Hoja de Datos del LED Azul LTL5H3TBDS - Lámpara de Montaje Pasante - Ángulo de Visión 110x45 Grados - Voltaje Directo 3.0-4.0V - Corriente Máxima 35mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de una lámpara LED azul difusa de alta eficiencia, diseñada para montaje pasante. El dispositivo utiliza tecnología InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul. Se caracteriza por un amplio ángulo de visión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia o indicación de estado. Las principales ventajas de este componente incluyen una alta intensidad luminosa en relación con su consumo de energía, compatibilidad con circuitos integrados debido a sus bajos requisitos de corriente y opciones de montaje versátiles en placas de circuito impreso o paneles.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia:125 mW máximo.
• Corriente Directa Continua (I_F):35 mA continuos.
• Corriente Directa de Pico:100 mA, permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso de 10ms).
• Derating:La corriente directa máxima debe reducirse linealmente 0.6 mA por cada grado Celsius por encima de 25°C.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm (0.0787\") del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a T_A=25°C y una corriente de prueba estándar (I_F) de 20mA, a menos que se especifique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 430 mcd hasta un máximo de 1210 mcd, con un valor típico de 700 mcd. La medición sigue la curva de respuesta del ojo CIE, y se aplica una tolerancia de prueba de ±15% a los valores garantizados.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Asimétrico a 110° (eje mayor) / 45° (eje menor). Este es el ángulo fuera del eje donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):Típicamente 473 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 465 nm a 475 nm, definiendo el color percibido.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 20 nm, indicando la pureza espectral.
• Voltaje Directo (V_F):Entre 3.0V y 4.0V a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 100 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en bins según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de una aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los bins se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a I_F=20mA, con una tolerancia de ±15% en los límites del bin.

• Código de Bin NS:430 mcd (Mín) a 600 mcd (Máx)
• Código de Bin NT:600 mcd a 860 mcd
• Código de Bin NU:860 mcd a 1210 mcd

El código de bin específico está marcado en cada bolsa de empaque.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por longitud de onda dominante con una tolerancia de ±1nm.

• Código de Bin B08:465 nm a 470 nm
• Código de Bin B09:470 nm a 475 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar de LED suelen incluir:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación exponencial, crítica para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta el límite máximo.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida a medida que aumenta la temperatura de la unión, destacando la importancia de la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~473 nm y el ancho medio de ~20 nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que representa la distribución de intensidad asimétrica de 110°/45°.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Notas del Encapsulado

El LED es un encapsulado pasante con lente difuso. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas entre paréntesis).
• Se aplica una tolerancia estándar de ±0.25mm (.010\") a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de la resina bajo la brida del componente es de 1.0mm (.04\").
• La separación de los terminales se mide en el punto donde emergen del cuerpo del encapsulado.
• Durante el conformado de terminales, la curvatura debe realizarse al menos a 3mm de la base de la lente del LED para evitar tensiones en el cuerpo de epoxi y las conexiones internas del chip.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Proceso de Soldadura

Una soldadura adecuada es crucial para prevenir daños. Se debe mantener una distancia mínima de 3mm entre el punto de soldadura y la base de la lente.

• Soldadura Manual (con cautín):Temperatura máxima 300°C, durante un máximo de 3 segundos por terminal. Esto debe realizarse solo una vez.
• Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 100°C hasta 60 segundos. La temperatura de la ola de soldadura no debe exceder los 260°C, con un tiempo de contacto limitado a un máximo de 5 segundos.
• Importante:La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) NO es adecuada para este producto LED pasante. El calor o tiempo excesivo puede deformar la lente o causar una falla catastrófica.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

• Almacenamiento:Se recomienda un ambiente que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los LEDs retirados del empaque original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante o un ambiente de nitrógeno.
• Limpieza:Utilice solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.
• Protección contra ESD:Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas. Utilice pulseras con conexión a tierra, guantes antiestáticos, estaciones de trabajo conectadas a tierra e ionizadores para neutralizar la carga estática en la lente.

7. Información de Empaque y Pedido

La especificación de empaque estándar es la siguiente:

• 500 piezas por bolsa de empaque antiestática.
• 10 bolsas de empaque por cartón interno (5,000 piezas en total).
• 8 cartones internos por cartón de envío externo (40,000 piezas en total).
• Dentro de un lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

El número de pieza principal para este dispositivo esLTL5H3TBDS.

8. Recomendaciones de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al usar múltiples LEDs, especialmente en configuraciones en paralelo, es obligatorio un resistor limitador de corriente en serie para cada LED. El diagrama del circuito etiquetado como \"Circuito A\" en la hoja de datos es la configuración recomendada. Se desaconseja conducir LEDs en paralelo sin resistores individuales (\"Circuito B\"), ya que pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (V_F) entre LEDs individuales pueden conducir a diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo percibido.

El valor del resistor (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_Fuente- V_F) / I_F, donde V_Fdebe elegirse de manera conservadora (por ejemplo, el valor máximo de 4.0V) para garantizar que la corriente no exceda el nivel deseado en todas las unidades.

8.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (125 mW máx.), la especificación de derating de 0.6 mA/°C por encima de 25°C es crítica para la fiabilidad. En entornos de alta temperatura ambiente o aplicaciones con ciclos de trabajo altos, la corriente continua máxima debe reducirse en consecuencia. Un espaciado adecuado en la PCB y evitar espacios cerrados puede ayudar a disipar el calor.

8.3 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios, que incluyen:

• Indicadores de estado y potencia en electrónica de consumo, electrodomésticos y paneles de control industrial.
• Iluminación trasera para interruptores, leyendas o paneles pequeños.
• Iluminación decorativa en juguetes o artículos novedosos.
• Señalización e iluminación de propósito general donde un amplio ángulo de visión es beneficioso.

Nota Importante:La hoja de datos establece explícitamente que se requiere consulta antes de usar este LED en aplicaciones donde una falla podría poner en peligro la vida o la salud, como en sistemas de aviación, médicos, de transporte o críticos para la seguridad.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Las características diferenciadoras clave de este LED son su combinación específica de atributos:

• Amplio Ángulo de Visión Asimétrico (110°/45°):A diferencia de muchos LEDs con un patrón de visión circular, este patrón asimétrico es ideal para aplicaciones que requieren una dispersión horizontal amplia con una dispersión vertical más restringida, como indicadores de panel vistos desde el frente.
• Lente Difuso:El material de la lente difusa suaviza la salida de luz, reduce el deslumbramiento y crea una apariencia más uniforme, lo cual es preferible para indicadores de estado vistos directamente.
• Fiabilidad del Montaje Pasante:Ofrece una fijación mecánica robusta y una fiabilidad de soldadura históricamente probada en comparación con algunas alternativas de montaje superficial, lo que puede ser ventajoso en aplicaciones sujetas a vibraciones o que requieren ensamblaje manual.
• Tecnología InGaN:Proporciona una generación eficiente de luz azul con las características de longitud de onda e intensidad especificadas.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una salida lógica de 5V?

No. El voltaje directo varía de 3.0V a 4.0V. Conectarlo directamente a una fuente de 5V sin un resistor limitador de corriente forzaría una corriente excesiva a través del LED, excediendo su límite absoluto máximo y causando una falla inmediata o rápida. Siempre se requiere un resistor en serie.

10.2 ¿Por qué el ángulo de visión es asimétrico?

El ángulo de visión asimétrico (110° mayor, 45° menor) es resultado de la construcción del chip LED y la forma del encapsulado de lente difuso. Es una característica diseñada para adaptar el patrón de emisión de luz a aplicaciones específicas, como indicadores de panel frontal donde la visibilidad amplia de lado a lado es más importante que la de arriba a abajo.

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

Longitud de Onda de Pico (λ_P):La longitud de onda única a la cual la salida espectral es máxima (por ejemplo, 473 nm).Longitud de Onda Dominante (λ_d):Un valor calculado derivado del diagrama de cromaticidad CIE que representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que la salida real del LED. Es el parámetro que mejor define el color percibido (por ejemplo, 465-475 nm).

10.4 ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

Seleccione el bin de intensidad luminosa (NS, NT, NU) según el brillo mínimo requerido para su aplicación en las peores condiciones (por ejemplo, temperatura máxima, V_F mínimo). Para aplicaciones críticas en color, especifique el bin de longitud de onda dominante (B08, B09) para garantizar la consistencia en todas las unidades de su producto. Consulte al fabricante o distribuidor para conocer la disponibilidad de combinaciones de bins específicas.

11. Estudio de Caso de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un grupo de tres indicadores LED azules de estado para un panel frontal, alimentados por una línea de 5V. El brillo uniforme es esencial.

1. Diseño del Circuito:Utilice la configuración recomendada \"Circuito A\": cada LED obtiene su propio resistor en serie conectado a la fuente de 5V.
2. Selección de Corriente:Elija una corriente de conducción. 20mA es estándar, pero se podría usar 15mA para menor potencia/mayor vida útil si la intensidad (verifique la tabla de bins a corriente más baja) es suficiente.
3. Cálculo del Resistor:Usando el peor caso de V_F(mín) para limitar corriente: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. Usando V_F típico para brillo esperado: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω. Un resistor estándar de 82Ω es un buen compromiso, produciendo I_F~18-24mA dependiendo del V_F real de cada LED.
4. Clasificación (Binning):Especifique Bin NT o NU para un brillo más alto y consistente. Especifique Bin B08 o B09 según el tono azul deseado.
5. Diseño de Placa (Layout):Coloque los LEDs en la PCB con al menos 3mm de terminal recto antes de cualquier curvatura. Asegúrese de que el punto de soldadura en la PCB esté a >3mm del cuerpo del LED.
6. Ensamblaje:Conforme los terminales primero, luego insértelos en la PCB. Utilice soldadura por ola con el perfil especificado o soldadura manual cuidadosa.

12. Introducción al Principio de Operación

Este LED es un dispositivo fotónico semiconductor. Su núcleo es un chip hecho de materiales InGaN que forman una unión p-n. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de la unión, los electrones y huecos se inyectan a través de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, la energía se libera en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía del bandgap, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, azul. La lente de epoxi difusa que rodea el chip sirve para protegerlo, dar forma al haz en el patrón de visión especificado y difundir la luz para reducir el deslumbramiento.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Si bien los LEDs de montaje superficial (SMD) dominan la electrónica moderna de alto volumen debido a su tamaño más pequeño y adecuación para el ensamblaje automatizado, los LEDs pasantes como este siguen siendo relevantes. Sus ventajas clave son la robustez mecánica, la facilidad para prototipado y reparación manual, y en algunos casos, una disipación de calor superior a través de terminales más largos. La tecnología InGaN utilizada es madura y altamente eficiente para la emisión azul. Las tendencias actuales en la tecnología LED en general se centran en aumentar la eficiencia (lúmenes por vatio), mejorar el índice de reproducción cromática (IRC) para LEDs blancos y desarrollar encapsulados miniaturizados y de alta potencia. Para LEDs tipo indicador, la tendencia es hacia corrientes de operación más bajas manteniendo un brillo suficiente para ahorrar energía en dispositivos alimentados por baterías.