Hoja de Datos del LED Azul LTL17KTBP5D - Carcasa T-1 de 3mm - 3.2V - 20mA - 470nm - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED azul de montaje pasante. Los LEDs de montaje pasante están diseñados para indicación de estado e iluminación en una amplia gama de aplicaciones electrónicas. Están disponibles en carcasas estándar aptas para inserción automática o manual en placas de circuito impreso (PCB).

1.1 Características

• Bajo consumo de energía y alta eficiencia luminosa.
• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y está libre de plomo.
• Carcasa popular T-1 (3mm) de diámetro para una amplia compatibilidad.
• Emite luz azul con una longitud de onda pico de 470 nm y una lente difusora para un ángulo de visión más amplio.

1.2 Aplicaciones

Este LED es adecuado para diversas aplicaciones que requieren una indicación de estado fiable y eficiente, incluyendo:

• Equipos de comunicación
• Periféricos de computadora y placas base
• Electrónica de consumo
• Electrodomésticos
• Paneles de control industrial y maquinaria

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Absolutos Máximos

Los siguientes valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (Pd):66 mW máximo. Esta es la potencia total que el encapsulado del LED puede disipar como calor.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA máximo. Esto es permisible solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10 µs).
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA máximo. Esta es la corriente directa continua recomendada para el funcionamiento normal.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V máximo. Exceder este valor puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C y definen el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa (I_V):1000 a 2200 mcd (milicandelas) a I_F= 20mA. Esta es el brillo percibido en la dirección de visión principal. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):50 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el centro). La lente difusora proporciona un patrón de luz más amplio y suave.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_p):468 nm (típico). La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):460 a 475 nm. Esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):22 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática.
• Voltaje Directo (V_F):2.4V a 3.3V a I_F= 20mA, con un valor típico de 3.2V. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su funcionamiento.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA máximo a V_R= 5V. El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Especificación de la Tabla de Bins

El producto se clasifica en bins según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. El código de bin está marcado en el embalaje.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Clasificado a I_F= 20mA. Tolerancia para cada límite de bin: ±15%.

• Código de Bin P:1000 - 1200 mcd
• Código de Bin Q:1200 - 1500 mcd
• Código de Bin R:1500 - 1800 mcd
• Código de Bin S:1800 - 2200 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Clasificado a I_F= 20mA. Tolerancia para cada límite de bin: ±1 nm.

• Código de Bin B07:460.0 - 465.0 nm
• Código de Bin B08:465.0 - 470.0 nm
• Código de Bin B09:470.0 - 475.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas (no reproducidas en el texto pero descritas) ilustran la relación entre parámetros clave. Estas son esenciales para el análisis de diseño.

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación. Destaca la importancia del control de corriente para un brillo consistente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el efecto de extinción térmica, donde la salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esto es crítico para diseños que operan a altas temperaturas ambientales.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:La curva característica I-V, que muestra la relación exponencial. El V_Ftípico a 20mA es un punto clave de diseño para calcular las resistencias en serie.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~468 nm y el ancho medio espectral de ~22 nm, definiendo las características del color azul.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo utiliza una carcasa redonda estándar T-1 (3mm). Las dimensiones clave incluyen:

• Diámetro de la lente: Aproximadamente 3mm.
• Espaciado de terminales: Medido donde los terminales emergen del encapsulado.
• Resina protuberante bajo la brida: Máximo 1.0mm.
• Tolerancia general: ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad

El terminal más largo es el ánodo (positivo). El cuerpo del LED también puede tener un lado plano cerca del terminal del cátodo (negativo).

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED.
• No utilice la base del marco de terminales como punto de apoyo.
• Realice el formado antes de soldar a temperatura ambiente.
• Utilice una fuerza de sujeción mínima durante el montaje en PCB para evitar tensiones mecánicas.

6.2 Condiciones de Soldadura

Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. No sumerja la lente en la soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C. Tiempo máximo 3 segundos (una sola vez).
• Soldadura por Ola:Precalentamiento máximo 100°C durante máximo 60 segundos. Ola de soldadura máxima 260°C durante máximo 5 segundos.
• Importante:El reflujo IR NO es adecuado para este producto LED de montaje pasante. Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar una falla catastrófica.

6.3 Limpieza

Utilice disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesaria la limpieza.

6.4 Almacenamiento

Para una vida útil óptima, almacene en un ambiente que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los LEDs retirados del embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para almacenamiento prolongado, utilice un recipiente sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

• Cantidades por bolsa: 1000, 500, 200 o 100 piezas.
• 10 bolsas por cartón interior (ej., 10,000 pzas. para bolsas de 1000pzas.).
• 8 cartones interiores por cartón exterior (ej., 80,000 pzas. en total).
• El último paquete en un lote de envío puede no estar completo.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Método de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED (Circuito A). No se recomienda conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Circuito B) debido a las variaciones en el voltaje directo (V_F), lo que puede provocar diferencias significativas en la corriente y, por lo tanto, en el brillo entre dispositivos.

8.2 Protección contra ESD (Descarga Electroestática)

Este LED es susceptible a daños por descarga electrostática. Las medidas preventivas incluyen:

• Utilice pulseras o guanti antiestáticos conectados a tierra al manipular.
• Asegúrese de que todo el equipo, las estaciones de trabajo y los estantes de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra.
• Utilice ionizadores para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
• Implemente programas de formación y certificación en ESD para el personal.

8.3 Consideraciones Térmicas

Aunque la disipación de potencia es baja, operar a altas temperaturas ambientales (hacia el máximo de 85°C) reducirá la salida de luz como se muestra en la curva característica de temperatura. Asegure una ventilación adecuada en espacios cerrados.

9. Comparación Técnica y Consideraciones de Diseño

En comparación con los LEDs no difusores, este dispositivo ofrece un ángulo de visión más amplio (50°), lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde el indicador debe ser visible desde una amplia gama de posiciones. El voltaje directo típico de 3.2V es estándar para LEDs azules basados en InGaN. Los diseñadores deben tener en cuenta el rango de voltaje directo (2.4V-3.3V) al calcular los valores de las resistencias en serie para garantizar que la corriente se mantenga dentro del límite de 20mA en todas las unidades. La alta intensidad luminosa (hasta 2200 mcd) permite su uso en condiciones de luz ambiente moderadamente brillante.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 5V?

Sí, pero DEBE usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Para una fuente de 5V y una corriente objetivo de 20mA, asumiendo un V_Ftípico de 3.2V, el valor de la resistencia sería R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohmios. Use el V_Fmáximo (3.3V) para calcular el valor mínimo seguro de la resistencia: R_min = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohmios. Una resistencia estándar de 91 o 100 Ohmios sería apropiada, lo que también afecta ligeramente la corriente real.

10.2 ¿Por qué se necesita una resistencia en serie para cada LED en paralelo?

Debido a las variaciones naturales de fabricación, no hay dos LEDs con exactamente el mismo voltaje directo (V_F). Si se conectan en paralelo directamente a una fuente de voltaje, el LED con el V_Fligeramente más bajo consumirá una cantidad desproporcionada de corriente, posiblemente excediendo sus valores nominales y fallando, mientras que los otros permanecen tenues. Una resistencia en serie para cada LED ayuda a equilibrar la corriente al proporcionar retroalimentación negativa, garantizando un brillo más uniforme y protegiendo los dispositivos.

10.3 ¿Qué significa el código de bin?

El código de bin (ej., S-B08) indica la clasificación de rendimiento. La primera letra (P, Q, R, S) especifica el rango de intensidad luminosa. El código alfanumérico (B07, B08, B09) especifica el rango de longitud de onda dominante (color). Pedir un bin específico garantiza consistencia en brillo y color para su aplicación.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario:Diseño de un panel frontal para un controlador industrial con cuatro LEDs indicadores de estado (Alimentación, Funcionamiento, Error, En espera).

• Selección de Componentes:Se elige este LED azul por su alto brillo y amplio ángulo de visión, garantizando la visibilidad en un entorno de fábrica.
• Diseño del Circuito:Cada LED se conecta entre un pin GPIO de un microcontrolador (sumidero de corriente) y el riel de +5V a través de una resistencia limitadora de corriente separada. El valor de la resistencia se calcula en función del voltaje de nivel bajo del GPIO y el V_Fdel LED para lograr ~15-18mA, equilibrando brillo y carga del microcontrolador.
• Diseño del PCB:Los orificios se colocan de acuerdo con el espaciado de terminales del LED. Se respeta en el diseño el área de exclusión alrededor del LED (2mm del cuerpo para soldadura).
• Montaje:Los LEDs se insertan después de completar toda la soldadura por reflujo de los componentes SMD. Se sueldan por ola siguiendo el perfil de tiempo/temperatura especificado.
• Resultado:Un conjunto fiable y consistentemente brillante de indicadores de estado con color e intensidad uniformes.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones de la región n se recombinan con los huecos de la región p dentro de la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por el intervalo de banda de energía de los materiales semiconductores utilizados. Este dispositivo utiliza una estructura basada en Nitruro de Galio e Indio (InGaN) para producir luz azul. La lente epoxi difusora encapsula el chip semiconductor, proporciona protección mecánica y da forma al haz de luz de salida.

13. Tendencias de Desarrollo

Si bien los LEDs de montaje pasante siguen siendo vitales para prototipos, reparaciones y ciertas aplicaciones industriales, la tendencia más amplia de la industria es hacia los LEDs de montaje superficial (SMD) para el ensamblaje automatizado de alto volumen. Los encapsulados SMD ofrecen huellas más pequeñas, mejor gestión térmica y mayor densidad de colocación. Sin embargo, componentes de montaje pasante como este continúan siendo valorados por su robustez mecánica, facilidad de manejo manual y idoneidad para aplicaciones que requieren alta fiabilidad en entornos hostiles donde la integridad de la soldadura es primordial. Los avances en materiales continúan mejorando la eficiencia y la vida útil de todos los tipos de LED.