Lámpara LED de orificio pasante redonda de 6.2mm LTL30SETG3JA - Rojo 625nm / Verde 530nm - 20mA - 125mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED redonda de orificio pasante de 6.2mm, identificada por el número de pieza LTL30SETG3JA. El dispositivo está diseñado como una fuente de luz indicadora de alto brillo, adecuada para diversas aplicaciones de señalización. Utiliza dos tecnologías semiconductoras distintas: AlGaInP para el emisor rojo e InGaN para el emisor verde, cada una ofreciendo características de longitud de onda específicas.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas principales de esta lámpara LED incluyen su alta intensidad luminosa, que permite una excelente visibilidad. Presenta un bajo consumo de energía junto con una alta eficiencia luminosa, contribuyendo al ahorro energético. El encapsulado está construido con tecnología epoxi avanzada que proporciona una resistencia superior a la humedad e incorpora inhibidores de UV, mejorando su durabilidad y fiabilidad para un uso prolongado tanto en entornos interiores como exteriores. El producto no contiene plomo y cumple con las directivas RoHS.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

El patrón de radiación uniforme y el alto brillo hacen que este LED sea ideal para aplicaciones que requieren una visibilidad clara y a larga distancia. Las aplicaciones objetivo principales incluyen señales de tráfico, vallas publicitarias de gran formato, carteles de mensajes dinámicos y señalización en vehículos de transporte público como autobuses.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un desglose detallado de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos que definen los límites operativos y el rendimiento del LED.

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones especifican los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se definen a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. La disipación de potencia continua máxima es de 125 mW para el chip rojo y 112 mW para el chip verde. La corriente directa continua máxima es de 50 mA para el rojo y 30 mA para el verde. Para operación pulsada (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10ms), se permite una corriente directa pico de 100 mA para ambos colores. La tensión inversa máxima es de 5 V. El dispositivo puede operar dentro de un rango de temperatura ambiente de -30°C a +85°C y almacenarse de -40°C a +100°C. Los terminales pueden soportar la soldadura a 260°C durante un máximo de 5 segundos, siempre que el punto de soldadura esté al menos a 2.0mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estas características se miden bajo condiciones de prueba estándar (TA=25°C, IF=20mA) y representan el rendimiento típico. La intensidad luminosa (Iv) para el LED rojo tiene un valor típico de 4200 mcd (mín. 1500 mcd), mientras que el LED verde tiene un valor típico de 6900 mcd (mín. 3000 mcd). El ángulo de visión (2θ1/2) para ambos colores es de 30 grados con una tolerancia de ±2 grados. La longitud de onda de emisión pico (λP) es típicamente de 627 nm para el rojo y 525 nm para el verde. La longitud de onda dominante (λd) varía de 620-630 nm para el rojo y 525-535 nm para el verde. La tensión directa (VF) es típicamente de 2.5 V para el rojo (máx. 3.2 V) y 3.75 V para el verde (máx. 4.5 V). La corriente inversa (IR) es un máximo de 100 µA a VR=5V.

2.3 Características Térmicas

La gestión térmica es crucial para la longevidad del LED. Se especifica el factor de reducción para la corriente directa continua. Para el LED rojo, la corriente debe reducirse linealmente en 0.84 mA por cada grado Celsius por encima de 50°C. Para el LED verde, la reducción es de 0.36 mA/°C por encima de 50°C. Esto asegura que la temperatura de unión se mantenga dentro de límites seguros, evitando una degradación acelerada o una falla catastrófica.

3. Especificación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins según la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La tabla de binning de intensidad categoriza los LEDs usando un código de dos caracteres (ej., UR, VS, WU). La primera letra (U, V, W) define el rango de intensidad luminosa verde: U (3000-4000 mcd), V (4000-5300 mcd), W (5300-6900 mcd). La segunda letra (R, S, T, U) define el rango de intensidad luminosa roja: R (1500-1900 mcd), S (1900-2500 mcd), T (2500-3200 mcd), U (3200-4200 mcd). Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de bin.

3.2 Binning de Tono (Longitud de Onda)

Para el LED verde, se proporciona un binning de tono separado. El código de bin G1 cubre un rango de longitud de onda dominante de 525-530 nm, y G2 cubre 530-535 nm. La tolerancia para cada límite de bin es de ±1 nm. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con puntos de color muy específicos si su aplicación lo requiere.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos (Fig.1, Fig.6), aquí se analizan sus implicaciones típicas. La curva de corriente directa vs. tensión directa (I-V) es no lineal, característica de un diodo. La intensidad luminosa es aproximadamente proporcional a la corriente directa dentro del rango de operación recomendado. La curva de distribución espectral muestra la potencia radiante relativa en función de la longitud de onda, identificando las longitudes de onda pico y dominante. El diagrama del ángulo de visión ilustra el patrón de radiación espacial, confirmando el ángulo de media intensidad de 30 grados.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED presenta una lente redonda estándar de 6.2mm de diámetro. Las notas dimensionales clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas); la tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique; la protuberancia máxima de resina bajo la brida es de 1.0mm; el espaciado de terminales se mide en el punto donde los terminales salen del cuerpo del encapsulado. La polaridad se indica mediante el terminal ánodo (+) más largo y/o un punto plano en el borde de la lente cerca del terminal cátodo (-).

5.2 Especificaciones de Empaquetado

Los LEDs se suministran en bolsas de embalaje que contienen 500, 200 o 100 piezas. Diez de estas bolsas se empaquetan en una caja interior, totalizando 5,000 piezas. Ocho cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior, totalizando 40,000 piezas. En cualquier lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños. Los terminales deben formarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED antes de soldar, y la base de la lente no debe usarse como punto de apoyo. Durante el montaje en PCB, se debe usar una fuerza de sujeción mínima. Para soldar, mantenga una distancia mínima de 3mm (para hierro) o 2mm (para ola) entre el punto de soldadura y la base de la lente. No sumerja la lente en la soldadura. Condiciones de soldadura recomendadas: Temperatura del soldador máximo 350°C por máximo 3 segundos (una sola vez). Soldadura por ola: precalentamiento máximo 100°C por 60s máximo, ola de soldadura máximo 260°C por 5s máximo. El reflujo por infrarrojos (IR) no es adecuado para este producto de orificio pasante. El calor o tiempo excesivo puede deformar la lente o destruir el LED.

7. Recomendaciones de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Diseño del Circuito de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED (Circuito A). No se recomienda conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Circuito B), ya que las ligeras variaciones en la característica de tensión directa (Vf) entre LEDs individuales causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por descargas electrostáticas o sobretensiones. Deben implementarse medidas apropiadas de prevención de ESD en el entorno de manejo y montaje, como el uso de estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y suelos conductivos.

7.3 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 embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado fuera del paquete original, use un contenedor sellado con desecante o un desecador de nitrógeno. Si es necesaria la limpieza, use disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs genéricos de 5mm, esta lámpara de 6.2mm ofrece una intensidad luminosa significativamente mayor, haciéndola adecuada para aplicaciones que requieren distancias de visión más largas o indicaciones más brillantes. El uso de AlGaInP para el rojo proporciona alta eficiencia y excelente pureza de color en el espectro rojo-naranja. El chip verde InGaN ofrece alto brillo. La lente blanca difusa integrada proporciona un ángulo de visión uniforme, a diferencia de las lentes claras que pueden tener un haz más enfocado. La resina epoxi mejorada con inhibidor de UV está específicamente dirigida a la durabilidad en exteriores, un diferenciador clave frente a los LEDs estándar para interiores.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: Para el LED rojo, sí, ya que su corriente continua máxima es de 50mA. Para el LED verde, 30mA es la clasificación absoluta máxima en continua; la operación continua a este nivel sin la reducción térmica adecuada puede reducir la vida útil. Se recomienda operar a los 20mA típicos para ambos.

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para una fuente de 12V?

R: Usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - Vf_LED) / I_LED. Para un LED verde (Vf~3.75V) a 20mA: R = (12 - 3.75) / 0.02 = 412.5 Ohmios. Use el valor estándar más cercano (ej., 390 o 430 Ohmios) y calcule la potencia nominal de la resistencia: P = I^2 * R.

P: ¿Es este LED adecuado para dispositivos alimentados por batería?

R: Sí, su alta eficiencia luminosa (alto mcd/mA) lo hace adecuado para aplicaciones alimentadas por batería donde el consumo de energía es una preocupación, especialmente cuando se alimenta a 20mA o menos.

10. Caso de Estudio de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar una señal luminosa de "Parada de Autobús" para uso exterior.

Consideraciones de Diseño: La señal debe ser claramente visible día y noche. Usar los LEDs verdes (Bin W para el mayor brillo) para el texto proporcionaría un alto contraste. El ángulo de visión de 30 grados asegura que la señal sea legible desde un amplio ángulo de aproximación. Los LEDs deben ser alimentados con resistencias limitadoras de corriente individuales conectadas a una fuente de alimentación de tensión constante, con los valores de resistencia calculados en base a la tensión de alimentación y la Vf típica del LED verde. El diseño del PCB debe mantener la distancia mínima de 2-3mm entre la almohadilla de soldadura y el cuerpo del LED según las guías de soldadura. La resina epoxi resistente a los UV asegura que la lente no se amarillee o degrade tras años de exposición al sol, manteniendo la salida de luz y el color.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno se llama electroluminiscencia. En un LED, los electrones se recombinan con huecos dentro del material semiconductor (AlGaInP para el rojo, InGaN para el verde), liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. La lente epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al patrón de radiación (ángulo de visión de 30 grados en este caso) y, en este producto, incorpora un difusor para crear una apariencia uniforme.

12. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y un menor coste. Para LEDs indicadores como este, las tendencias incluyen la miniaturización (encapsulados más pequeños con salida similar), la integración de múltiples chips (RGB) en un solo encapsulado y el desarrollo de materiales de encapsulado más robustos para entornos extremos. La ciencia de materiales subyacente para los LEDs rojos (AlGaInP) y verdes/azules (InGaN) continúa madurando, lo que lleva a mejoras incrementales en eficiencia y vida útil. La búsqueda de eficiencia energética en todos los dispositivos electrónicos continúa favoreciendo a la tecnología LED sobre los indicadores incandescentes o de neón tradicionales.