Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características y Ventajas Principales
- 1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo
- 2. Análisis de Parámetros Técnicos
- 2.1 Límites Absolutos Máximos
- 2.2 Características Eléctricas y Ópticas
- 2.2.1 Intensidad Luminosa y Ángulo de Visión
- 2.2.2 Características Espectrales
- 2.2.3 Parámetros Eléctricos
- 3. Especificación de la Tabla de Clasificación (Binning)
- 3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
- 3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 5. Información Mecánica y de Embalaje
- 5.1 Dimensiones y Construcción
- 5.2 Especificación de Embalaje
- 6. Directrices de Soldadura, Montaje y Manipulación
- 6.1 Condiciones de Almacenamiento
- 6.2 Limpieza
- 6.3 Formado de Patillas y Montaje en PCB
- 6.4 Proceso de Soldadura
- 7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 7.1 Escenarios de Aplicación Típicos
- 7.2 Notas de Diseño de Circuito
- 8. Comparación y Diferenciación Técnica
- 9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
- 10. Caso Práctico de Diseño y Uso
- 11. Introducción al Principio de Funcionamiento
- 12. Tendencias y Contexto Tecnológico
- Terminología de especificaciones LED
- Rendimiento fotoeléctrico
- Parámetros eléctricos
- Gestión térmica y confiabilidad
- Embalaje y materiales
- Control de calidad y clasificación
- Pruebas y certificación
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de montaje pasante en formato T-1, diseñada como Indicador para Placa de Circuito (CBI). El dispositivo está alojado en un soporte plástico negro en ángulo recto (carcasa) y se caracteriza por su capacidad de emisión bicolor (Amarillo Verde y Rojo) combinada con una lente Blanco Difuso. El enfoque principal del diseño es la facilidad de montaje en placas de circuito impreso (PCB), haciéndolo adecuado para procesos de colocación automatizada.
1.1 Características y Ventajas Principales
- Facilidad de Montaje:El diseño está optimizado para un ensamblaje sencillo en la placa de circuito.
- Contraste Mejorado:Se utiliza un material de carcasa negro para mejorar la relación de contraste visual del indicador iluminado.
- Eficiencia Energética:El dispositivo ofrece un bajo consumo de energía junto con una alta eficiencia luminosa.
- Cumplimiento Ambiental:Este es un producto libre de plomo que cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
- Embalaje:Suministrado en embalaje de cinta y carrete compatible con equipos de ensamblaje automatizado.
1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo
Esta lámpara LED está destinada a una amplia gama de equipos electrónicos, incluyendo, entre otros:
- Periféricos y sistemas informáticos
- Dispositivos de comunicación
- Electrónica de consumo
- Control e instrumentación industrial
2. Análisis de Parámetros Técnicos
Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para el dispositivo. Todos los datos se refieren a una temperatura ambiente (TA) de 25°C, a menos que se indique lo contrario.
2.1 Límites Absolutos Máximos
Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.
- Disipación de Potencia (PD):52 mW máximo para ambos LED, Rojo y Amarillo Verde. Este parámetro es crítico para el diseño de gestión térmica.
- Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA máximo, permitido solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10ms).
- Corriente Directa Continua en CC (IF):20 mA máximo. Esta es la corriente de operación recomendada para un rendimiento fiable a largo plazo.
- Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para entornos de temperatura de grado industrial.
- Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C.
- Temperatura de Soldadura de las Patillas:Resiste 260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED. Esto es compatible con procesos estándar de soldadura por ola o manual.
2.2 Características Eléctricas y Ópticas
Los siguientes parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar (IF = 10mA). Nótese que las especificaciones de intensidad luminosa (Iv) incluyen una tolerancia de prueba de ±30%.
2.2.1 Intensidad Luminosa y Ángulo de Visión
- LED Amarillo Verde:La intensidad luminosa típica es de 38 mcd, con un rango desde 23 mcd (Mín.) hasta 65 mcd (Máx.). El ángulo de visión típico (2θ1/2) es de 120 grados, lo que indica un patrón de luz amplio y difuso.
- LED Rojo:La intensidad luminosa típica es mayor, de 60 mcd, con un rango de 30 mcd (Mín.) a 90 mcd (Máx.).
2.2.2 Características Espectrales
- LED Amarillo Verde:La longitud de onda de emisión pico típica (λP) es de 574 nm. La longitud de onda dominante típica (λd) es de 570 nm, con un ancho medio espectral (Δλ) de 20 nm.
- LED Rojo:La longitud de onda de emisión pico típica (λP) es de 660 nm. La longitud de onda dominante típica (λd) es de 645 nm, también con un ancho medio espectral (Δλ) de 20 nm.
2.2.3 Parámetros Eléctricos
- Tensión Directa (VF):Para el LED Amarillo Verde, la VF típica es de 2.0V, con un rango de 1.6V (Mín.) a 2.5V (Máx.) a 10mA. La VF del LED Rojo se especifica dentro del mismo rango.
- Corriente Inversa (IR):Máximo de 100 μA a una tensión inversa (VR) de 5V. Se señala explícitamente que el dispositivono está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para verificar la corriente de fuga.
3. Especificación de la Tabla de Clasificación (Binning)
El producto se clasifica en lotes (bins) según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Los diseñadores pueden especificar bins para cumplir con los requisitos de brillo y color de su aplicación.
3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
- Amarillo Verde (Códigos G):
- G1: 23 - 38 mcd
- G2: 38 - 65 mcd
- Rojo (Códigos R):
- R1: 30 - 50 mcd
- R2: 50 - 90 mcd
La tolerancia en cada límite de bin es de ±15%.
3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- Amarillo Verde (Códigos A):
- A1: 565.0 - 568.0 nm
- A2: 568.0 - 570.0 nm
- A3: 570.0 - 572.0 nm
- A4: 572.0 - 574.0 nm
- Rojo (Código B):Un solo bin amplio, B, que cubre de 630.0 a 660.0 nm.
La tolerancia en cada límite de bin es de ±1 nm.
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
Aunque el extracto del PDF proporcionado hace referencia a curvas características típicas, estos gráficos son esenciales para un diseño en profundidad. Normalmente ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (curva I-V), la tensión directa frente a la temperatura y la distribución espectral de potencia. Los diseñadores los utilizan para predecir el rendimiento en condiciones de operación no estándar, como diferentes corrientes de accionamiento o temperaturas ambientales.
5. Información Mecánica y de Embalaje
5.1 Dimensiones y Construcción
El dispositivo utiliza un factor de forma de lámpara T-1 (3mm) montado en un soporte plástico en ángulo recto negro o gris oscuro. Las notas mecánicas clave incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros.
- La tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
- La longitud de las patillas se especifica como 3.0mm.
5.2 Especificación de Embalaje
El dispositivo se suministra en un formato adecuado para el ensamblaje automatizado.
- Cinta Portadora:Fabricada en aleación de poliestireno conductor negro, de 0.50mm de espesor.
- Carrete:Carrete estándar de 13 pulgadas (330mm).
- Cantidad por Carrete:400 unidades.
- Embalaje Maestro:
- Un carrete se envasa con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad dentro de una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB).
- Dos MBBs (800 unidades en total) se empaquetan en un cartón interior.
- Diez cartones interiores (8,000 unidades en total) se empaquetan en un cartón exterior.
6. Directrices de Soldadura, Montaje y Manipulación
6.1 Condiciones de Almacenamiento
- Paquete Sellado (MBB):Almacenar a ≤30°C y ≤70% HR. Usar dentro de un año a partir de la fecha de embalaje.
- Paquete Abierto:Almacenar a ≤30°C y ≤60% HR. Los componentes extraídos de la MBB deben someterse a soldadura por reflujo IR dentro de las 168 horas (7 días).
- Almacenamiento Extendido (Abierto):Para almacenamiento más allá de 168 horas, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Se requiere un horneado a 60°C durante al menos 48 horas antes de la soldadura para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.
6.2 Limpieza
Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, usar solo disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico (IPA). Evitar limpiadores químicos agresivos o desconocidos.
6.3 Formado de Patillas y Montaje en PCB
- Doblar las patillas en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. Noutilizarla base de la lente como punto de apoyo.
- Todo el formado de patillas debe completarseantesdel proceso de soldadura y a temperatura ambiente.
- Durante la inserción en la PCB, aplicar la fuerza mínima de remache necesaria para fijar la pieza, evitando tensiones mecánicas excesivas en el encapsulado del LED.
6.4 Proceso de Soldadura
El dispositivo es compatible con técnicas de soldadura estándar. Respetar el límite máximo de 260°C durante 5 segundos cuando se suelden las patillas. Asegurarse de que la punta del soldador o el contacto de la soldadura por ola esté al menos a 2.0mm del cuerpo plástico para evitar daños por calor.
7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño
7.1 Escenarios de Aplicación Típicos
Este LED bicolor es ideal para indicación de estado donde se necesitan comunicar múltiples condiciones. Usos comunes incluyen:
- Indicadores de Alimentación/En Espera:Rojo para espera, Verde para encendido.
- Estado del Sistema:Verde para operación normal, Rojo para fallo o condición de advertencia.
- Indicadores de Nivel de Batería:Pantallas multi-segmento que usan color para indicar el nivel de carga (ej., Verde=alto, Rojo=bajo).
- Indicadores de Selección de Modo:En paneles de control de electrodomésticos o equipos industriales.
7.2 Notas de Diseño de Circuito
- Limitación de Corriente:Utilizar siempre una resistencia limitadora de corriente en serie. Calcular el valor de la resistencia usando R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa del color activo a la corriente deseada (típicamente 10-20mA).
- Accionamiento Bicolor:Este es un dispositivo de 2 patillas y 2 chips. Los dos LED (Rojo y Amarillo Verde) están conectados en antiparalelo. Aplicar polarización directa a una patilla enciende un color; invertir la polaridad enciende el otro color. No puede mostrar ambos colores simultáneamente.
- Interfaz con Microcontrolador:Puede ser accionado fácilmente por pines GPIO de un microcontrolador. Asegurarse de que el pin pueda suministrar/absorber la corriente requerida, a menudo necesitando un transistor driver para corrientes más altas.
8. Comparación y Diferenciación Técnica
En comparación con los LED de montaje pasante de un solo color, este dispositivo bicolor ofrece un ahorro significativo de espacio en la PCB al combinar dos funciones de indicación en una misma huella física. El soporte en ángulo recto proporciona una solución de montaje de bajo perfil ideal para aplicaciones con restricciones de altura. La inclusión de una lente blanca difusa en el chip bicolor ofrece una apariencia uniforme y de amplio ángulo de visión, que puede ser preferible a las lentes claras en muchas aplicaciones de indicación.
9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
- P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda pico (λP) es la única longitud de onda a la que la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) es la única longitud de onda percibida por el ojo humano, calculada a partir de las coordenadas de cromaticidad CIE. La λd es más relevante para aplicaciones de indicación de color. - P: ¿Puedo accionar este LED a 20mA de forma continua?
R: Sí, 20mA es la corriente directa continua máxima en CC. Para una longevidad y fiabilidad óptimas, es una práctica común accionarlo a 10mA (la condición de prueba) o ligeramente menos. - P: ¿Por qué es tan importante la sensibilidad a la humedad en el almacenamiento y manipulación?
R: El encapsulado plástico puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna o grietas ("efecto palomita"). El procedimiento de horneado prescrito elimina esta humedad. - P: ¿Cómo selecciono el código de bin correcto?
R: Especifique un código de bin según la necesidad de su aplicación de consistencia de brillo (G1/G2/R1/R2) y consistencia de color (A1-A4 para Amarillo Verde). Si la coincidencia de color entre múltiples unidades es crítica, debe seleccionarse un bin de longitud de onda más estrecho (ej., A2).
10. Caso Práctico de Diseño y Uso
Escenario: Diseño de un Panel de Estado para un Router de Red
Un diseñador necesita indicadores para "Alimentación", "Conexión a Internet" y "Actividad Wi-Fi". Elige este LED bicolor para el indicador de "Internet". El circuito se diseña para que un pin de un microcontrolador accione el LED. Cuando se establece una conexión a Internet válida (vía Ethernet), el pin genera un nivel lógico alto, encendiendo el LED Amarillo Verde. Si se pierde la conexión, el firmware cambia el pin a nivel lógico bajo, encendiendo el LED Rojo. Se coloca una única resistencia limitadora de 150Ω en serie con el LED, calculada para una alimentación de 3.3V y una tensión directa de ~2.0V a ~10mA. Esto proporciona un estado claro e inequívoco utilizando una sola huella de componente, ahorrando espacio y coste en comparación con el uso de dos LED de un solo color separados.
11. Introducción al Principio de Funcionamiento
Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando una corriente eléctrica lo atraviesa. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos electrónicos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz está determinado por el intervalo de banda prohibida (band gap) del material semiconductor utilizado. En este dispositivo bicolor, dos chips semiconductores diferentes (uno que emite en el espectro rojo, otro en el espectro amarillo-verde) están alojados dentro de un solo encapsulado con una conexión de cátodo/ánodo común en una configuración antiparalela. La lente blanca difusa es una cúpula de epoxi que dispersa la luz, creando un ángulo de visión más amplio y uniforme y suavizando la apariencia del chip individual.
12. Tendencias y Contexto Tecnológico
Aunque los LED de montaje superficial (SMD) dominan la electrónica moderna de alta densidad, los LED de montaje pasante como este tipo T-1 siguen siendo relevantes en sectores específicos. Sus ventajas clave incluyen una robustez mecánica superior, un prototipado y reparación manual más sencillos y temperaturas de soldadura permitidas más altas. La tendencia para estos componentes es hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA), una consistencia de color mejorada mediante clasificaciones (binning) más estrictas y una fiabilidad mejorada en condiciones ambientales adversas (rangos de temperatura más amplios, mayor resistencia a la humedad). La función bicolor en un solo encapsulado representa un esfuerzo continuo de la industria por aumentar la funcionalidad mientras se minimiza el espacio en la placa, un principio que une las filosofías de diseño de montaje pasante y SMD.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |