Hoja de Datos de la Lámpara LED LTL-R42FKFD - Diámetro T-1 - Ámbar Difuso - 2.05V - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-R42FKFD es una lámpara LED de montaje pasante diseñada para aplicaciones de indicación de estado y señalización en diversos dispositivos electrónicos. Pertenece a la familia de encapsulados T-1, caracterizada por su forma cilíndrica, lo que la hace adecuada para el montaje estándar en PCB. El dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para su chip emisor de luz naranja, el cual está encapsulado dentro de una lente epoxi difusa de color ámbar. Esta difusión proporciona un ángulo de visión amplio y uniforme, haciendo que el LED sea fácilmente visible desde múltiples direcciones, un requisito clave para aplicaciones de indicadores.

Las ventajas principales de este LED incluyen su diseño para un ensamblaje sencillo en la placa de circuito, bajo consumo de energía junto con una alta eficiencia luminosa, y el cumplimiento de estándares ambientales como ser libre de plomo y compatible con RoHS. Sus mercados objetivo principales abarcan equipos de comunicación, periféricos informáticos, electrónica de consumo y electrodomésticos donde se requiere una retroalimentación visual confiable y duradera.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente al LED. Se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. La disipación de potencia continua máxima es de 75 mW. La corriente directa en DC no debe exceder los 30 mA en operación normal. Para operación pulsada, se permite una corriente directa pico de 60 mA bajo condiciones estrictas: un ciclo de trabajo del 10% o menos y un ancho de pulso que no exceda los 10 milisegundos. El dispositivo puede operar dentro de un rango de temperatura de -30°C a +85°C y almacenarse entre -40°C y +100°C. Un parámetro crítico para el ensamblaje es la temperatura de soldadura de los terminales, clasificada a 260°C durante un máximo de 5 segundos cuando se mide a 2.0 mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a TA=25°C y una corriente directa (IF) de 20 mA, que es la condición de prueba estándar. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 400 milicandelas (mcd), con un mínimo de 140 mcd y un máximo de 680 mcd. Es crucial notar que la garantía para Iv incluye una tolerancia de prueba de ±30%. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es de 65 grados, indicando un haz moderadamente amplio.

La longitud de onda dominante (λd), que define el color percibido, varía de 597 nm a 612 nm, ubicándola firmemente en la región ámbar/naranja del espectro. La longitud de onda de emisión pico (λp) es típicamente de 611 nm. El voltaje directo (VF) mide típicamente 2.05V, con un rango de 1.6V a 2.4V a 20mA. La corriente inversa (IR) es muy baja, con un máximo de 10 μA a un voltaje inverso (VR) de 5V. Se establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación de la Tabla de Clasificación (Bin Table)

El producto se clasifica en "bins" basándose en dos parámetros clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con características de rendimiento específicas.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican en tres bins de intensidad a IF=20mA: Bin GH (140-240 mcd), Bin JK (240-400 mcd) y Bin LM (400-680 mcd). La tolerancia para cada límite del bin es de ±30%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda dominante en cinco categorías: H22 (597.0-600.0 nm), H23 (600.0-603.0 nm), H24 (603.0-606.5 nm), H25 (606.5-610.0 nm) y H26 (610.0-612.0 nm). La tolerancia para cada límite del bin de longitud de onda es de ±1 nm. Los códigos de bin para intensidad y longitud de onda están marcados en el empaque del producto, permitiendo una selección precisa para aplicaciones críticas en color y brillo.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones son estándar. Estos típicamente incluyen la curva de Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa, que muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente de forma casi lineal hasta que la eficiencia cae a corrientes más altas. La curva de Voltaje Directo vs. Corriente Directa demuestra la característica exponencial I-V del diodo. La curva de Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente es crítica, mostrando la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión. Para los LEDs de AlInGaP, esta reducción es significativa. El gráfico de Distribución Espectral mostraría la concentración de luz emitida alrededor del pico de 611 nm con un ancho medio espectral de 17 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED presenta un encapsulado estándar de diámetro T-1 (3mm). Las notas dimensionales clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros (con equivalentes en pulgadas), la tolerancia estándar es de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario, la protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.0 mm, y el espaciado de los terminales se mide donde estos emergen del cuerpo del encapsulado. El dibujo físico mostraría la lente cilíndrica, la brida para asentarse contra el PCB y los dos terminales axiales.

5.2 Identificación de Polaridad

Para los LEDs de montaje pasante, la polaridad se indica típicamente por la longitud de los terminales (el terminal más largo es el ánodo, o lado positivo) y a veces por un punto plano en la brida de la lente cerca del cátodo (lado negativo). La orientación correcta es esencial ya que un voltaje inverso superior a 5V puede dañar el dispositivo.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Formado de Terminales

Si los terminales necesitan doblarse para el montaje en PCB, la curvatura debe realizarse al menos a 3 mm de la base de la lente del LED. La base del marco de los terminales no debe usarse como punto de apoyo. El formado debe realizarse a temperatura ambiente y antes del proceso de soldadura para evitar tensiones en el encapsulado calentado.

6.2 Parámetros de Soldadura

Se abordan dos métodos de soldadura. Para soldadura manual con cautín: la temperatura no debe exceder los 350°C, el tiempo de soldadura por terminal debe ser de 3 segundos máximo (una sola vez), y el punto de soldadura no debe estar más cerca de 2 mm de la base de la lente epoxi. Para soldadura por ola: la temperatura de precalentamiento debe ser máxima de 120°C hasta 100 segundos, la temperatura de la ola de soldadura debe ser máxima de 260°C, el tiempo de contacto debe ser máximo de 5 segundos, y la posición de inmersión no debe ser inferior a 2 mm de la base de la lente. Es crucial destacar que la soldadura por reflujo IR se indica como inadecuada para este producto de tipo pasante. Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar una falla catastrófica.

6.3 Almacenamiento y Manipulación

Para el almacenamiento, el ambiente no debe exceder los 30°C o el 70% de humedad relativa. Se recomienda que los LEDs extraídos de su empaque original de barrera de humedad se utilicen dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado fuera de la bolsa original, deben mantenerse en un contenedor sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Se recomienda alcohol isopropílico para la limpieza si es necesario.

7. Información de Empaque y Pedido

La especificación de empaque estándar es escalonada: 1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática de barrera de humedad. Diez de estas bolsas se empacan en una caja interna, totalizando 10,000 piezas. Ocho cajas internas se empacan luego en una caja maestra de envío externa, resultando en un total de 80,000 piezas por caja externa. La hoja de datos señala que en cada lote de envío, solo el paquete final puede ser un paquete no completo. El número de parte es LTL-R42FKFD.

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Se enfatiza un principio fundamental: los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme cuando se conectan múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED (Circuito A). Se desaconseja conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Circuito B) porque pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (VF) de cada LED causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada, donde VF_LED es el voltaje directo típico o máximo de la hoja de datos, e I_deseada es la corriente directa objetivo (ej., 20mA).

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por descargas electrostáticas o sobretensiones. Las medidas preventivas incluyen: que los operadores usen una pulsera conductora o guantes antiestáticos, asegurar que todo el equipo y las superficies de trabajo estén correctamente conectados a tierra, y usar un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico durante la manipulación.

8.3 Idoneidad de la Aplicación

Este LED es adecuado tanto para señalización interior como exterior, así como para equipos electrónicos ordinarios. Su color ámbar es altamente visible y se usa a menudo para advertencias, estados o propósitos de indicación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL-R42FKFD, basado en tecnología AlInGaP, ofrece ventajas sobre tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio). Los LEDs de AlInGaP generalmente proporcionan una mayor eficiencia luminosa, mejor estabilidad térmica y una pureza de color más saturada, particularmente en las regiones roja, naranja y ámbar. En comparación con algunos LEDs modernos de alta potencia, este dispositivo es un tipo indicador de baja potencia, priorizando la confiabilidad, facilidad de uso y rentabilidad para la indicación de estado en lugar de la iluminación de alto flujo. Su diseño de montaje pasante ofrece robustez mecánica y simplicidad para prototipos y producción en comparación con los dispositivos de montaje superficial (SMD) en algunas aplicaciones.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

R: Si bien la corriente directa en DC máxima absoluta es de 30mA, la condición de prueba estándar y el punto de operación típico es de 20mA. Operar a 30mA puede reducir la vida útil y aumentar la temperatura de la unión. Consulte siempre la curva de reducción de potencia y asegúrese de que la disipación de potencia (Vf * If) no exceda los 75mW, considerando el Vf real a su corriente de operación.

P: ¿Por qué hay una tolerancia de ±30% en los límites de los bins de intensidad luminosa?

R: Esto explica la variabilidad de medición en las pruebas de producción. Significa que un LED etiquetado en el bin de 240-400 mcd (JK) podría medir realmente entre 168 mcd y 520 mcd cuando se prueba. Los diseñadores deben tener en cuenta este rango en su diseño óptico.

P: Los terminales son demasiado largos para mi PCB. ¿Puedo cortarlos antes de soldar?

R: Sí, los terminales se pueden cortar. Sin embargo, si necesita doblarlos después, asegúrese de que el punto de curvatura permanezca al menos a 3 mm de la base de la lente según las directrices de formado de terminales.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para la operación normal a 20mA al aire libre, normalmente no se requiere un disipador de calor para un solo LED indicador. Sin embargo, si múltiples LEDs están densamente agrupados u operan en un ambiente de alta temperatura, se debe considerar la gestión térmica.

11. Ejemplos Prácticos de Aplicación

Ejemplo 1: Indicador de Alimentación en un Electrodoméstico:Un solo LTL-R42FKFD se conecta en serie con una resistencia adecuada a una línea de 5V. La resistencia se calcula como (5V - 2.05V) / 0.020A = 147.5 Ohmios. Una resistencia estándar de 150 Ohmios resultaría en una corriente de ~19.7mA, bien dentro de las especificaciones. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado de alimentación sea visible desde varios ángulos en una habitación.

Ejemplo 2: Barra de Estado Multi-LED en Equipo Industrial:Se utilizan cinco LEDs para indicar niveles de estado del sistema (ej., Apagado, En espera, Activo, Advertencia, Fallo). Para garantizar un brillo uniforme, cada LED tiene su propia resistencia limitadora de corriente conectada a un pin común de un IC controlador o microcontrolador. Usando la información de clasificación, el diseñador puede especificar un bin de longitud de onda estrecho (ej., H24) para la consistencia de color en toda la barra.

12. Principio de Funcionamiento

El LED funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (aproximadamente 1.6V para este dispositivo AlInGaP), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan a través de la unión. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica del cristal semiconductor de AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, ámbar/naranja. La lente epoxi difusa protege el chip semiconductor y dispersa la luz para crear un amplio ángulo de visión.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LEDs de montaje pasante como el LTL-R42FKFD siguen siendo vitales para muchas aplicaciones debido a su robustez y facilidad de ensamblaje manual, la tendencia más amplia de la industria es hacia encapsulados de dispositivos de montaje superficial (SMD) para el ensamblaje automatizado, mayor densidad y, a menudo, mejor rendimiento térmico. Sin embargo, los componentes pasantes mantienen una posición sólida en prototipos, kits educativos, entornos de alta vibración y aplicaciones que requieren uniones mecánicas fuertes. En términos de materiales, la tecnología AlInGaP es madura y está altamente optimizada para el espectro rojo-ámbar. El desarrollo continuo se centra en mejorar la eficiencia (lúmenes por vatio), longevidad y consistencia del color, así como en expandirse a nuevos formatos de encapsulado que cierren la brecha entre los diseños pasantes tradicionales y los avanzados SMD.