Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características Principales
- 1.2 Aplicaciones Destinadas
- 2. Información Mecánica y del Paquete
- 2.1 Dimensiones de Contorno
- 3. Límites Absolutos Máximos
- 4. Características Eléctricas y Ópticas
- 4.1 Notas de las Características
- 5. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)
- 5.1 Bins de Intensidad Luminosa
- 6. Especificación de Empaquetado
- 7. Guías de Aplicación y Manipulación
- 7.1 Aplicación Recomendada
- 7.2 Condiciones de Almacenamiento
- 7.3 Limpieza
- 7.4 Formado de Patillas y Montaje en PCB
- 7.5 Instrucciones de Soldadura
- 7.6 Diseño del Circuito de Conducción
- 7.7 Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática)
- 8. Análisis de Curvas de Rendimiento y Consideraciones de Diseño
- 8.1 Tensión Directa (Vf) vs. Corriente Directa (If)
- 8.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa
- 8.3 Consideraciones Térmicas
- 8.4 Ángulo de Visión y Diseño Óptico
- 9. Comparación Técnica y Guía de Selección
- 9.1 Resumen de la Variante Azul vs. Roja
- 9.2 Preguntas Comunes de Diseño
- 10. Ejemplos Prácticos de Aplicación
- 10.1 Indicador de Encendido para un Dispositivo de 12V
- 10.2 Indicador de Estado de Dos Colores (Controlado por Microcontrolador)
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de montaje pasante, identificada por el número de pieza LTL1DETBEK5. El dispositivo se ofrece en dos variantes de color principales: Azul y Rojo, utilizando las tecnologías de semiconductores InGaN y AlInGaP respectivamente. Está diseñado como una lámpara indicadora de estado de propósito general, adecuada para una amplia gama de aplicaciones electrónicas.
1.1 Características Principales
- Bajo Consumo de Energía y Alta Eficiencia:Diseñado para un funcionamiento energéticamente eficiente.
- Libre de Plomo y Conforme con RoHS:Cumple con las normativas medioambientales.
- Diámetro T-1 Popular:Factor de forma de paquete estándar de 5mm (T-1 3/4) para una fácil integración.
- Lente Transparente:Proporciona una alta salida de luz y una percepción de color pura.
1.2 Aplicaciones Destinadas
El LED es adecuado para la indicación de estado en múltiples industrias, incluyendo:
- Equipos de Comunicación
- Periféricos y Sistemas Informáticos
- Electrónica de Consumo
- Electrodomésticos
2. Información Mecánica y del Paquete
El LED está alojado en un paquete estándar de montaje radial con lente de epoxi transparente y diámetro T-1 (5mm).
2.1 Dimensiones de Contorno
Notas dimensionales clave (todas en mm, pulgadas entre paréntesis):
- Diámetro estándar del paquete T-1.
- La separación de las patillas se mide donde emergen del cuerpo del paquete.
- La tolerancia es típicamente 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").
Nota: Las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso.
3. Límites Absolutos Máximos
Límites a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. Superar estos límites puede causar daños permanentes.
| Parámetro | Azul | Rojo | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | 96 | 75 | mW |
| Corriente Directa de Pico (Ciclo ≤1/10, Pulso ≤10µs) | 100 | 90 | mA |
| Corriente Directa en CC | 30 | 30 | mA |
| Rango de Temperatura de Operación | -40°C a +85°C | ||
| Rango de Temperatura de Almacenamiento | -40°C a +100°C | ||
| Temp. de Soldadura de Patillas (a 1.6mm del cuerpo) | 260°C durante 5 segundos máximo. |
4. Características Eléctricas y Ópticas
Características típicas medidas a TA=25°C e IF=20mA, a menos que se indique lo contrario.
| Parámetro | Símbolo | Color | Min. | Typ. | Max. | Unidad | Condición de Prueba |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | Iv | Azul | 180 | 520 | 1500 | mcd | IF=20mA (Nota 1,4) |
| Intensidad Luminosa | Iv | Rojo | 400 | 680 | 1900 | mcd | IF=20mA (Nota 1,4) |
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | Azul/Rojo | 30 | grados | Nota 2 | |||
| Longitud de Onda de Pico | λP | Azul | 468 | nm | En el Pico | ||
| Longitud de Onda de Pico | λP | Rojo | 632 | nm | En el Pico | ||
| Longitud de Onda Dominante | λd | Azul | 465 | 470 | 475 | nm | Nota 3 |
| Longitud de Onda Dominante | λd | Rojo | 617 | 624 | 627 | nm | Nota 3 |
| Ancho Espectral a Media Altura | Δλ | Azul | 22 | nm | |||
| Ancho Espectral a Media Altura | Δλ | Rojo | 20 | nm | |||
| Tensión Directa | VF | Azul | 3.0 | 3.4 | V | IF=20mA | |
| Tensión Directa | VF | Rojo | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA | |
| Corriente Inversa | IR | Azul/Rojo | 10 | µA | VR=5V (Nota 5) |
4.1 Notas de las Características
- Medición de la Intensidad Luminosa:Medida con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
- Ángulo de Visión (2θ1/2):El ángulo fuera del eje donde la intensidad es la mitad de la intensidad axial (en el eje).
- Longitud de Onda Dominante (λd):Derivada del diagrama de cromaticidad CIE, representa la longitud de onda única percibida del color.
- Tolerancia de Intensidad:Las especificaciones de Iv incluyen una tolerancia de prueba de ±30%.
- Operación Inversa:El dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa. La condición VR=5V es solo para pruebas de IR.
5. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)
Los LED se clasifican en bins según su intensidad luminosa a 20mA. Esto garantiza consistencia en el brillo para aplicaciones de producción.
5.1 Bins de Intensidad Luminosa
| Bins de LED Azul | Bins de LED Rojo | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Código de Bin | Mín. (mcd) | Máx. (mcd) | Código de Bin | Mín. (mcd) | Máx. (mcd) |
| HJ | 180 | 310 | LM | 400 | 680 |
| KL | 310 | 520 | NP | 680 | 1150 |
| MN | 520 | 880 | QR | 1150 | 1900 |
| PQ | 880 | 1500 |
Nota:La tolerancia en cada límite de bin es de ±15%.
6. Especificación de Empaquetado
El flujo de empaquetado estándar es el siguiente:
- Unidad Base:500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática.
- Cartón Interior:10 bolsas se colocan en un cartón interior, totalizando 5,000 piezas.
- Cartón Exterior (Envío):8 cartones interiores se empaquetan en un cartón exterior, totalizando 40,000 piezas.
- En cada lote de envío, solo el paquete final puede ser un paquete incompleto.
7. Guías de Aplicación y Manipulación
7.1 Aplicación Recomendada
Adecuado para señalización interior/exterior e indicación de estado en equipos electrónicos generales.
7.2 Condiciones de Almacenamiento
- No superar los 30°C o el 70% de humedad relativa.
- Los LED retirados del embalaje original deben usarse dentro de los tres meses.
- Para almacenamiento prolongado fuera del embalaje original, utilice un recipiente sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.
7.3 Limpieza
Utilice disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesaria la limpieza.
7.4 Formado de Patillas y Montaje en PCB
- Punto de Doblez:Doble las patillas en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice la base del paquete como punto de apoyo.
- Secuencia:Realice el formado de patillas a temperatura ambienteantes soldering.
- del Montaje:Utilice la fuerza mínima de sujeción en el PCB para evitar estrés mecánico en el cuerpo del LED.
7.5 Instrucciones de Soldadura
Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. No sumerja la lente en el soldador.
Condiciones Recomendadas:
| Método | Parámetro | Condición |
|---|---|---|
| Soldador de Estaño | Temperatura | 350°C Máx. |
| Tiempo | 3 segundos Máx. (una sola vez) | |
| Posición | >2mm de la base de la lente | |
| Soldadura por Ola | Temperatura de Precalentamiento | 100°C Máx. |
| Tiempo de Precalentamiento | 60 segundos Máx. | |
| Temp. de la Ola de Soldadura | 260°C Máx. | |
| Tiempo de Soldadura | 5 segundos Máx. | |
| Posición de Inmersión | >2mm de la base de la lente |
Advertencia:Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar una falla catastrófica. El reflujo por IR NO es adecuado para este producto LED de montaje pasante.
7.6 Diseño del Circuito de Conducción
Los LED son dispositivos operados por corriente. Para un brillo uniforme al usar múltiples LED:
- Recomendado (Circuito A):Utilice una resistencia limitadora de corriente en serie concadaLED. Esto compensa las variaciones en la tensión directa (Vf) de los LED individuales.
- No Recomendado (Circuito B):No se recomienda conectar múltiples LED directamente en paralelo sin resistencias individuales. Pequeñas diferencias en las características I-V pueden llevar a diferencias significativas en el reparto de corriente y, por lo tanto, en el brillo.
El valor de la resistencia en serie (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - Vf_LED) / I_deseada, donde Vf_LED es la tensión directa típica de la hoja de datos e I_deseada es la corriente de conducción objetivo (ej., 20mA).
7.7 Precauciones contra ESD (Descarga Electroestática)
Estos LED son susceptibles a daños por electricidad estática.
- Puesta a Tierra Personal:Utilice una pulsera conductora o guantes antiestáticos al manipularlos.
- Puesta a Tierra del Equipo:Asegúrese de que todas las estaciones de trabajo, herramientas y estanterías de almacenamiento estén correctamente conectadas a tierra.
- Neutralización de Carga:Utilice un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
- Capacitación:El personal que trabaje en áreas sensibles a ESD debe estar debidamente capacitado y certificado.
8. Análisis de Curvas de Rendimiento y Consideraciones de Diseño
8.1 Tensión Directa (Vf) vs. Corriente Directa (If)
Las curvas típicas muestran la relación exponencial entre tensión y corriente para los LED azul y rojo. El LED azul (InGaN) tiene una Vf típica más alta (~3.4V) en comparación con el LED rojo (AlInGaP, ~2.4V) a 20mA. Los diseñadores deben tener en cuenta esta diferencia al calcular los valores de las resistencias en serie o al diseñar fuentes de alimentación para aplicaciones multicolor.
8.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa
La intensidad es aproximadamente proporcional a la corriente directa en el rango de operación normal. Conducir el LED por encima de la corriente CC recomendada (30mA) aumentará la salida de luz pero también aumentará la disipación de potencia y la temperatura de unión, lo que podría reducir la vida útil y causar un cambio de color.
8.3 Consideraciones Térmicas
Si bien el documento proporciona límites máximos, es importante entender que el rendimiento del LED se degrada con el aumento de la temperatura de unión. Para el LED rojo AlInGaP, la eficiencia luminosa típicamente disminuye más significativamente con el aumento de temperatura en comparación con el LED azul InGaN. En entornos de alta temperatura ambiente o escenarios de conducción a alta corriente, se debe considerar la gestión térmica (ej., área de cobre en el PCB) para mantener el rendimiento y la fiabilidad.
8.4 Ángulo de Visión y Diseño Óptico
El semiángulo de 30 grados proporciona un cono de visión razonablemente amplio, adecuado para indicadores de panel. Para aplicaciones que requieren un haz muy estrecho, serían necesarias ópticas secundarias (ej., lentes). La lente transparente es óptima para la salida de color más pura pero no ofrece difusión; para una apariencia más suave y uniforme, se requeriría una variante de lente difusa.
9. Comparación Técnica y Guía de Selección
9.1 Resumen de la Variante Azul vs. Roja
| Aspecto | Azul (InGaN) | Rojo (AlInGaP) | Implicación de Diseño |
|---|---|---|---|
| Tensión Directa Típica (20mA) | ~3.4V | ~2.4V | Se necesitan diferentes valores de resistencia en serie para la misma corriente desde la misma fuente de tensión. |
| Bins de Intensidad Luminosa | HJ a PQ (180-1500 mcd) | LM a QR (400-1900 mcd) | Los LED rojos generalmente ofrecen bins de mayor intensidad para una corriente de conducción dada. |
| Longitud de Onda de Pico/Dominante | ~468nm / ~470nm | ~632nm / ~624nm | Colores azul estándar y rojo de alta eficiencia. |
| Tecnología | InGaN | AlInGaP | Ambas son tecnologías LED maduras y de alta eficiencia. |
9.2 Preguntas Comunes de Diseño
P: ¿Puedo conducir este LED directamente desde un pin de lógica digital de 5V?
R: No. La Vf típica es de 2.4V (Rojo) o 3.4V (Azul). Una resistencia en serie essiempre necesariapara limitar la corriente. Para una fuente de 5V y un objetivo de 20mA: R_rojo ≈ (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω; R_azul ≈ (5V - 3.4V) / 0.02A = 80Ω. Utilice el valor estándar más cercano superior por seguridad.
P: ¿Por qué es importante la especificación de corriente inversa (IR) si no se permite la operación inversa?
R: Es un parámetro de prueba de calidad y fuga. Una corriente de fuga inversa alta puede indicar una unión dañada o defectuosa.
P: ¿Cómo selecciono el bin de intensidad correcto?
R: Elija según los requisitos de brillo de la aplicación y la consistencia requerida. Para un panel con múltiples LED, especificar un solo bin más estrecho (ej., KL para azul) garantiza una apariencia uniforme. Para un solo indicador, un bin más amplio puede ser aceptable para ahorrar costos.
10. Ejemplos Prácticos de Aplicación
10.1 Indicador de Encendido para un Dispositivo de 12V
Objetivo:Indicar que el dispositivo está encendido usando un LED rojo.
Diseño:Tensión de alimentación = 12V. Corriente objetivo = 15mA (para mayor vida útil).
Cálculo:Vf_rojo_típ = 2.4V. Valor de la resistencia R = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640Ω. Potencia en la resistencia P_R = (12V-2.4V)*0.015A = 0.144W. Utilice una resistencia estándar de 620Ω o 680Ω, 1/4W.
10.2 Indicador de Estado de Dos Colores (Controlado por Microcontrolador)
Objetivo:Usar un LED azul y uno rojo para mostrar diferentes estados (ej., en espera/activo) controlados por pines GPIO del MCU.
Diseño:VDD del MCU = 3.3V. Conducir los LED a 10mA para menor consumo.
Cálculo:
- Azul: R = (3.3V - 3.4V) / 0.01A = -10Ω (Inválido). Esto muestra un problema: la Vf típica del LED azul (3.4V) es mayor que la alimentación (3.3V). El LED azul puede no encenderse, o será muy tenue. Solución: Use un LED azul con un bin de Vf más bajo, reduzca aún más la corriente o utilice un circuito elevador/bomba de carga.
- Rojo: R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω. Esto funciona bien.
- Red: R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω. This works well.
Este ejemplo destaca la importancia de verificar la tensión de alimentación frente a la Vf del LED.
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. |