Las notas clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros, la altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm, y la tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario. El dibujo define el espaciado de terminales, el tamaño del cuerpo y la forma general, lo cual es esencial para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por un lado plano en la lente del LED o por un terminal más corto. El dibujo de la hoja de datos debe indicar esto claramente, lo cual es vital para una instalación correcta y prevenir la polarización inversa.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para mantener el rendimiento y la fiabilidad del LED.

6.1 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realice el formado antes de soldar.
• Evite someter el encapsulado a tensión; la tensión puede dañar las uniones internas o agrietar el epoxi.
• Corte los terminales a temperatura ambiente.
• Asegúrese de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Almacenamiento

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

6.3 Soldadura

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

Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para un soldador de 30W), tiempo máximo de soldadura 3 segundos.

Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura máxima de precalentamiento 100°C durante máximo 60 segundos. Temperatura máxima del baño de soldadura 260°C durante máximo 5 segundos.

Perfil:Se incluye un gráfico recomendado del perfil de temperatura de soldadura, que muestra las zonas de precalentamiento, saturación, reflujo y enfriamiento para minimizar el choque térmico.

Notas Críticas:

• Evite la tensión en los terminales durante las fases de alta temperatura.
• No suelde (por inmersión o manual) más de una vez.
• Proteja el LED de golpes mecánicos hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de soldar.
• Evite el enfriamiento rápido desde la temperatura máxima.
• Utilice la temperatura de soldadura efectiva más baja.

6.4 Limpieza

• Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
• Evite la limpieza ultrasónica. Si es absolutamente necesaria, califique previamente el proceso para asegurarse de que no se produzcan daños.

6.5 Gestión Térmica

Una nota breve pero crucial enfatiza que la gestión térmica debe considerarse durante la etapa de diseño de la aplicación. La corriente de operación debe establecerse teniendo en cuenta la temperatura de unión, ya que el calor excesivo reduce la salida de luz y la vida útil.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Empaque

Los LED se empaquetan en una bolsa antiestática, colocados en una caja interior y luego en una caja exterior para protección durante el envío.

Cantidad de Empaque:Mínimo 200 a 1000 piezas por bolsa. Cuatro bolsas se empaquetan en una caja interior. Diez cajas interiores se empaquetan en una caja exterior.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta de empaque contiene varios códigos:

• CPN:Número de Producción del Cliente
• P/N:Número de Producción (ej., 264-7SURD/S530-A3)
• QTY:Cantidad de Empaque
• CAT, HUE, REF:Códigos de binning para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Voltaje Directo, respectivamente.
• LOT No:Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Las aplicaciones listadas incluyen televisores, monitores, teléfonos y computadoras. Esto indica su uso como luces indicadoras, retroiluminación para pantallas pequeñas o LED de estado en equipos de electrónica de consumo y TI.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar IF al valor deseado (ej., 20mA para brillo típico), nunca conecte directamente a una fuente de voltaje.
• Diseño Térmico:Asegúrese de que la PCB y el entorno circundante permitan una disipación de calor adecuada, especialmente si opera cerca de los valores máximos absolutos o en espacios cerrados.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 60 grados es adecuado para una visión amplia. Considere el diseño de lentes o guías de luz si se requiere dar forma al haz.
• Protección contra ESD:Aunque no es altamente sensible, se recomiendan las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien no se proporciona una comparación directa con otros números de parte en esta hoja de datos única, se pueden inferir las características diferenciadoras clave de esta serie de LED:

• Material:Uso de material semiconductor AlGaInP, que es altamente eficiente para colores rojo y ámbar, en comparación con tecnologías más antiguas.
• Brillo:Posicionada como una serie de "mayor brillo" dentro de su categoría.
• Cumplimiento Normativo:El cumplimiento total con las regulaciones medioambientales modernas (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es una ventaja significativa.
• Robustez:La hoja de datos enfatiza una construcción fiable y robusta, lo que sugiere una buena resistencia mecánica y térmica.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V para lograr 20mA?

R1: Usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF) / IF. Con V_fuente=5V, VF(típ)=2.0V, IF=0.02A, R = (5-2)/0.02 = 150 Ω. Use una resistencia estándar de 150 Ω. Siempre calcule para el peor caso de VF(mín) para asegurar que la corriente no exceda los límites.

P2: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

R2: Sí. Usando el mismo cálculo: R = (3.3-2.0)/0.02 = 65 Ω. Una resistencia estándar de 68 Ω sería apropiada. Asegúrese de que la fuente pueda proporcionar la corriente requerida.

P3: ¿Por qué la salida de luz disminuye a altas temperaturas?

R3: Esta es una característica fundamental de los LED semiconductores. El aumento de la temperatura eleva la tasa de recombinación no radiativa dentro del chip, reduciendo la eficiencia cuántica interna (IQE), lo que disminuye la salida de luz.

P4: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

R4: La Longitud de Onda de Pico (λp) es el pico físico del espectro emitido. La Longitud de Onda Dominante (λd) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincidiría con la percepción del color de la luz del LED. Para un color saturado como este rojo, están cerca pero no son idénticas.

11. Ejemplo de Caso de Uso Práctico

Escenario: Diseñando un panel de indicadores de estado para un router de red.

Se selecciona el LED (264-7SURD/S530-A3) por su salida roja brillante y fiabilidad. Se utilizan cuatro LED para indicar Energía, Internet, Wi-Fi y actividad Ethernet.

Pasos de Diseño:

1. Diseño de PCB: Coloque los LED según el dibujo mecánico, asegurando un espacio libre de 3mm desde las almohadillas de soldadura hasta cualquier recorte para la lente en el panel.

2. Diseño del Circuito: Usando un riel del sistema de 3.3V, calcule la resistencia en serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω. Seleccione resistencias de 68Ω, 1/8W. La disipación de potencia en la resistencia es I^2*R = (0.02^2)*68 = 0.0272W, muy por debajo de su clasificación.

3. Consideración Térmica: El panel está ventilado y los LED están espaciados. La temperatura ambiente de operación estimada es de 45°C. Consultando la curva "Intensidad Relativa vs. Temp. Ambiente", la salida se reducirá ligeramente pero será aceptable.

4. Montaje: Siga el perfil de soldadura por ola especificado. Después del montaje, realice una inspección visual y una prueba funcional.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductora. La región activa está compuesta de Fosfuro de Aluminio Galio Indio (AlGaInP). Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo (~624-632 nm). El encapsulado de resina epoxi difusa roja sirve para proteger el chip semiconductor, actuar como una lente primaria para dar forma a la salida de luz y difundir la luz para crear una apariencia uniforme.

13. Tendencias de Desarrollo

La evolución de los LED indicadores como este sigue varias tendencias de la industria:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales y crecimiento epitaxial apuntan a producir más luz (lúmenes) por unidad de potencia eléctrica de entrada (vatios), reduciendo el consumo de energía.
• Miniaturización:Si bien los encapsulados de orificio pasante siguen siendo populares por su robustez, existe una tendencia paralela hacia encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) más pequeños para diseños de PCB de alta densidad.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:Las mejoras en materiales de encapsulado, técnicas de unión del dado y tecnología de fósforo (para LED blancos) continúan alargando las vidas útiles nominales, incluso bajo temperaturas de operación más altas.
• Consistencia de Color y Binning:Tolerancias de binning más estrictas para longitud de onda dominante, flujo luminoso y voltaje directo se están convirtiendo en estándar, permitiendo una mejor coincidencia de color en aplicaciones con múltiples LED sin clasificación manual.
• Integración:Las tendencias incluyen integrar resistencias limitadoras de corriente o CI de control dentro del encapsulado del LED para simplificar el diseño del circuito.

Estas tendencias son impulsadas por las demandas de los mercados automotriz, electrónica de consumo e iluminación general para componentes más eficientes, fiables y amigables con el diseño.