Hoja de Datos de la Lámpara LED 513S YGD/S530-E2 - Super Amarillo - Ángulo de Visión de 140° - Voltaje Directo de 2.4V - Disipación de Potencia de 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 513S YGD/S530-E2 es una lámpara LED de alto brillo diseñada para aplicaciones de indicación general y retroiluminación. Utiliza un chip semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para producir una salida de luz Super Amarillo. El dispositivo presenta una lente de resina difusa de color verde que ayuda a ampliar el ángulo de visión y suavizar la apariencia de la luz. Este LED se caracteriza por su fiabilidad, robustez y cumplimiento con las principales normativas medioambientales, incluyendo los estándares RoHS, REACH y Libre de Halógenos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen la posibilidad de elegir entre varios ángulos de visión para adaptarse a diferentes necesidades de aplicación y su disponibilidad en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado. Su diseño prioriza una mayor salida de brillo. Las aplicaciones objetivo se encuentran principalmente en la electrónica de consumo, incluyendo su uso como indicadores de estado o elementos de retroiluminación en televisores, monitores de ordenador, teléfonos y otros dispositivos informáticos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las especificaciones técnicas clave del LED, tal como se definen en sus especificaciones máximas absolutas y características electro-ópticas.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Las Especificaciones Máximas Absolutas definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de funcionamiento.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. Superar esta corriente puede causar una falla catastrófica debido al sobrecalentamiento de la unión semiconductor.
• Descarga Electroestática (ESD) Modelo Cuerpo Humano:2000 V. Esta especificación indica un nivel moderado de sensibilidad a la ESD. Se requieren procedimientos de manejo ESD adecuados durante el montaje.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje inverso superior a este puede romper la unión P-N del LED.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. Esta es la potencia máxima que el encapsulado puede disipar bajo condiciones especificadas, relacionada con la corriente directa y el voltaje.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (Operación), -40°C a +100°C (Almacenamiento). El dispositivo es adecuado para una amplia gama de condiciones ambientales.
• Temperatura de Soldadura:260°C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia de temperatura máxima para procesos de soldadura por ola o de reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones típicas de prueba (Ta=25°C, IF=20mA salvo que se indique lo contrario) y definen el rendimiento del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):El valor típico es 12.5 mcd, con un mínimo de 6.3 mcd. No se especifica un máximo, lo que indica clasificación por intensidad. La incertidumbre de medición es de ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):140 grados (típico). Este amplio ángulo de visión es resultado de la lente difusa, haciendo que el LED sea adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde múltiples ángulos es importante.
• Longitud de Onda Pico (λp):575 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):573 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, definiendo el color "Super Amarillo". La incertidumbre de medición es de ±1.0 nm.
• Voltaje Directo (VF):Típico 2.0 V, Máximo 2.4 V a 20mA. Este bajo voltaje directo es característico de la tecnología AlGaInP. La incertidumbre de medición es de ±0.1V.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 µA a VR=5V. Es deseable una baja corriente de fuga inversa.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

La hoja de datos hace referencia a un sistema de clasificación para parámetros clave, aunque en el extracto no se proporcionan tablas de códigos de clasificación específicos. La explicación de la etiqueta menciona rangos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF). Esto implica que las unidades de producción se clasifican en diferentes categorías o "bins" según el rendimiento medido para garantizar la consistencia dentro de un pedido específico. Los diseñadores deben consultar al fabricante para obtener especificaciones detalladas de clasificación cuando se requiera una coincidencia estricta de color o intensidad entre múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características típicas que son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia. Para un LED Super Amarillo de AlGaInP, el espectro es relativamente estrecho en comparación con los LEDs blancos, centrado alrededor de 573-575 nm. El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) es típicamente de 20 nm.

4.2 Patrón de Directividad

Este gráfico polar ilustra el ángulo de visión de 140 grados, mostrando cómo la intensidad de la luz disminuye desde el centro (0°). La lente difusa crea un patrón de emisión suave y amplio.

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

Este gráfico es esencial para el diseño de circuitos. Muestra la relación no lineal entre corriente y voltaje. El LED comienza a conducir significativamente alrededor de su voltaje de encendido (~1.8-2.0V para AlGaInP). Los controladores deben usar corriente constante, no voltaje constante, para garantizar una salida de luz estable.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz (intensidad) aumenta con la corriente directa, pero no de forma lineal en todo el rango. La eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento del calor.

4.5 Curvas de Dependencia de la Temperatura

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:La salida de luz del LED típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Esta curva cuantifica esa reducción, lo cual es crítico para diseñar sistemas fiables en entornos calurosos.

Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Esto puede mostrar cómo la característica I-V cambia con la temperatura. El voltaje directo típicamente disminuye con el aumento de la temperatura en los LEDs.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dibujo de Dimensiones del Encapsulado

El LED está en un encapsulado radial con pines estándar redondo de 3mm (T-1). Las dimensiones clave del dibujo incluyen el espaciado de los pines, el diámetro del cuerpo y la altura total. Las notas críticas especifican que 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 indique lo contrario. Los diseñadores deben adherirse a estas dimensiones para un diseño correcto de la huella en la PCB.

5.2 Identificación de Polaridad

Para LEDs radiales con pines, el cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente, un pin más corto u otra marca. El método de identificación específico debe cotejarse con el dibujo dimensional. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

6.1 Formado de Pines

• Doblar los pines en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realizar el formado antes de soldar.
• Evitar tensiones en el encapsulado; la tensión puede agrietar el epoxi o dañar las uniones internas.
• Cortar los pines a temperatura ambiente.
• Asegurar que los agujeros de la PCB se alineen perfectamente con los pines del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

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

6.3 Proceso de Soldadura

Regla General:Mantener 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 soldador de 30W máximo), tiempo de soldadura máximo 3 segundos.

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

Perfil:Se proporciona un gráfico de perfil de soldadura recomendado, enfatizando un calentamiento controlado, un pico de temperatura/tiempo definido y un enfriamiento controlado. No se recomienda un proceso de enfriamiento rápido.

Importante:Evitar tensiones en los pines durante la alta temperatura. No soldar (por inmersión/manual) más de una vez. Proteger el LED de golpes/vibraciones hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de la soldadura.

6.4 Limpieza

• Si es necesario, limpiar solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
• No usar limpieza ultrasónica de forma rutinaria. Si es absolutamente necesario, calificar previamente el proceso (potencia, duración) para asegurar que no se produzcan daños.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LEDs se empaquetan en materiales resistentes a la humedad y antiestáticos. La jerarquía del embalaje es:

1. Bolsa antiestática:Contiene de 200 a 500 piezas.

2. Caja interior:Contiene 6 bolsas.

3. Cartón exterior:Contiene 10 cajas.

Por lo tanto, un cartón completo contiene un mínimo de 200 pzas/bolsa * 6 bolsas/caja * 10 cajas/cartón = 12,000 piezas.

7.2 Explicación de la Etiqueta

Las etiquetas en el embalaje incluyen:

- CPN: Número de Producción del Cliente

- P/N: Número de Parte del Fabricante (ej., 513S YGD/S530-E2)

- QTY: Cantidad en el paquete

- CAT, HUE, REF: Códigos de clasificación para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Voltaje Directo, respectivamente.

- LOT No: Número de lote de fabricación trazable.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Encendido/apagado, selección de modo o señalización de fallos en televisores, monitores, teléfonos y ordenadores.
• Retroiluminación:Iluminación de leyendas pequeñas, símbolos o paneles en dispositivos electrónicos de consumo.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una luz indicadora amarilla altamente visible y fiable.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para limitar la corriente directa a un valor seguro (ej., 20mA para operación típica, por debajo del máximo absoluto de 25mA).
• Gestión Térmica:Aunque este es un dispositivo de baja potencia, la hoja de datos establece explícitamente que se debe considerar la gestión térmica durante el diseño. La corriente debe reducirse apropiadamente a altas temperaturas ambiente. Consultar la curva "Intensidad Relativa vs. Temp. Ambiente".
• Protección ESD:Implementar protección ESD en las PCBs o durante el manejo, ya que el dispositivo tiene una clasificación HBM de 2000V.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión difuso de 140° proporciona una amplia visibilidad pero una menor intensidad axial. Para luz dirigida, puede ser necesaria una óptica secundaria.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs amarillos de tecnología más antigua (ej., basados en GaAsP), este LED basado en AlGaInP ofrece un brillo y una eficiencia significativamente mayores. La designación "Super Amarillo" a menudo implica un color amarillo más saturado y puro. El amplio ángulo de visión de 140 grados debido a la lente difusa lo diferencia de los LEDs con lente clara que tienen un haz más estrecho. Su cumplimiento con los estándares RoHS, REACH y Libre de Halógenos lo hace adecuado para los mercados globales modernos con estrictos requisitos medioambientales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de alimentación de 5V?

Usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - Vf_led) / I_led. Para un Vf típico de 2.0V a 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohmios. Usar el Vf máximo (2.4V) para calcular el valor de resistencia seguro mínimo: R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohmios. Una resistencia estándar de 150Ω es una buena opción, proporcionando ~20mA al Vf típico y ligeramente menos al Vf máximo, lo cual es seguro.

10.2 ¿Puedo conducir este LED a su corriente continua máxima de 25mA?

Aunque puedes operarlo a 25mA, está en el límite absoluto. Para mejorar la longevidad y la fiabilidad, especialmente a temperaturas ambiente elevadas, se recomienda encarecidamente operar a o por debajo de la corriente de prueba típica de 20mA. Siempre considerar la reducción térmica.

10.3 ¿Por qué es importante la condición de humedad de almacenamiento?

Los encapsulados plásticos como este LED pueden absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando deslaminación interna o "efecto palomita de maíz" que agrieta el encapsulado y destruye el dispositivo. Las condiciones de almacenamiento y los límites de vida útil están diseñados para prevenir una absorción excesiva de humedad.

11. Ejemplo de Caso de Uso Práctico

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

El panel tiene 4 LEDs que indican Energía, Internet, Wi-Fi y actividad Ethernet. El diseñador elige el 513S YGD/S530-E2 por su alto brillo y amplio ángulo de visión, asegurando que el estado sea visible desde el otro lado de la habitación. Se diseña una PCB con agujeros espaciados a 2.54mm (0.1") que coinciden con el espaciado de pines del LED. Se coloca una resistencia limitadora de corriente de 180Ω en serie con cada LED en un riel de alimentación de placa de 3.3V, resultando en una corriente directa de aproximadamente (3.3V - 2.0V)/180Ω ≈ 7.2mA, lo cual es suficiente para indicación mientras se maximiza la vida del LED y se minimiza el consumo de energía. Las instrucciones de montaje especifican soldadura por ola según el perfil de 260°C durante 5s.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) crecido sobre un sustrato. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa de la unión P-N, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, amarillo (~573-575 nm). La lente de resina epoxi difusa verde cumple dos propósitos: 1) Encapsula y protege el frágil chip semiconductor y las uniones de alambre, y 2) Las partículas difusoras dentro de la resina dispersan la luz, ampliando el ángulo de emisión desde el patrón nativo del chip hasta los 140 grados especificados.

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

Aunque este es un producto LED de orificio pasante maduro, las tendencias más amplias de la industria LED aún influyen en su contexto. Existe un impulso continuo hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio) y una mejor consistencia de color entre lotes de producción. Los estándares de cumplimiento medioambiental (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) destacados en esta hoja de datos se han convertido en requisitos básicos. El mercado para tales LEDs indicadores permanece estable en aplicaciones heredadas y sensibles al costo, aunque los LEDs de montaje superficial (SMD) son cada vez más dominantes en nuevos diseños debido a su menor tamaño y adecuación para el montaje automatizado pick-and-place. Los principios de una gestión térmica adecuada, conducción de corriente y protección ESD siguen siendo universalmente críticos en todas las tecnologías LED.