Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Ventajas Principales
- 1.2 Aplicaciones Objetivo
- 2. Análisis de Parámetros Técnicos
- 2.1 Límites Absolutos Máximos
- 2.2 Características Eléctricas y Ópticas
- 3. Especificación del Sistema de Binning
- 3.1 Binning del LED Verde
- 3.2 Binning del LED Amarillo
- 4. Información Mecánica y de Empaquetado
- 4.1 Contorno y Dimensiones
- 4.2 Especificación de Empaquetado
- 5. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 6. Guías de Soldadura y Montaje
- 6.1 Almacenamiento y Manipulación
- 6.2 Formado de Terminales y Montaje en PCB
- 6.3 Proceso de Soldadura
- 7. Diseño del Circuito de Conducción
- 8. Notas de Aplicación y Precauciones
- 8.1 Aplicaciones Adecuadas
- 8.2 Consideraciones de Diseño
- 9. Comparación y Posicionamiento Técnico
- 10. Preguntas Frecuentes (FAQs)
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de un conjunto de lámpara LED para montaje through hole, diseñado como Indicador para Placa de Circuito (CBI). El producto consiste en una carcasa (soporte) negra de plástico en ángulo recto que integra lámparas LED discretas. Está diseñado para un montaje sencillo en placas de circuito impreso (PCB). El conjunto se suministra en formato de cinta y carrete, adecuado para procesos de colocación automatizada.
1.1 Ventajas Principales
- Facilidad de Montaje:El diseño facilita un montaje simple y eficiente en las placas de circuito.
- Contraste Mejorado:El material negro de la carcasa mejora la relación de contraste visual del indicador iluminado.
- Eficiencia Energética:Presenta un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa.
- Cumplimiento Ambiental:Este es un producto sin plomo que cumple con las directivas RoHS.
- Opciones de Color:Integra lámparas LED de tamaño T-1: una con chip de InGaN para emisión verde (525nm) y otra con chip de AlInGaP para emisión amarilla (589nm). Ambas cuentan con lentes difusos que coinciden con sus respectivos colores.
- Empaquetado:Suministrado en formato de cinta y carrete para manejo automatizado.
1.2 Aplicaciones Objetivo
Este componente es adecuado para una variedad de equipos electrónicos que requieren luces de estado o indicadoras, incluyendo pero no limitado a:
- Dispositivos de comunicación
- Equipos informáticos y periféricos
- Electrónica de consumo
- Sistemas de control industrial
2. Análisis de Parámetros Técnicos
2.1 Límites Absolutos Máximos
Los siguientes límites no deben excederse bajo ninguna condición, ya que hacerlo puede causar daños permanentes al dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.
| Parámetro | LED Verde | LED Amarillo | Unidad |
|---|---|---|---|
| Disipación de Potencia | 70 | 52 | mW |
| Corriente Directa de Pico (Ciclo de Trabajo ≤1/10, Ancho de Pulso ≤0.1ms) | 60 | 60 | mA |
| Corriente Directa en DC | 20 | 20 | mA |
| Rango de Temperatura de Operación | -30°C a +85°C | ||
| Rango de Temperatura de Almacenamiento | -40°C a +100°C | ||
| Temperatura de Soldadura de Terminales (a 2.0mm del cuerpo) | 260°C máximo por 5 segundos. | ||
2.2 Características Eléctricas y Ópticas
Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a TA=25°C y una corriente directa (IF) de 10mA, a menos que se indique lo contrario.
| Parámetro | Símbolo | Color | Min. | Typ. | Max. | Unidad | Condición de Prueba |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | IV | Verde | 420 | mcd | IF=10mA | ||
| Amarillo | 11 | mcd | IF=10mA | ||||
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | Verde | 100 | grados | ||||
| Amarillo | 100 | grados | |||||
| Longitud de Onda de Emisión Pico | λP | Verde | 526 | nm | |||
| Amarillo | 591 | nm | |||||
| Longitud de Onda Dominante | λd | Verde | 516 | 525 | 535 | nm | IF=10mA |
| Amarillo | 584 | 589 | 594 | nm | IF=10mA | ||
| Ancho Medio Espectral | Δλ | Verde | 35 | nm | |||
| Amarillo | 15 | nm | |||||
| Voltaje Directo | VF | Verde | 2.4 | 2.9 | 3.3 | V | IF=10mA |
| Amarillo | 1.6 | 2.0 | 2.5 | V | IF=10mA | ||
| Corriente Inversa | IR | Verde | 10 | μA | VR=5V | ||
| Amarillo | 100 | μA | VR=5V |
Notas sobre las Características:
- La intensidad luminosa se mide con un sensor/filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
- El ángulo de visión (θ1/2) es el ángulo fuera del eje donde la intensidad cae a la mitad de su valor axial.
- La longitud de onda dominante (λd) se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y define el color percibido.
- El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; la condición de prueba de corriente inversa (IR) es solo para caracterización.
3. Especificación del Sistema de Binning
Los LED se clasifican (binning) según la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante para garantizar la consistencia dentro de una aplicación.
3.1 Binning del LED Verde
Intensidad Luminosa (@10mA):
| Código de Bin | Mínimo (mcd) | Máximo (mcd) |
|---|---|---|
| HJ | 180 | 310 |
| KL | 310 | 520 |
| MN | 520 | 880 |
La tolerancia en cada límite de bin es de ±15%.
Longitud de Onda Dominante (@10mA):
| Código de Bin | Mínimo (nm) | Máximo (nm) |
|---|---|---|
| G09 | 516.0 | 520.0 |
| G10 | 520.0 | 527.0 |
| G11 | 527.0 | 535.0 |
La tolerancia en cada límite de bin es de ±1nm.
3.2 Binning del LED Amarillo
Intensidad Luminosa (@10mA):
| Código de Bin | Mínimo (mcd) | Máximo (mcd) |
|---|---|---|
| 3ST | 3.8 | 6.5 |
| 3UV | 6.5 | 11.0 |
| 3WX | 11.0 | 18.0 |
| 3YX | 18.0 | 30.0 |
La tolerancia en cada límite de bin es de ±15%.
Longitud de Onda Dominante (@10mA):
| Código de Bin | Mínimo (nm) | Máximo (nm) |
|---|---|---|
| H15 | 584.0 | 586.0 |
| H16 | 586.0 | 588.0 |
| H17 | 588.0 | 590.0 |
| H18 | 590.0 | 592.0 |
| H19 | 592.0 | 594.0 |
La tolerancia en cada límite de bin es de ±1nm.
4. Información Mecánica y de Empaquetado
4.1 Contorno y Dimensiones
El dispositivo utiliza una carcasa negra de plástico en ángulo recto. Las notas dimensionales críticas incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas en el dibujo original).
- La tolerancia general es de ±0.25mm (±0.010") a menos que se especifique lo contrario.
- El material de la carcasa es plástico negro.
- LED1 es verde (525nm) con lente difuso verde; LED2 es amarillo (589nm) con lente difuso amarillo.
4.2 Especificación de Empaquetado
El producto se suministra en empaquetado de cinta y carrete para montaje automatizado.
- Cinta Portadora:Fabricada de aleación de poliestireno conductor negro, con un grosor de 0.50mm ±0.06mm.
- Tolerancia de Paso:La tolerancia acumulada del paso de 10 agujeros de arrastre es de ±0.20mm.
- Cantidad por Carrete:Cada carrete de 13 pulgadas contiene 350 piezas.
5. Análisis de Curvas de Rendimiento
La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en texto, típicamente incluyen:
- Curvas I-V (Corriente-Voltaje):Muestran el voltaje directo (VF) en función de la corriente directa (IF) para los LED verde y amarillo. Esto es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
- Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Representa cómo escala la salida de luz con la corriente de conducción, destacando la relación no lineal y ayudando a optimizar las condiciones de conducción para el brillo deseado.
- Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es vital para la gestión térmica en aplicaciones de alta temperatura o alta corriente.
- Distribución Espectral:Muestra la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda, confirmando el pico (λP) y el ancho espectral (Δλ) para cada color.
Estas curvas son esenciales para que los diseñadores predigan el rendimiento en el mundo real más allá de los datos de un solo punto proporcionados en las tablas.
6. Guías de Soldadura y Montaje
6.1 Almacenamiento y Manipulación
- Almacenamiento:Los LED deben almacenarse en un ambiente que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran del empaque sellado original, deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado fuera del empaque original, utilice un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.
- Limpieza:Si es necesario, limpie utilizando solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.
6.2 Formado de Terminales y Montaje en PCB
- Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice la base del marco de terminales como punto de apoyo.
- El formado de terminales debe realizarse a temperatura ambiente yantes soldering.
- Durante la inserción en el PCB, aplique la fuerza mínima de sujeción necesaria para evitar imponer un estrés mecánico excesivo en el componente.
6.3 Proceso de Soldadura
Debe mantenerse una distancia mínima de 2mm entre la base de la lente/carcasa y el punto de soldadura. Evite sumergir la lente/carcasa en la soldadura.
Condiciones de Soldadura Recomendadas:
| Parámetro | Soldadura Manual (Cautín) | Soldadura por Ola |
|---|---|---|
| Temperatura | 350°C Máx. | Ola: 260°C Máx. |
| Tiempo | 3 segundos Máx. (una sola vez) | 5 segundos Máx. en la ola |
| Precalentamiento | N/A | 120°C Máx. por ≤100 seg. |
| Posición | Punta no más cerca de 2mm de la base de la lente | Ola no más baja de 2mm de la base de la lente |
Advertencia:Una temperatura o tiempo de soldadura excesivos pueden causar deformación de la lente o falla catastrófica del LED. No aplique estrés a los terminales mientras el LED esté caliente por la soldadura.
7. Diseño del Circuito de Conducción
Los LED son dispositivos operados por corriente. Su voltaje directo (VF) tiene una tolerancia y varía con la temperatura. Para garantizar un brillo uniforme al conducir múltiples LED, especialmente en paralelo, serecomienda encarecidamente.
- Circuito Recomendado (A):Cada LED tiene su propia resistencia en serie conectada a la fuente de voltaje. Esto compensa las variaciones en el VF individual de cada LED, asegurando que cada uno reciba casi la misma corriente y, por lo tanto, tenga un brillo uniforme.
- Circuito No Recomendado (B):Múltiples LED conectados directamente en paralelo con una sola resistencia compartida. Las diferencias en las características I-V de cada LED causarán una distribución desigual de la corriente, lo que llevará a diferencias significativas de brillo y posible sobreesfuerzo de un LED.
El valor de la resistencia en serie (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada, donde I_deseada no debe exceder la corriente directa máxima en DC de 20mA.
8. Notas de Aplicación y Precauciones
8.1 Aplicaciones Adecuadas
Esta lámpara LED es adecuada para uso general como indicador en señalización interior y exterior, así como en equipos electrónicos estándar en los sectores de comunicación, informática, consumo e industrial, como se enumeró.
8.2 Consideraciones de Diseño
- Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegúrese de que la temperatura ambiente de operación no exceda los 85°C. En espacios cerrados o altas temperaturas ambiente, considere la reducción de la intensidad luminosa.
- Control de Corriente:Utilice siempre un método de conducción de corriente constante o una fuente de voltaje con una resistencia en serie. Nunca conecte directamente a una fuente de voltaje sin limitación de corriente.
- Precauciones contra ESD:Aunque no se establece explícitamente, se deben observar los procedimientos estándar de manejo de ESD durante el montaje para prevenir daños a los chips semiconductores.
- Diseño Óptico:El ángulo de visión de 100 grados y la lente difusa proporcionan un patrón de iluminación amplio y suave, adecuado para indicadores de panel. Para aplicaciones enfocadas o de haz estrecho, se requeriría un tipo de lente diferente.
9. Comparación y Posicionamiento Técnico
Este producto representa una solución clásica de indicador through hole. Sus diferenciadores clave incluyen:
- Carcasa Integrada:El soporte preensamblado negro en ángulo recto simplifica el diseño y montaje de la placa en comparación con el uso de LED discretos y monturas separadas, al tiempo que mejora el contraste.
- Doble Color en un Solo Paquete:Combinar indicadores verde y amarillo en un solo paquete through hole compacto puede ahorrar espacio en la placa en comparación con el uso de dos LED monocromáticos separados.
- Cumplimiento de Materiales:Como componente sin plomo y compatible con RoHS, cumple con las regulaciones ambientales modernas para la fabricación electrónica.
- Amigable con la Automatización:El empaquetado en cinta y carrete soporta procesos de montaje automatizado de alto volumen, reduciendo costos de mano de obra.
En comparación con los LED de montaje superficial (SMD), las versiones through hole como esta ofrecen ventajas en prototipado, montaje manual y aplicaciones que requieren mayor resistencia de unión mecánica o guiado de luz a través de la placa. Sin embargo, los LED SMD generalmente permiten una colocación de mayor densidad y son más adecuados para líneas de montaje pick-and-place totalmente automatizadas y de alta velocidad.
10. Preguntas Frecuentes (FAQs)
P1: ¿Puedo conducir este LED a su corriente de pico de 60mA de forma continua?
R1: No. La clasificación de Corriente Directa de Pico (60mA) es solo para pulsos muy cortos (≤0.1ms) con un ciclo de trabajo bajo (≤10%). La corriente directa máxima continua en DC es de 20mA. Exceder esto puede causar sobrecalentamiento y degradación rápida o falla.
P2: ¿Por qué hay una diferencia significativa en la intensidad luminosa típica entre los LED verde (420mcd) y amarillo (11mcd) a la misma corriente de 10mA?
R2: Esto se debe principalmente a los diferentes materiales semiconductores (InGaN para verde vs. AlInGaP para amarillo) y a la sensibilidad fotópica del ojo humano (curva CIE), que alcanza su punto máximo en la región verde (~555nm). El ojo es menos sensible a la longitud de onda amarilla emitida, lo que resulta en una intensidad luminosa medida (en mcd) más baja para la misma potencia radiante.
P3: ¿Qué sucede si sueldo el LED sin mantener la distancia de 2mm desde la base de la lente?
R3: Aplicar calor demasiado cerca de la lente de plástico o la carcasa puede causar fusión, deformación o decoloración. También puede transferir calor excesivo al chip del LED a través de los terminales, dañando potencialmente la unión semiconductora o los alambres de conexión internos.
P4: ¿Cómo interpreto los códigos de bin al realizar un pedido?
R4: Los códigos de bin (por ejemplo, KL & G10 para verde) definen el rango garantizado de intensidad luminosa y longitud de onda dominante para los LED que recibirá. Especificar bins le permite seleccionar LED con un rendimiento consistente para su aplicación. Si la uniformidad del color o el brillo es crítica, debe especificar bins estrechos y potencialmente solicitar datos de prueba.
P5: ¿Es necesario un diodo de protección inversa en mi circuito?
R5: La hoja de datos establece que el dispositivo no está diseñado para operación inversa y especifica una corriente inversa (IR) bajo una prueba de 5V. Si bien un pequeño voltaje inverso ocasional podría no causar una falla inmediata, no se recomienda. En circuitos donde es posible un voltaje inverso (por ejemplo, acoplamiento AC, cargas inductivas), es aconsejable una protección externa, como un diodo en serie o un diodo polarizado inversamente en paralelo con el LED, para evitar aplicar polarización inversa al 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. |