Especificación de Lámpara LED de Montaje Pasante T-1 3mm - Azul y Rojo con Difusor Blanco - Tensión 2.9V/1.9V - Potencia 70mW/52mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED indicadora de montaje pasante. El dispositivo se ofrece en un encapsulado popular de diámetro T-1 (3mm) y se caracteriza por la combinación de un chip LED azul o rojo con una lente difusora blanca. Esta elección de diseño tiene como objetivo proporcionar una salida de luz uniforme y difusa, adecuada para la indicación de estado en diversas aplicaciones.

1.1 Características y Ventajas Principales

Las principales ventajas de esta lámpara LED incluyen su bajo consumo de energía y alta eficiencia, lo que la hace adecuada para diseños alimentados por batería o conscientes del consumo energético. Está construida con materiales libres de plomo y cumple con las directivas ambientales RoHS. El factor de forma T-1 es un estándar de la industria ampliamente adoptado, lo que garantiza la compatibilidad con los diseños de PCB y los procesos de fabricación existentes. La integración de una lente difusora blanca sobre el chip coloreado ayuda a suavizar y dispersar la luz, reduciendo el deslumbramiento y creando un indicador más estéticamente agradable.

1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo

Este componente está diseñado para la indicación de estado de propósito general. Sus dominios de aplicación típicos incluyen equipos de comunicación (por ejemplo, routers, módems), periféricos de computadora, electrónica de consumo y electrodomésticos. La fiabilidad y simplicidad del diseño de montaje pasante lo convierten en una elección común para aplicaciones que requieren una retroalimentación visual clara y duradera.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos que definen el rango de rendimiento del dispositivo.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para el funcionamiento normal.

• Disipación de Potencia (Pd):Azul: 70 mW, Rojo: 52 mW. Este parámetro, dependiente de la tecnología del chip, dicta la máxima energía térmica que el encapsulado puede manejar a 25°C ambiente.
• Corriente Directa:La corriente directa continua en DC está clasificada en 20 mA para ambos colores. Se permite una corriente directa de pico más alta de 60 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10 µs).
• Rangos de Temperatura:El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C. El rango de almacenamiento es más amplio, de -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Los terminales pueden soportar 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 en condiciones de prueba estándar (TA=25°C, IF=5 mA a menos que se indique lo contrario).

• Intensidad Luminosa (Iv):Una métrica clave para el brillo. Para el LED Azul, la intensidad típica es de 110 mcd (mín 38, máx 310). Para el LED Rojo, es significativamente mayor, con 495 mcd típicos (mín 110, máx 880). Los amplios rangos mín-máx indican la necesidad de clasificación por bins, discutida más adelante.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Se define como el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial. Tanto la versión Azul como la Roja tienen un ángulo de visión típico de 45 grados, que es moderadamente amplio, ayudado por la lente difusora.
• Longitud de Onda:El LED Azul tiene una longitud de onda dominante típica (λd) de 471 nm (rango 465-478 nm) y una longitud de onda de pico (λp) de 468 nm. El LED Rojo tiene una λd de 624 nm (rango 617-632 nm) y una λp de 632 nm.
• Tensión Directa (VF):Azul: 3.6V típico (rango 2.9-3.6V). Rojo: 2.7V típico (rango 1.9-2.7V). Esta diferencia es crucial para el diseño del circuito, particularmente cuando se manejan LEDs de diferentes colores en paralelo.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 100 µA a VR=5V. La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LEDs se clasifican en bins de rendimiento. Este dispositivo utiliza dos criterios principales de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican según su intensidad luminosa medida a 5 mA. Existen tablas de bins separadas para LEDs Azules y Rojos, cada una con códigos alfanuméricos (por ejemplo, BC, DE, FG para Azul; FG, HJ, KL para Rojo). Cada bin tiene un valor de intensidad mínimo y máximo definido. Por ejemplo, un LED Azul en el bin \"FG\" tendrá una intensidad entre 110 y 180 mcd. Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de bin.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda de color dominante. Los LEDs Azules se agrupan en un solo bin \"1\" que cubre 465-478 nm. Los LEDs Rojos se agrupan en el bin \"2\" que cubre 617-632 nm. La tolerancia para los límites de los bins de longitud de onda es un ajustado ±1 nm, lo que garantiza una buena consistencia de color dentro de cada grupo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas típicas, su análisis se basa en el comportamiento estándar de los LEDs. La curva de tensión directa (VF) frente a corriente directa (IF) mostraría una relación exponencial, con el LED Rojo teniendo un voltaje de rodilla más bajo que el LED Azul. La curva de intensidad luminosa frente a corriente directa es generalmente lineal en el rango de operación normal, pero se saturará a corrientes más altas. La curva de intensidad frente a temperatura ambiente mostraría un coeficiente negativo, lo que significa que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. La curva de distribución espectral mostraría un solo pico alrededor de la λp especificada para cada color, con el LED Azul teniendo un ancho espectral medio más amplio (Δλ de 25 nm) en comparación con el LED Rojo (Δλ de 20 nm).

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo se ajusta al encapsulado LED redondo estándar T-1 (3mm). Las dimensiones clave incluyen el diámetro de la lente, la altura total y el espaciado de los terminales. El espaciado de los terminales se mide donde estos emergen del cuerpo del encapsulado. Las tolerancias son típicamente de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. Una nota indica que la resina protuberante bajo la brida es un máximo de 1.0 mm.

5.2 Identificación de Polaridad

Los LEDs de montaje pasante suelen utilizar la longitud del terminal o un punto plano en la brida de la lente para indicar el cátodo (terminal negativo). El terminal más largo suele ser el ánodo (+). Los diseñadores deben consultar la muestra física o el dibujo detallado para el marcador de polaridad específico.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para la fiabilidad.

6.1 Condiciones de Almacenamiento

Para el almacenamiento a largo plazo fuera del embalaje original, se recomienda un ambiente que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Para períodos prolongados, se aconseja almacenar en un recipiente sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

6.2 Formado de Terminales

El doblado debe realizarse al menos a 3 mm de la base de la lente del LED para evitar tensión en la unión interna del dado. 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.

6.3 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 2 mm entre el punto de soldadura y la base de la lente. Se debe evitar sumergir la lente en la soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C, tiempo máximo 3 segundos por terminal.
• Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 100°C durante hasta 60 segundos. Temperatura máxima de la ola de soldadura 260°C, tiempo de contacto máximo 5 segundos. La posición de inmersión no debe ser inferior a 2 mm desde la base de la lente.
• Nota Importante:Se establece que la soldadura por reflujo infrarrojo (IR) no es adecuada para este producto LED de tipo montaje pasante. El calor o tiempo excesivo puede causar deformación de la lente o fallo catastrófico.

6.4 Limpieza

Si es necesario, solo deben usarse disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico, para la limpieza.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El flujo de embalaje estándar es: 500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática. Diez de estas bolsas se colocan en una caja interior, totalizando 5,000 piezas. Ocho cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior, resultando en 40,000 piezas por caja exterior. La nota aclara que en cada lote de envío, solo el paquete final puede no ser un paquete completo.

8. Recomendaciones de Diseño de Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED (Circuito A en la hoja de datos). Se desaconseja manejar múltiples LEDs en paralelo directamente desde una fuente de voltaje con una sola resistencia compartida (Circuito B), ya que pequeñas variaciones en la característica de tensión directa (VF) entre LEDs individuales causarán diferencias significativas en la corriente y, por lo tanto, en el brillo.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Estos LEDs son susceptibles a daños por descarga electrostática. Las medidas preventivas incluyen: usar pulseras y estaciones de trabajo conectadas a tierra; emplear ionizadores para neutralizar la carga estática en la lente de plástico; y asegurar que todo el equipo de manipulación esté correctamente conectado a tierra. Se sugiere centrarse en la capacitación y certificación del operador para el manejo de dispositivos sensibles a ESD.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

La característica diferenciadora clave de este producto es el uso de un chip LED coloreado (azul o rojo) con una lente difusora blanca. Esto contrasta con los LEDs estándar que utilizan una lente transparente o coloreada que coincide con el color del chip. El difusor blanco proporciona un patrón de luz más uniforme, suave y potencialmente más amplio, lo que puede ser preferible para indicadores de panel frontal donde un \"punto caliente\" de color intenso es indeseable. Los parámetros eléctricos son estándar para LEDs indicadores de montaje pasante de este tamaño.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo manejar este LED a 20mA continuamente?

R: Sí, 20mA es la corriente directa continua en DC nominal. Sin embargo, para la mayor vida útil y una temperatura de unión más baja, manejar a una corriente más baja como 10mA o 5mA suele ser suficiente para fines de indicación.

P: ¿Por qué la tensión directa es diferente para el Azul y el Rojo?

R: Esto se debe a la física fundamental de los semiconductores. Los LEDs Azules suelen estar hechos de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), que tiene una energía de banda prohibida más alta, lo que resulta en una tensión directa más alta. Los LEDs Rojos se fabrican comúnmente con Arseniuro de Galio y Aluminio (AlGaAs) o materiales similares con una banda prohibida más baja y, por lo tanto, una tensión directa más baja.

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para una fuente de alimentación de 5V?

R: Usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_LED. Para un LED Azul (VF=3.6V) a 5mA: R = (5 - 3.6) / 0.005 = 280 Ohmios. Para un LED Rojo (VF=2.7V) a 5mA: R = (5 - 2.7) / 0.005 = 460 Ohmios. Utilice siempre el valor de resistencia estándar más cercano y considere la potencia nominal.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de múltiples estados para un conmutador de red.Un diseñador podría usar un LED Azul para indicar \"Encendido/Sistema Activo\" y un LED Rojo para indicar \"Fallo de Red\". Debido al difusor blanco, ambos indicadores tendrían una apariencia estética similar y suave desde el panel frontal, aunque los colores de la luz emitida sean diferentes. El diseñador debe usar resistencias limitadoras de corriente separadas para cada LED debido a sus diferentes tensiones directas. El ángulo de visión de 45 grados garantiza que el estado sea visible desde una amplia gama de ángulos en una unidad montada en rack. El diseño de montaje pasante permite una fijación mecánica robusta a la PCB, lo cual es importante para equipos que pueden estar sujetos a vibraciones durante el envío o la operación.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. El color (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado. En este dispositivo, la luz primaria del chip pasa a través de una lente de epoxi que contiene partículas difusoras. Estas partículas dispersan la luz, rompiendo el haz directo y creando un patrón de emisión más uniforme, más amplio y menos deslumbrante para el usuario.

13. Tendencias Tecnológicas

El mercado de LEDs indicadores de montaje pasante está maduro. La tendencia general en los LEDs indicadores es hacia una mayor eficiencia (más salida de luz por mA), menor consumo de energía y una fiabilidad mejorada. Si bien los LEDs de dispositivo de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños por su menor tamaño y adecuación para el montaje automatizado, los LEDs de montaje pasante siguen siendo relevantes para aplicaciones que requieren mayor resistencia mecánica, prototipado manual más fácil o compatibilidad con diseños heredados existentes. El uso de lentes difusoras para mejorar la calidad visual, como se ve en este producto, es un enfoque común para mejorar la experiencia del usuario sin cambiar la tecnología central del encapsulado.