Lámpara LED Verde de Montaje Pasante 525nm - 3.0mm Diá. - 2.4-3.3V - 64mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED verde de montaje pasante, diseñada para usarse en un portalampara negro de plástico en ángulo recto (CBI - Indicador para Placa de Circuito). El producto es una fuente de luz de estado sólido que ofrece bajo consumo de energía y alta eficiencia. Es un producto sin plomo, conforme a las directivas RoHS. El color emitido es verde con una longitud de onda dominante de 525nm, utilizando tecnología InGaN. El dispositivo se suministra en empaquetado de cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.

1.1 Ventajas Principales

• Diseñado para facilitar el montaje en placa de circuito impreso.
• Fiabilidad de estado sólido con una larga vida operativa.
• Bajo consumo de energía y alta eficiencia luminosa.
• Construcción respetuosa con el medio ambiente, sin plomo y conforme a RoHS.
• Disponible en formato de portalampara apilable en ángulo recto para un montaje versátil.
• Suministrado en cinta y carrete para una producción en volumen eficiente.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones en múltiples industrias, incluyendo:

• Periféricos de computadora e indicadores de estado.
• Equipos de comunicación.
• Electrónica de consumo.
• Paneles de control industrial y maquinaria.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los siguientes valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):64 mW - La potencia máxima que el LED puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA - Permisible solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10μs).
• Corriente Directa en CC (IF):20 mA - La corriente directa continua máxima recomendada para un funcionamiento fiable.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C - El rango de temperatura ambiente para el funcionamiento normal del dispositivo.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C - El rango de temperatura seguro para el dispositivo cuando no está en operación.
• Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o manual.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del LED en condiciones de prueba estándar (TA=25°C, IF=10mA a menos que se indique lo contrario).

• Intensidad Luminosa (Iv):180 a 880 mcd. Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (ver Sección 4). La medición utiliza un sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):100 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje), indicando un patrón de visión relativamente amplio típico de una lente difusa.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):530 nm (típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λd):525 a 535 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):25 nm (típico). El ancho de banda espectral medido a la mitad de la intensidad máxima, indicando la pureza del color.
• Tensión Directa (VF):2.4 a 3.3 V a 10mA. Este rango debe considerarse al diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo a VR=5V.Importante:El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes (bins). Los diseñadores deben especificar los códigos de lote al realizar el pedido para garantizar un rendimiento dentro de un rango definido.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La clasificación se realiza a una corriente directa de 10mA. La tolerancia para cada límite de lote es de ±15%.

• Lote HJ:180 mcd (Mín) a 310 mcd (Máx)
• Lote KL:310 mcd (Mín) a 520 mcd (Máx)
• Lote MN:520 mcd (Mín) a 880 mcd (Máx)

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

La clasificación se realiza a una corriente directa de 10mA. La tolerancia para cada límite de lote es de ±1nm.

• Lote G09:516.0 nm (Mín) a 520.0 nm (Máx)
• Lote G10:520.0 nm (Mín) a 527.0 nm (Máx)
• Lote G11:527.0 nm (Mín) a 535.0 nm (Máx)

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas, las siguientes interpretaciones se basan en el comportamiento estándar de los LED y los parámetros proporcionados:

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La tensión directa (VF) tiene un rango especificado de 2.4V a 3.3V a 10mA. La característica I-V es exponencial. Operar el LED por encima de su corriente nominal provocará un aumento significativo de la tensión directa y la disipación de potencia, pudiendo superar los valores máximos absolutos. Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante frente a una fuente de tensión constante para garantizar una salida luminosa estable y una larga vida útil.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación recomendado. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de los efectos térmicos. Los valores de Iv especificados son a 10mA; alimentar a la corriente continua máxima de 20mA producirá una mayor intensidad, pero debe hacerse con una cuidadosa gestión térmica.

4.3 Dependencia de la Temperatura

La intensidad luminosa de los LED típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Si bien la hoja de datos proporciona límites de temperatura de operación (-30°C a +85°C), la salida de luz real en el límite superior será menor que a 25°C. Para aplicaciones que requieren un brillo estable en un amplio rango de temperaturas, se debe considerar el diseño térmico en la PCB y una posible compensación de brillo en el circuito de accionamiento.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones y Montaje

El LED está diseñado para acoplarse a un portalampara negro de plástico en ángulo recto específico. 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 del portalampara es plástico negro.
• La propia lámpara LED cuenta con una lente difusa verde.
• Para el montaje, las patillas deben doblarse en un punto situado al menos a 3mm de la base de la lente del LED. La base del marco de las patillas no debe usarse como punto de apoyo durante el doblado.

5.2 Especificación de Empaquetado

El dispositivo se suministra en formato estándar de la industria de cinta y carrete.

• Cinta Portadora:Fabricada de aleación de poliestireno conductor negro, con un espesor de 0.50 ±0.06 mm.
• Capacidad del Carrete:400 piezas por carrete de 13 pulgadas.
• Embalaje en Cartón:
  • 1 carrete se empaqueta con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad en una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB).
  • 2 MBBs (800 pcs en total) se empaquetan en un Cartón Interior.
  • 10 Cartones Interiores (8,000 pcs en total) se empaquetan en un Cartón Exterior.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

• Paquete Sellado:Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. Usar dentro de un año desde la apertura de la bolsa antihumedad.
• Paquete Abierto: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 exposición. Para almacenamiento más allá de 168 horas, hornear a 60°C durante al menos 48 horas antes de soldar para prevenir daños inducidos por la humedad ("efecto palomita") durante el reflujo.

6.2 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 2mm entre la base de la lente/portalampara y el punto de soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C, tiempo máximo 3 segundos por unión. Aplicar solo una vez.
• Soldadura por Ola:Temperatura máxima de precalentamiento 120°C durante un máximo de 100 segundos. Temperatura máxima de la ola de soldadura 260°C durante un máximo de 5 segundos.
• Limpieza:Usar disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario. Evitar productos químicos agresivos.

6.3 Precauciones en la Aplicación

• Este LED es adecuado para señalización interior/exterior y equipos electrónicos en general.
• Evitar aplicar tensión externa a las patillas durante la soldadura mientras el LED está caliente.
• Usar la fuerza mínima de sujeción durante el montaje en PCB para evitar estrés mecánico en el componente.
• Una temperatura o tiempo de soldadura excesivos pueden deformar la lente del LED y dañar el chip interno.

7. Consideraciones de Diseño y Notas de Aplicación

7.1 Diseño del Circuito

Utilizar siempre una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito driver de corriente constante. Calcular el valor de la resistencia usando la fórmula: R = (Valimentación - VF) / IF, donde VF debe tomarse como el valor máximo de la hoja de datos (3.3V) para asegurar que la corriente no supere el límite incluso con un LED de bajo VF. Para una alimentación de 5V y una corriente objetivo de 10mA, la resistencia sería aproximadamente (5V - 3.3V) / 0.01A = 170 Ω. Una resistencia estándar de 180 Ω sería una elección segura.

7.2 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (64mW máx.), asegurar una disipación de calor adecuada desde la unión del LED prolonga la vida útil y mantiene la estabilidad del brillo. El portalampara de plástico en ángulo recto proporciona cierto aislamiento, pero el diseño de la PCB debe evitar colocar el LED cerca de otras fuentes de calor significativas. Para aplicaciones que funcionan a la corriente continua máxima (20mA), las consideraciones térmicas se vuelven más importantes.

7.3 Integración Óptica

El ángulo de visión de 100 grados y la lente difusa proporcionan una emisión de luz amplia y suave, adecuada para indicadores de estado que necesitan ser visibles desde varios ángulos. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias. El color verde (525-535nm) se encuentra en una región de alta sensibilidad para el ojo humano, lo que lo hace muy efectivo para indicadores que captan la atención.

8. Comparativa Técnica y Diferenciación

Este LED de montaje pasante se diferencia por su integración con un portalampara dedicado en ángulo recto (CBI), ofreciendo una solución de indicador completa y fácil de montar. En comparación con los LED de montaje superficial (SMD), las versiones de montaje pasante como esta suelen ofrecer una resistencia mecánica superior para aplicaciones sujetas a vibraciones o manipulación manual. La estructura específica de clasificación tanto para intensidad como para longitud de onda permite una coincidencia precisa de color y brillo en paneles con múltiples indicadores, una ventaja clave frente a los LED comerciales no clasificados o con clasificaciones amplias. Las completas guías de sensibilidad a la humedad y soldadura también indican un producto diseñado para procesos de fabricación robustos y fiables.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

La Longitud de Onda de Pico (λP) es la longitud de onda física a la que el LED emite la mayor potencia óptica. La Longitud de Onda Dominante (λd) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (gráfico CIE) que representa la única longitud de onda que percibimos que tiene la luz. Para los LED verdes, suelen estar cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación del color.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED a 20mA de forma continua?

Sí, 20mA es la corriente directa continua máxima recomendada. Sin embargo, operar en este máximo generará más calor y puede reducir la vida útil del LED en comparación con operar a una corriente más baja como 10mA. Asegúrese de que la temperatura ambiente esté dentro de las especificaciones y considere el diseño térmico si se usan muchos LED.

9.3 ¿Por qué el rango de intensidad luminosa es tan amplio (180-880 mcd)?

Este es el rango total posible en toda la producción. El sistema de clasificación (HJ, KL, MN) divide este rango en grupos más pequeños y consistentes. Debe especificar el(los) código(s) de lote requerido(s) al realizar el pedido para obtener LED dentro de un rango de brillo predecible para su aplicación.

9.4 ¿Es siempre necesario el horneado si la bolsa se abre durante más de 168 horas?

Sí, se recomienda encarecidamente el horneado a 60°C durante 48 horas para eliminar la humedad absorbida. Omitir este paso conlleva el riesgo de una acumulación de presión de vapor durante el proceso de soldadura a alta temperatura, lo que puede causar deslaminación interna o grietas ("efecto palomita"), provocando fallos inmediatos o latentes.

10. Ejemplo Práctico de Aplicación

Escenario: Diseño de un panel de indicadores de múltiples estados para un controlador industrial.

Un diseñador necesita indicadores verdes de "Sistema Normal" en un panel vertical. Elige este LED con el portalampara en ángulo recto para un montaje fácil en PCB y una vista lateral clara. Para garantizar una apariencia uniforme, especifica el Lote KL para intensidad (310-520 mcd) y el Lote G10 para longitud de onda (520-527 nm) en su orden de compra. En la PCB, coloca los LED con un espaciado centro a centro que coincida con la huella del portalampara. El circuito de accionamiento utiliza una línea de 5V y resistencias limitadoras de 180Ω para cada LED, estableciendo la corriente en ~10mA. Durante el montaje, el equipo de producción sigue la regla de vida útil de 168 horas, horneando cualquier carrete expuesto antes de soldar la placa por ola. El resultado es un panel con indicadores verdes brillantes y consistentes, claramente visibles desde la posición del operador.

11. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz (LED) semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su tensión directa característica (VF), los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa del material semiconductor de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de InGaN determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde a aproximadamente 525-535 nm. La lente de epoxi difusa encapsula el chip semiconductor, proporciona protección mecánica y moldea la salida de luz en un amplio ángulo de visión.

12. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LED de montaje pasante siguen siendo vitales por su robustez y para ciertos tipos de montaje, la tendencia más amplia de la industria es hacia los LED de dispositivo de montaje superficial (SMD) debido a su menor tamaño, idoneidad para la colocación automática y mejor camino térmico hacia la PCB. Sin embargo, las versiones de montaje pasante como esta continúan sirviendo a aplicaciones que requieren mayor resistencia de unión mecánica, prototipado manual más fácil o formatos ópticos específicos (como la visualización en ángulo recto). Los avances en materiales semiconductores de color directo y convertidos por fósforos continúan mejorando la eficiencia, la reproducción cromática y el brillo máximo de todos los tipos de LED, incluidos los de paquete pasante. El énfasis en la clasificación precisa y el manejo de la sensibilidad a la humedad, como se ve en esta hoja de datos, refleja el impulso de la industria hacia una mayor fiabilidad y consistencia tanto en la electrónica de consumo como industrial.