Hoja de Datos de Lámpara LED Bicolor LTLR1DESTBKJH155T - Azul/Amarillo - 3.2V/2.1V - 70mW/75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un conjunto de lámpara LED bicolor de orificio pasante. El producto consiste en una lámpara LED de tamaño T-1, que presenta chips azules de InGaN y amarillos de AlInGaP, alojados dentro de un soporte (carcasa) negro de plástico en ángulo recto. Este conjunto está diseñado como un Indicador para Placa de Circuito (CBI), ofreciendo una señal visual de alto contraste adecuada para diversos equipos electrónicos. La función principal es proporcionar indicación de estado a través de dos colores distintos desde un solo encapsulado, montado perpendicularmente al plano de la PCB.

1.1 Ventajas Principales

• Facilidad de Montaje:El diseño está optimizado para un ensamblaje sencillo en placa de circuito y es compatible con procesos de colocación automatizada tipo tape-and-reel.
• Visibilidad Mejorada:El material de la carcasa negra mejora significativamente la relación de contraste, haciendo que el LED encendido sea más visible contra el fondo de la placa.
• Funcionalidad de Dos Colores:Integra LEDs azul (470nm típico) y amarillo (589nm típico) en un solo encapsulado, permitiendo múltiples indicaciones de estado.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo y cumple plenamente con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Bajo Consumo de Energía:Diseñado para un funcionamiento eficiente con corrientes directas típicas de 10-20mA.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este componente está destinado a la indicación de estado y señalización visual en una amplia gama de dispositivos electrónicos. Los mercados de aplicación clave incluyen:

• Equipos de Comunicación:Conmutadores de red, routers, módems.
• Sistemas Informáticos:Servidores, PCs de escritorio, dispositivos periféricos.
• Electrónica de Consumo:Equipos de audio/vídeo, electrodomésticos, consolas de videojuegos.
• Controles Industriales:Paneles de instrumentación, sistemas de control, equipos de automatización.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

La siguiente sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave especificados para el dispositivo. Todos los datos se refieren a una temperatura ambiente (TA) de 25°C a menos que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para un uso normal.

• Disipación de Potencia (PD):Azul: 70 mW, Amarillo: 75 mW. Este parámetro limita la potencia eléctrica total (IF * VF) que puede convertirse en calor dentro del chip LED.
• Corriente Directa:Corriente Continua (DC): Azul: 20 mA, Amarillo: 30 mA. Pico (pulsada): 60 mA para ambos colores bajo condiciones específicas (Ciclo de Trabajo ≤1/10, Ancho de Pulso ≤10µs). Exceder la corriente DC acelerará la depreciación del flujo luminoso y puede causar una falla catastrófica.
• Rangos de Temperatura:Operación: -30°C a +85°C. Almacenamiento: -40°C a +100°C. Estos definen los límites ambientales para un funcionamiento fiable y un almacenamiento sin operación.
• Temperatura de Soldadura:Los terminales pueden soportar 260°C durante un máximo de 5 segundos, medidos a 2.0mm del cuerpo del LED. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas, que representan el comportamiento esperado del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (Iv):Medida a IF=10mA. Azul: 520 mcd (Típico), Amarillo: 310 mcd (Típico). La hoja de datos señala que se debe incluir una tolerancia de prueba de ±30% para fines de garantía, lo que indica una variación significativa de unidad a unidad.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Aproximadamente 40 grados para ambos colores. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje, definiendo la dispersión del haz.
• Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda de Pico (λP): Azul: 468 nm, Amarillo: 591 nm (en el pico de medición).
  • Longitud de Onda Dominante (λd): Azul: 470 nm (Típico), Amarillo: 589 nm (Típico). La longitud de onda dominante es el color percibido según se define en el diagrama de cromaticidad CIE.
• Voltaje Directo (VF):A IF=10mA. Azul: 3.2V (Típico, rango 2.6-3.5V), Amarillo: 2.1V (Típico, rango 1.7-2.5V). Los diferentes valores de VF para los dos colores son cruciales para el diseño del circuito, especialmente cuando se alimentan desde una fuente de corriente común.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 µA a VR=5V. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivonoestá diseñado para operación inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en bins según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Los diseñadores deben tener en cuenta estos rangos.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se agrupan por su intensidad luminosa medida a 10mA. El código del bin es parte del número de pieza completo (ej., 'HJ' en LTLR1DESTBKJH155T).

• Bins del LED Azul:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd).
• Bins del LED Amarillo:DE (65-110 mcd), FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd).
• Tolerancia:Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±30%, lo que significa que los valores mínimos/máximos reales para un bin dado pueden variar en esta cantidad.

3.2 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar la consistencia del color.

• Bins de Tono del LED Azul:Código 1 (464.0-470.0 nm), Código 2 (470.0-476.0 nm).
• Bins de Tono del LED Amarillo:Código 3 (582.0-589.0 nm), Código 4 (589.0-596.0 nm).
• Tolerancia:Cada límite de bin tiene una tolerancia ajustada de ±1 nm.

El número de pieza completo especifica el bin exacto de intensidad y tono para los componentes azul y amarillo, permitiendo una selección precisa según los requisitos de la aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas típicas, su comportamiento general puede inferirse a partir de los datos tabulares y la física de los semiconductores.

4.1 Característica Corriente vs. Voltaje (I-V)

El voltaje directo (VF) exhibe una relación logarítmica con la corriente. Para el LED azul (InGaN), el VF es más alto (~3.2V @10mA) en comparación con el LED amarillo (AlInGaP, ~2.1V @10mA) debido a las diferentes energías de banda prohibida del semiconductor. El VF tiene un coeficiente de temperatura negativo, disminuyendo a medida que aumenta la temperatura de la unión.

4.2 Salida Óptica vs. Corriente (Característica L-I)

La intensidad luminosa es aproximadamente lineal con la corriente directa en el rango de operación especificado (hasta 20-30mA). Sin embargo, la eficiencia (lúmenes por vatio) puede disminuir a corrientes más altas debido al aumento de la generación de calor y efectos de "droop". Los diferentes bins de intensidad representan variaciones en esta característica L-I a lo largo de la población de fabricación.

4.3 Dependencia de la Temperatura

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El LED amarillo de AlInGaP típicamente tiene una sensibilidad a la temperatura más pronunciada (mayor caída de salida con calor) que el LED azul de InGaN. Una gestión térmica adecuada es esencial para mantener un brillo consistente y una fiabilidad a largo plazo.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones y Construcción

El dispositivo utiliza un soporte negro de plástico en ángulo recto. Las notas mecánicas clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• El material de la carcasa es plástico negro.
• La lámpara T-1 integrada tiene una lente difusora blanca, que amplía el ángulo de visión y suaviza la apariencia del chip LED.
• El diseño en ángulo recto permite montar el LED en el borde de una PCB, emitiendo luz paralela a la superficie de la placa, lo cual es ideal para indicación en panel frontal.

5.2 Identificación de Polaridad

Como un LED bicolor en configuración de cátodo común o ánodo común (la configuración específica debe verificarse en el diagrama de pines detallado, al que se hace referencia pero no se detalla completamente en el extracto proporcionado), la polaridad correcta es esencial. Aplicar un voltaje inverso superior a 5V puede causar daño inmediato. El terminal más largo típicamente denota el ánodo para un LED de un solo color, pero para los tipos bicolor, se debe consultar la marca en la carcasa o el diagrama de la hoja de datos.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Condiciones de Almacenamiento

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

• Bolsa Sellada:Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. La vida útil es de un año en la bolsa barrera de humedad (MBB) original con desecante.
• Bolsa Abierta:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes deben someterse a reflujo por infrarrojos (IR) dentro de las 168 horas (1 semana) posteriores a la apertura de la bolsa.
• Exposición Extendida:Si se expone >168hrs, se requiere un horneado a 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para prevenir el agrietamiento tipo "palomita de maíz" durante el reflujo.

6.2 Formado y Manipulación de Terminales

• Doblar los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No usar la base de la lente como punto de apoyo.
• El formado de terminales debe hacerseantesde soldar, a temperatura ambiente.
• Usar la mínima fuerza de sujeción posible durante la inserción en la PCB para evitar estrés mecánico en la lente de epoxi y las uniones de alambre.

6.3 Proceso de Soldadura

• Mantener una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura.
• Evitar sumergir la lente en soldadura o flux.
• No aplicar estrés externo a los terminales durante o después de la soldadura.
• Para la limpieza, usar solo solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado

El dispositivo se suministra en empaquetado tape-and-reel para montaje automatizado.

• Cinta Portadora:Aleación de poliestireno conductor negro, espesor de 0.50mm.
• Capacidad del Carrete:450 piezas por carrete de 13 pulgadas.
• Empaquetado en Cartón:
  • 1 Carrete + desecante + tarjeta de humedad en 1 Bolsa Barrera de Humedad (MBB).
  • 2 MBBs en 1 Cartón Interno (900 piezas en total).
  • 10 Cartones Internos en 1 Cartón Externo (9,000 piezas en total).

8. Recomendaciones de Diseño para Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Cada LED de color debe ser alimentado de forma independiente con una resistencia limitadora de corriente. Debido a los diferentes voltajes directos (Azul ~3.2V, Amarillo ~2.1V), no se recomienda usar una resistencia común para ambos LEDs en paralelo, ya que causará un severo desequilibrio de corriente. Se deben calcular resistencias limitadoras de corriente separadas en función del voltaje de alimentación (Vcc), la corriente deseada (IF, típicamente 10-20mA) y el VF del LED. Fórmula: R = (Vcc - VF) / IF.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Alimentación de Corriente:Siempre alimentar los LEDs con una corriente constante o una fuente de voltaje con una resistencia en serie. La conexión directa a una fuente de voltaje causará un flujo de corriente incontrolado y falla.
• Gestión del Calor:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar un área de cobre adecuada en la PCB o ventilación si se opera a corriente máxima o en temperaturas ambientales altas para mantener la temperatura de la unión dentro de los límites.
• Diseño Visual:El soporte negro proporciona un excelente contraste. Considerar el ángulo de visión de 40 grados al diseñar guías de luz o recortes en el panel para garantizar la visibilidad desde las posiciones de visión previstas.
• Impacto de la Clasificación (Binning):Para aplicaciones que requieren brillo uniforme en múltiples unidades, especificar un bin de intensidad ajustado (ej., HJ para ambos colores) y asegurar, si es posible, la compra desde el mismo lote de fabricación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con LEDs de orificio pasante de un solo color o alternativas de montaje superficial (SMD), este producto ofrece ventajas específicas:

• vs. Dos LEDs de Un Solo Color:Ahorra espacio en la PCB, reduce el número de piezas y simplifica el montaje al usar una huella para dos funciones de indicación.
• vs. LEDs Bicolor SMD:El diseño de orificio pasante en ángulo recto suele ser más robusto para montaje manual, reparación y aplicaciones sujetas a vibración o estrés mecánico. También facilita el montaje en panel frontal sin guías de luz adicionales.
• vs. LEDs Tricolor RGB:Ofrece una solución más simple y a menudo de menor costo cuando solo se requieren dos colores específicos (azul y amarillo/ámbar) para indicación de estado (ej., encendido/espera, activo/inactivo, OK/advertencia).

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar ambos LEDs simultáneamente desde un solo pin?

No, no directamente. Los LEDs azul y amarillo tienen diferentes voltajes directos. Conectarlos en paralelo a una sola fuente de corriente hará que la mayor parte de la corriente fluya a través del LED amarillo (VF más bajo), potencialmente sobreexcitándolo mientras deja al LED azul tenue o apagado. Deben ser alimentados por circuitos separados o un CI controlador capaz de control de corriente independiente.

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

La Longitud de Onda de Pico (λP) es la longitud de onda en el punto más alto de la curva de distribución espectral de potencia del LED. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado a partir del gráfico de color CIE que representa el color percibido como una sola longitud de onda. λd es más relevante para aplicaciones de indicación de color, mientras que λP es más relevante para análisis espectral.

10.3 ¿Por qué hay una tolerancia de ±30% en las garantías de intensidad luminosa?

Esto refleja las variaciones inherentes en la epitaxia del semiconductor y el proceso de fabricación. El sistema de clasificación (binning) se utiliza para clasificar los LEDs en grupos con un rendimiento relativo mucho más ajustado. La tolerancia se aplica a los límites del bin en sí, lo que significa que un bin etiquetado como 180-310 mcd podría tener unidades tan bajas como 126 mcd (180 -30%) o tan altas como 403 mcd (310 +30%) en los límites de prueba.

11. Ejemplos Prácticos de Casos de Uso

11.1 Indicador de Estado de Puerto en Conmutador de Red

En un conmutador Ethernet, un solo LED bicolor por puerto puede indicar múltiples estados: Apagado (sin enlace), Amarillo Fijo (enlace 10/100 Mbps), Azul Fijo (enlace 1 Gbps), Amarillo Intermitente (actividad de datos a baja velocidad), Azul Intermitente (actividad de datos a alta velocidad). Esto consolida lo que podría requerir dos LEDs separados en uno solo, ahorrando espacio en el panel frontal.

11.2 Estado de la Fuente de Alimentación (PSU)

En una fuente de alimentación de servidor o industrial, el LED puede indicar: Apagado (ausencia de CA), Amarillo Fijo (CA presente, salidas DC apagadas/en espera), Azul Fijo (salidas DC encendidas y dentro de regulación). El alto contraste del soporte negro garantiza una visibilidad clara en entornos montados en rack.

12. Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores de unión p-n. Cuando se aplica un voltaje directo que excede la energía de banda prohibida del material, los electrones se recombinan con huecos en la región de agotamiento, liberando energía en forma de fotones (luz). El color de la luz está determinado por la energía de banda prohibida del material semiconductor. Se utiliza InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para la emisión azul, y AlInGaP (Fosfuro de Galio, Indio y Aluminio) para la emisión amarilla/ámbar. La lente difusora blanca contiene fósforos o partículas de dispersión para ampliar el ángulo de visión y suavizar la salida de luz. Los dos chips semiconductores están alojados dentro de un solo encapsulado T-1 con una conexión eléctrica común (cátodo común o ánodo común) para mayor compacidad.

13. Tendencias Tecnológicas

El mercado de LEDs de orificio pasante para indicadores ha madurado, con un cambio gradual hacia encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) como 0603, 0402 y tipos de vista lateral para diseños de PCB de mayor densidad. Sin embargo, los LEDs de orificio pasante, especialmente los tipos en ángulo recto, mantienen una fuerte relevancia en aplicaciones que requieren mayor robustez mecánica, facilidad de montaje/servicio manual y ángulos de montaje ópticos específicos sin ópticas secundarias. La tendencia tecnológica dentro de este segmento se centra en mejorar la eficiencia (mayor mcd/mA), lograr una clasificación de color e intensidad más ajustada para la consistencia y mejorar la fiabilidad bajo rangos más amplios de temperatura y humedad. La integración de múltiples colores/chips en un solo encapsulado, como se ve en este producto, sigue siendo un método clave para aumentar la funcionalidad por unidad de área en una PCB.