Hoja de Datos de la Lámpara LED LTL-R42FSFAD - Diámetro T-1 - Lente Difuso Ámbar - 2.0V Típico - 52mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-R42FSFAD es una lámpara LED de montaje pasante diseñada para aplicaciones de indicación de estado y señalización en una amplia gama de equipos electrónicos. Pertenece a la categoría de LEDs indicadores discretos de pines radiales, comúnmente utilizados donde se requiere montaje directo en PCB y alta visibilidad.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento del Producto

Este dispositivo está diseñado para una integración sencilla en ensamblajes de placas de circuito. Sus ventajas principales incluyen un perfil de bajo consumo de energía junto con una alta eficiencia luminosa, lo que lo hace adecuado tanto para dispositivos alimentados por batería como por red eléctrica. El producto está construido como un componente libre de plomo y cumple plenamente con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), alineándose con los estándares ambientales y regulatorios modernos para la fabricación electrónica.

1.2 Mercado Objetivo y Ámbito de Aplicación

Este LED está dirigido a aplicaciones que requieren indicadores visuales fiables y de larga vida. Su flexibilidad de diseño, ofrecida a través de varias especificaciones de intensidad y ángulo de visión, lo hace aplicable en varios sectores clave:

• Equipos de Comunicación:Luces de estado en routers, módems, switches y otro hardware de red.
• Periféricos de Computadora:Indicadores de encendido, actividad y modo en discos duros externos, hubs y dispositivos de entrada.
• Electrónica de Consumo:Luces indicadoras en equipos de audio/vídeo, electrodomésticos y dispositivos personales.
• Electrodomésticos:Indicadores de estado operativo en línea blanca y otros dispositivos domésticos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Una comprensión integral de los parámetros eléctricos y ópticos es crucial para un diseño de circuito fiable y para garantizar un rendimiento consistente.

2.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Estas especificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y debe evitarse para un rendimiento fiable a largo plazo.

• Disipación de Potencia (Pd):52 mW máximo. Esta es la potencia total que el encapsulado del LED puede disipar como calor.
• Corriente Directa Continua (IF):20 mA máximo de corriente continua.
• Corriente Directa de Pico:60 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10µs).
• Derating Térmico:La corriente directa continua debe reducirse linealmente por encima de los 30°C de temperatura ambiente a una tasa de 0.27 mA/°C.
• Rango de Temperatura de Operación (TA):-30°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Pines:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079\") del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas a TA=25°C

Estos son los parámetros de rendimiento típicos y garantizados bajo condiciones de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde 38 mcd (mínimo) hasta 180 mcd (máximo), con un valor típico de 85 mcd a una corriente directa (IF) de 10 mA. Se aplica una tolerancia de prueba de ±30% a los límites de los bins.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):100 grados. Este amplio ángulo de visión, característico de una lente difusa, asegura que el LED sea visible desde una amplia posición fuera del eje.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Especificada entre 580 nm y 589 nm, con un valor típico de 586 nm a IF=10mA. Esto sitúa el color emitido en la región ámbar/amarilla del espectro visible.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λP):588 nm, indicando el punto de máxima potencia espectral de salida.
• Ancho de Media Línea Espectral (Δλ):15 nm, describe la pureza espectral o el ancho de banda de la luz emitida.
• Tensión Directa (VF):Varía de 1.6V a 2.5V, con un valor típico de 2.0V a IF=10 mA.
• Corriente Inversa (IR):10 µA máximo cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V. Es crítico tener en cuenta que este dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Sistema de Especificación por Tabla de Bins

El producto se clasifica en bins de rendimiento para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Los diseñadores pueden especificar bins para cumplir con requisitos de aplicación más estrictos.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan según su intensidad luminosa medida a 10 mA.

• Bin BC:38 mcd (Mín) a 65 mcd (Máx)
• Bin DE:65 mcd (Mín) a 110 mcd (Máx)
• Bin FG:110 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)
• Nota:La tolerancia en cada límite de bin es de ±30%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar la consistencia del color.

• Bin H17:580 nm (Mín) a 584 nm (Máx)
• Bin H18:584 nm (Mín) a 589 nm (Máx)
• Nota:La tolerancia en cada límite de bin es de ±1 nm.

Los códigos de bin específicos para intensidad y longitud de onda están marcados en cada bolsa de empaque, permitiendo la trazabilidad y el uso selectivo en la fabricación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se hacen referencia en la hoja de datos, las relaciones típicas se describen a continuación basándose en la física estándar de los LEDs y los parámetros proporcionados.

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

El LED exhibe una característica I-V no lineal típica de un diodo. La tensión directa (VF) tiene un rango especificado de 1.6V a 2.5V a 10 mA. Esta curva es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente. La tensión aumentará ligeramente con la corriente y disminuirá con el aumento de la temperatura de unión para una corriente dada.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La intensidad luminosa (Iv) es aproximadamente proporcional a la corriente directa (IF) en un rango operativo significativo. Los valores especificados de Iv se dan a IF=10mA. Operar a la corriente continua máxima de 20 mA producirá una salida de luz más alta, pero los diseñadores deben asegurarse de que no se exceda el límite de disipación de potencia (Pd), considerando la tensión directa resultante.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. La hoja de datos proporciona un factor de derating para la corriente (0.27 mA/°C por encima de 30°C) para gestionar los efectos térmicos. La tensión directa también tiene un coeficiente de temperatura negativo.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED cumple con el estándar de encapsulado de diámetro T-1 (3mm). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas como referencia).
• La tolerancia estándar es de ±0.25mm (0.010\") a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de resina bajo la brida es de 1.0mm (0.04\").
• La separación de los pines se mide en el punto donde los pines emergen del cuerpo del encapsulado.

5.2 Identificación de Polaridad

Los LEDs pasantes típicamente usan la longitud del pin o un punto plano en la brida de la lente para indicar la polaridad. El pin más largo suele ser el ánodo (positivo), y el pin más corto es el cátodo (negativo). El punto plano en la brida suele estar adyacente al cátodo. Los diseñadores deben consultar la muestra física o el dibujo detallado para el marcador específico utilizado en este componente.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños durante el proceso de ensamblaje.

6.1 Formado de Pines

Si los pines necesitan doblarse, la curva debe hacerse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. La base del marco de pines no debe usarse como punto de apoyo. Todo el formado debe completarse antes del proceso de soldadura y a temperatura ambiente normal.

6.2 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse un espacio libre mínimo de 2mm entre la base de la lente y el punto de soldadura. Debe evitarse sumergir la lente en soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C durante un máximo de 3 segundos (una sola vez).
• Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 120°C hasta 100 segundos. Temperatura de la ola de soldadura máxima 260°C durante un máximo de 5 segundos.
• Nota Crítica:Se establece explícitamente que la soldadura por reflujo infrarrojo (IR) NO es un proceso adecuado para este tipo de lámpara LED pasante. Temperatura o tiempo excesivos pueden causar deformación de la lente o fallo catastrófico.

6.3 Almacenamiento y Limpieza

Para el almacenamiento, el ambiente no debe exceder los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los LEDs retirados de su empaque original deben usarse dentro de los tres meses. Para la limpieza, solo deben usarse solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Empaque

Los LEDs se empaquetan en cantidades a granel:

• Empaque primario: 1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática.
• Empaque secundario: 10 bolsas de empaque se colocan en un cartón interior (total 10,000 pzas por cartón interior, asumiendo bolsas de 1000 pzas).
• Empaque terciario: 8 cartones interiores se empaquetan en un cartón de envío exterior (total 80,000 pzas por cartón exterior). El último paquete en un lote de envío puede ser un paquete no completo.

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 conducir múltiples LEDs, una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria para cada LED o cada cadena en paralelo. El circuito recomendado (Circuito A) usa una resistencia en serie con cada LED. Evite conectar directamente múltiples LEDs en paralelo sin resistencias individuales (Circuito B), ya que pequeñas variaciones en la tensión directa (VF) pueden causar un desequilibrio significativo de corriente y brillo desigual.

El valor de la resistencia en serie (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es la tensión de alimentación, VF es la tensión directa del LED (use el valor máximo para fiabilidad), e IF es la corriente directa deseada.

8.2 Protección contra Descarga Electroestática (ESD)

El LED puede dañarse por descarga electrostática. Se deben tomar precauciones durante el manejo y ensamblaje:

• Use una pulsera antiestática conectada a tierra o guantes antiestáticos.
• Asegúrese de que todo el equipo, estaciones de trabajo y estanterías de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra.
• Use un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.

8.3 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja, un diseño adecuado de la PCB puede ayudar. Asegure un espaciado adecuado de otros componentes generadores de calor. Adherirse a la curva de derating de corriente por encima de los 30°C ambiente es esencial para mantener la fiabilidad, especialmente en entornos cerrados o de alta temperatura.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL-R42FSFAD se diferencia dentro del mercado de LEDs indicadores pasantes a través de varios atributos clave. El uso de un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para el chip ámbar de 586nm ofrece mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica en comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP. La lente difusa proporciona un ángulo de visión muy amplio de 100 grados, lo que lo hace superior para aplicaciones donde la posición de visión no está fija directamente frente al LED. Su combinación de una tensión directa típica baja (2.0V) y una estructura clara de bins tanto para intensidad como para longitud de onda proporciona a los diseñadores un rendimiento predecible y la capacidad de especificar para aplicaciones críticas en color o brillo.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

10.1 ¿Puedo conducir este LED a 20 mA continuamente?

Sí, 20 mA es la corriente directa continua máxima nominal. Sin embargo, debe asegurarse de que la disipación de potencia (Pd = VF * IF) no exceda los 52 mW. A 20 mA y una VF máxima de 2.5V, la potencia sería de 50 mW, que está dentro del límite. Considere siempre la temperatura ambiente y aplique derating si está por encima de 30°C.

10.2 ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda dominante y longitud de onda de pico?

La longitud de onda de pico (λP) es la única longitud de onda donde la potencia espectral de salida es más alta. La longitud de onda dominante (λd) es un valor calculado derivado de las coordenadas de color en el diagrama de cromaticidad CIE; representa la única longitud de onda de una luz monocromática pura que coincidiría con el color percibido del LED. Para propósitos de diseño relacionados con el color, la longitud de onda dominante es típicamente el parámetro más relevante.

10.3 ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie incluso si mi fuente de alimentación tiene limitación de corriente?

Una resistencia en serie dedicada proporciona una regulación de corriente local y precisa para cada LED. También ofrece protección contra picos de tensión transitorios y ayuda a equilibrar la corriente en configuraciones en paralelo. Confiar únicamente en una fuente de alimentación con limitación de corriente global puede no prevenir el desequilibrio de corriente entre LEDs debido a las variaciones de VF.

11. Caso de Estudio de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un panel de estado con cinco indicadores ámbar uniformes, alimentados desde una línea de 5V CC en un entorno con una temperatura ambiente máxima de 40°C.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Corriente:Objetivo: una corriente directa (IF) de 10 mA para un equilibrio entre brillo y longevidad.
2. Derating Térmico:A 40°C (10°C por encima del inicio del derating), reducir la corriente máxima: 20 mA - (10°C * 0.27 mA/°C) = 17.3 mA. Nuestro objetivo de 10 mA es seguro.
3. Cálculo de la Resistencia:Usar VF máxima (2.5V) para fiabilidad. R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω. Se puede usar el valor estándar más cercano (ej., 240 Ω o 270 Ω), recalculando la corriente real.
4. Distribución del Circuito:Usar el Circuito A recomendado: una resistencia de 240Ω en serie con cada uno de los cinco LEDs, todos conectados entre la línea de 5V y tierra.
5. Especificación de Bin:Para una apariencia uniforme, especifique un solo bin de intensidad luminosa (ej., DE) y un solo bin de longitud de onda dominante (ej., H18) al realizar el pedido.
6. Diseño de PCB:Colocar los LEDs con un radio de curvatura de pines de al menos 3mm, asegurar un espacio libre de 2mm desde la lente hasta la almohadilla de soldadura, y seguir prácticas de ensamblaje seguras contra ESD.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LTL-R42FSFAD funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral de encendido del diodo, los electrones del semiconductor AlInGaP tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p. Este evento de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, ámbar a aproximadamente 586 nm. La lente de epoxi difusa que rodea al chip sirve para dispersar la luz, ampliando el ángulo de visión y suavizando la apariencia de la pequeña fuente de luz.

13. Tendencias Tecnológicas y Contexto

Los LEDs pasantes como el LTL-R42FSFAD representan una tecnología madura y altamente fiable. Si bien los LEDs de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños por su menor huella y idoneidad para el ensamblaje automatizado pick-and-place, los LEDs pasantes mantienen una relevancia significativa. Sus ventajas incluyen una fuerza de unión mecánica superior, un prototipado y reparación manual más fácil, a menudo una mayor intensidad luminosa de un solo punto y una mejor disipación de calor a través de los pines. La tendencia dentro de este segmento es hacia materiales de mayor eficiencia (como el AlInGaP utilizado aquí), una clasificación de rendimiento más estricta para la consistencia de color e intensidad, y un cumplimiento inquebrantable de los estándares ambientales globales como RoHS. Siguen siendo la opción preferida para aplicaciones que requieren una durabilidad extrema, alta visibilidad en entornos hostiles o donde el montaje pasante está dictado por el diseño o estándares heredados.