Hoja de Datos del LED Azul LTL1CHTBK5 de 3.1mm - Diámetro 3.1mm - Voltaje 3.8V - Potencia 120mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un diodo emisor de luz (LED) azul de alta eficiencia y bajo consumo, diseñado para montaje pasante en placas de circuito impreso (PCB) o paneles. El dispositivo presenta un encapsulado cilíndrico de 3.1mm de diámetro y utiliza tecnología InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz azul. Sus ventajas principales incluyen compatibilidad con circuitos integrados debido a sus bajos requisitos de corriente y opciones de montaje versátiles, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de indicación y retroiluminación en electrónica de consumo, instrumentación y equipos electrónicos de propósito general.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Disipación de Potencia (P_D):120 mW - La potencia total máxima que el dispositivo puede disipar de forma segura.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA - Permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA - La corriente directa continua máxima.
• Rango de Temperatura de Operación:-25°C a +80°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-30°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medida a 1.6mm 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.

• Intensidad Luminosa (I_V):310 mcd (Mín), 880 mcd (Típ). Esta es el brillo percibido medido por un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE). Se aplica una tolerancia de ±15% al valor garantizado.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):30 grados (Típ). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el centro).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):468 nm (Típ). La longitud de onda a la que la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):470 nm (Típ). Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, esta longitud de onda única representa mejor el color percibido del LED.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):25 nm (Típ). El ancho del espectro de emisión a la mitad de su potencia máxima, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (V_F):3.5V (Mín), 3.8V (Típ) a I_F=20mA.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (Máx) a un Voltaje Inverso (V_R) de 5V.Importante:Este dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar consistencia en las aplicaciones, los LEDs se clasifican ("binning") en función de parámetros ópticos clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Unidades: mcd @ 20mA. Cada clasificación tiene una tolerancia de ±15% en sus límites.

• K:310 - 400 mcd
• L:400 - 520 mcd
• M:520 - 680 mcd
• N:680 - 880 mcd
• P:880 - 1150 mcd
• Q:1150 - 1500 mcd

El código de clasificación está marcado en cada bolsa de empaque para su identificación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Unidades: nm @ 20mA. Cada clasificación tiene una tolerancia de ±1nm.

• B08:465.0 - 470.0 nm
• B09:470.0 - 475.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien se hace referencia a gráficos específicos en la hoja de datos (Curvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas en la página 4), las siguientes tendencias son típicas para este tipo de dispositivos:

• Curva I-V:El voltaje directo (V_F) exhibe una relación logarítmica con la corriente directa (I_F), con un voltaje característico de "rodilla" alrededor de 3V antes de aumentar de forma más lineal.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente: I_Ves aproximadamente proporcional a I_Fdentro del rango operativo recomendado, pero puede saturarse o degradarse a corrientes muy altas.
• Dependencia de la Temperatura:La intensidad luminosa típicamente disminuye al aumentar la temperatura de la unión. El voltaje directo también tiene un coeficiente de temperatura negativo (disminuye al aumentar la temperatura).
• Distribución Espectral:El espectro de emisión es una curva en forma de campana centrada alrededor de la longitud de onda pico (468 nm), con un ancho medio típico de 25 nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo está alojado en un encapsulado cilíndrico con lente transparente y un diámetro de 3.1mm. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas entre paréntesis).
• La tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• La protrusión máxima de la resina bajo la brida es de 1.0mm.
• La separación de terminales se mide en el punto donde estos emergen del cuerpo del encapsulado.

Identificación de Polaridad:El terminal más largo es el ánodo (positivo), y el terminal más corto es el cátodo (negativo). Esta es una convención estándar para LEDs pasantes.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Formado y Manipulación de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED.Noutilice la base del encapsulado como punto de apoyo.
• El formado de terminales debe realizarse a temperatura ambiente yantes soldering.
• de la soldadura. Utilice una fuerza mínima de sujeción durante el ensamblaje del PCB para evitar estrés mecánico.

6.2 Proceso de Soldadura

• Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. Evite sumergir la lente en la soldadura.
• Evite aplicar estrés externo a los terminales mientras el LED está caliente por la soldadura.
• El reflujo por IR no es adecuadopara este tipo de LED pasante.

Condiciones de Soldadura Recomendadas:

• Soldador de Estaño:Máx. 300°C durante máx. 3 segundos (una sola vez).
• Soldadura por Ola:Precalentar a máx. 100°C durante máx. 60 seg, luego ola de soldadura a máx. 260°C durante máx. 10 seg.

Temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar fallos catastróficos.

6.3 Limpieza y Almacenamiento

• Limpieza:Utilice solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.
• Almacenamiento:Almacene en 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 almacenamiento prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificación de Empaquetado

• Bolsa de Empaque: 1000, 500 o 250 piezas por bolsa.
• Cartón Interno: 10 bolsas por cartón (total 10,000 pzas).
• Cartón Externo: 8 cartones internos por cartón externo (total 80,000 pzas).
• Nota: En cada lote de envío, solo el último paquete puede no estar completo.

7.2 Número de Parte

El número de parte específico cubierto por esta hoja de datos esLTL1CHTBK5. La lente es transparente, la fuente de luz es InGaN y el color emitido es azul.

8. Recomendaciones de Diseño para Aplicación

8.1 Diseño del Circuito 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 (Modelo de Circuito A). No se recomienda conectar LEDs directamente en paralelo (Modelo de Circuito B), ya que ligeras variaciones en la característica de voltaje directo (V_F) entre LEDs individuales pueden causar diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo percibido.

El valor de la resistencia en serie (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_fuente- V_F) / I_F, donde V_Fes el voltaje directo típico (ej., 3.8V) e I_Fes la corriente operativa deseada (ej., 20mA).

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Este LED es susceptible a daños por descargas electrostáticas. Se deben tomar precauciones:

• Los operadores deben usar pulseras conductoras o guantes antiestáticos.
• Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Utilice un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico debido a la fricción del manejo.

8.3 Alcance de Aplicación y Precauciones

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios (oficina, comunicaciones, domésticos). No está diseñado para aplicaciones donde una falla pueda poner en peligro la vida o la salud (ej., aviación, soporte vital médico, dispositivos de seguridad críticos) sin consulta previa y calificación específica.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs azules de tecnología más antigua (ej., basados en carburo de silicio), este LED basado en InGaN ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y un menor consumo de energía para un nivel de luz dado. El diámetro de 3.1mm es un estándar común de la industria, ofreciendo un buen equilibrio entre salida de luz y espacio en la placa. Sus diferenciadores clave son la combinación de un ángulo de visión relativamente estrecho (30°), que proporciona una luz más dirigida, y la disponibilidad de una clasificación precisa tanto para intensidad como para longitud de onda, permitiendo un emparejamiento más ajustado de color y brillo en aplicaciones con múltiples LEDs.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

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

La Longitud de Onda Pico (λ_P)es la longitud de onda física donde la potencia espectral de salida es máxima (468 nm).La Longitud de Onda Dominante (λ_d)es un valor calculado (470 nm) a partir de la ciencia del color que mejor representa el color de longitud de onda única percibido por el ojo humano. Para LEDs monocromáticos como este azul, a menudo están cerca pero no son idénticos.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia en serie?

No.La relación corriente-voltaje de un LED es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje por encima de su voltaje directo puede causar un aumento muy grande, potencialmente destructivo, en la corriente. Una resistencia en serie es esencial para una operación estable, segura y predecible desde una fuente de voltaje.

10.3 ¿Por qué hay una tolerancia de ±15% en la intensidad luminosa?

Esta tolerancia da cuenta de las variaciones normales en los procesos de fabricación y empaquetado del semiconductor. El sistema de clasificación se implementa para ordenar los LEDs en grupos más estrechos (ej., clasificaciones K, L, M) dentro de esta variación general para satisfacer necesidades específicas de aplicación en cuanto a consistencia de brillo.

10.4 ¿Qué significa "compatible con C.I."?

Significa que las características eléctricas del LED, particularmente su bajo requisito de corriente directa (ej., 20mA), lo hacen adecuado para ser alimentado directamente por los pines de salida de muchos circuitos integrados (CI) y microcontroladores estándar, que típicamente pueden suministrar o absorber corrientes en este rango.

11. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseñar un panel indicador de estado que requiera 10 indicadores azules uniformemente brillantes.

1. Selección de Clasificación:Especifique LEDs de la misma clasificación de intensidad luminosa (ej., todos de la clasificación 'M') y la misma clasificación de longitud de onda dominante (ej., todos B09) para garantizar consistencia visual.
2. Diseño del Circuito:Utilice una fuente de 5V. Calcule la resistencia en serie: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 Ω. Una resistencia estándar de 62 Ω o 68 Ω sería adecuada. Implemente esta resistencia en serie concadauno de los 10 LEDs, conectándolos en paralelo desde el riel de 5V.
3. Diseño de Placa y Ensamblaje:Coloque los LEDs con al menos 3mm de longitud de terminal antes de doblar para aliviar tensiones. Asegúrese de que la soldadura se realice según las guías de soldadura por ola, manteniendo el contacto del soldador o la ola a >2mm de la lente.
4. Mitigación de ESD:Asegúrese de que la línea de ensamblaje esté protegida contra ESD. Almacene y manipule los LEDs en su empaque original hasta que estén listos para usar.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Este LED se basa en material semiconductor InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Para la emisión azul, se utiliza una proporción específica de indio a galio. La lente epoxi transparente sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz (ángulo de visión de 30°) y mejorar la extracción de luz del encapsulado.

13. Tendencias y Avances de la Industria

Si bien este es un componente pasante estándar, la tecnología InGaN subyacente está en constante evolución. Las tendencias en la industria LED en general incluyen:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en el crecimiento epitaxial y el diseño de chips producen una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica).
• Consistencia de Color:Los avances en el control de fabricación y los algoritmos de clasificación permiten tolerancias más estrechas en la longitud de onda dominante y la intensidad, cruciales para aplicaciones como pantallas a color completas.
• Empaquetado:Si bien el montaje pasante sigue siendo popular para ciertas aplicaciones, los encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños debido a su menor huella y adecuación para el ensamblaje automatizado pick-and-place. Sin embargo, los LEDs pasantes como este mantienen relevancia en aplicaciones que requieren mayor robustez mecánica, prototipado manual más fácil o características ópticas específicas de un encapsulado radial.
• Fiabilidad:Las mejoras en materiales (ej., resinas epoxi, marcos de terminales) y técnicas de empaquetado continúan extendiendo la vida operativa y la estabilidad de los LEDs bajo diversas condiciones ambientales.