Hoja de Datos de Lámpara LED LTL-R42NEWADH184 - Lente Difuso Rojo - 2.5V - 52mW - Montaje Through Hole - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-R42NEWADH184 es un conjunto de lámpara LED para montaje through-hole, diseñado específicamente como Indicador para Placa de Circuito (CBI). Consiste en un soporte plástico negro de ángulo recto (carcasa) integrado con un LED rojo de AlInGaP que presenta una lente difusa roja. Este producto está diseñado para un ensamblaje sencillo en placas de circuito impreso (PCB), proporcionando una fuente de luz de estado sólido para indicación de estado e iluminación de paneles.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Facilidad de Ensamblaje:El diseño está optimizado para un montaje simple y eficiente en placas de circuito.
• Contraste Mejorado:El material de la carcasa negra mejora la relación de contraste visual del indicador iluminado.
• Fiabilidad de Estado Sólido:Utiliza tecnología LED para una larga vida operativa y robustez.
• Eficiencia Energética:Se caracteriza por un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa.
• Cumplimiento Ambiental:Este es un producto libre de plomo que cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Fuente de Luz:Emplea un chip AlInGaP de tamaño T-1 que emite luz roja a una longitud de onda nominal de 625nm, con una lente difusa roja para un ángulo de visión más amplio.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este componente es adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos que requieren una indicación de estado fiable. Los principales mercados de aplicación incluyen:

• Periféricos y sistemas informáticos
• Equipos de comunicación
• Electrónica de consumo
• Control industrial e instrumentación

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan un desglose detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del dispositivo bajo condiciones de prueba estándar (TA=25°C).

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 se recomienda operar en o cerca de estos límites durante períodos prolongados.

• Disipación de Potencia (Pd):52 mW máximo.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA, permitida solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10µs).
• Corriente Directa Continua (I_F):20 mA DC máximo.
• Reducción de Corriente por Temperatura:La corriente directa continua máxima debe reducirse linealmente en 0.27 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supere los 30°C.
• 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:260°C máximo durante 5 segundos, medida en un punto a 2.0mm (0.079\") del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros definen el rendimiento típico del dispositivo en condiciones normales de operación (I_F= 10mA, TA=25°C).

• Intensidad Luminosa (I_V):3.8 mcd (Mínimo), 18 mcd (Típico), 50 mcd (Máximo). La medición sigue la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. Los valores garantizados incluyen una tolerancia de prueba de ±15%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):100 grados (Típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):630 nm (Típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):613.5 nm (Mín), 625 nm (Típ), 633 nm (Máx). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano para representar el color de la luz, derivada de las coordenadas de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):20 nm (Típico). El ancho de banda espectral medido a la mitad de la intensidad máxima.
• Tensión Directa (V_F):2.0 V (Mín), 2.5 V (Típ), V (Máx).
• Corriente Inversa (I_R):100 µA máximo a una tensión inversa (V_R) de 5V.Nota Importante:Este dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en bins según parámetros clave. El LTL-R42NEWADH184 utiliza dos criterios principales de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los bins se definen por valores mínimos y máximos de intensidad luminosa a I_F=10mA. Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±15%.

• 3ST:3.8 mcd a 6.5 mcd
• 3UV:6.5 mcd a 11 mcd
• 3WX:11 mcd a 18 mcd
• 3YZ:18 mcd a 30 mcd
• AB:30 mcd a 50 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante (Tono)

Los bins se definen por valores mínimos y máximos de longitud de onda dominante a I_F=10mA. Cada límite de bin tiene una tolerancia de ±1nm.

• H27:613.5 nm a 617.0 nm
• H28:617.0 nm a 621.0 nm
• H29:621.0 nm a 625.0 nm
• H30:625.0 nm a 629.0 nm
• H31:629.0 nm a 633.0 nm

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas de rendimiento típicas (proporcionadas en la hoja de datos) ilustran la relación entre parámetros clave. Son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial entre la tensión directa aplicada y la corriente resultante. Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. La tensión directa típica es de 2.5V a 10mA.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente directa. Generalmente es lineal dentro del rango de operación recomendado, pero se satura a corrientes más altas. Los diseñadores la utilizan para seleccionar una corriente de excitación apropiada para el brillo deseado.

4.3 Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva cuantifica la reducción térmica de la intensidad luminosa, destacando la importancia de la gestión térmica en aplicaciones de alta fiabilidad o alto brillo.

4.4 Distribución Espectral de Potencia

Este gráfico muestra la potencia radiante relativa emitida en función de la longitud de onda. Confirma la longitud de onda pico (630nm típico) y el ancho medio espectral (20nm típico), definiendo el punto de color rojo preciso del LED.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones y Construcción

• Material del Soporte:Plástico, negro o gris oscuro.
• LED:Chip AlInGaP rojo con una lente difusa roja (tamaño T-1).
• Tolerancias:Todas las dimensiones tienen una tolerancia estándar de ±0.25mm (0.010\") a menos que se especifique lo contrario en el plano dimensional.

5.2 Especificación de Empaquetado

El dispositivo se suministra en cinta y carrete para ensamblaje automático.

• Cinta Portadora:Aleación de poliestireno conductor negro, de 0.50mm ±0.06mm de espesor.
• Carrete:Carrete estándar de 13 pulgadas.
• Cantidad por Carrete:400 piezas.
• Caja Maestra:2 carretes (800 pcs) se empaquetan en una Bolsa de Barrera de Humedad (MBB) con desecante y una tarjeta indicadora de humedad. 10 de estas cajas internas se empaquetan en una caja exterior, totalizando 8,000 piezas.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de estas guías es crítico para prevenir daños mecánicos o térmicos durante el proceso de fabricación.

6.1 Almacenamiento

Para una vida útil óptima, almacene los LED en un entorno que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran del embalaje original de barrera de humedad, utilícelos dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado fuera del embalaje original, utilice un recipiente sellado con desecante o un desecador de nitrógeno.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, utilice únicamente disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico. Evite productos químicos agresivos o abrasivos.

6.3 Formado de Terminales

Si los terminales requieren doblarse, realice esta operaciónantesde soldar y a temperatura ambiente. La curvatura debe realizarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice la base de la lente o el marco de los terminales como punto de apoyo. Aplique una fuerza mínima durante la inserción en el PCB para evitar tensiones.

6.4 Proceso de Soldadura

Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 2mm entre el punto de soldadura y la base de la lente/soporte. Nunca sumerja la lente o el soporte en la soldadura.

• Soldadura Manual (con Cautín):Temperatura máxima 350°C. Tiempo máximo de soldadura 3 segundos por terminal. Realice solo una vez.
• Soldadura por Ola:Temperatura máxima de precalentamiento 160°C durante un máximo de 120 segundos. Temperatura máxima de la ola de soldadura 265°C durante un máximo de 10 segundos. Asegúrese de que el PCB esté orientado de modo que la ola de soldadura no se acerque a menos de 2mm de la base de la lente.

Advertencia:Una temperatura o tiempo excesivos pueden causar deformación de la lente o fallo catastrófico del LED. La temperatura máxima de soldadura por ola no es indicativa de la Temperatura de Deflexión por Calor (HDT) o del punto de fusión del soporte.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Diseño del Circuito de Excitación

Los LED son dispositivos operados por corriente. Su tensión directa (V_F) tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Para garantizar un brillo uniforme, especialmente al conectar múltiples LED en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Modelo de Circuito A).

Modelo de Circuito A (Recomendado):[Fuente de Alimentación] -> [Resistencia] -> [LED] -> [Tierra]. Esta configuración compensa las variaciones en la V_F.

Modelo de Circuito B (No Recomendado para Paralelo):Se desaconseja conectar múltiples LED en paralelo a una única resistencia limitadora de corriente (o fuente de tensión constante). Pequeñas diferencias en las características I-V de cada LED pueden causar un desequilibrio significativo de corriente, lo que lleva a un brillo desigual y a una posible sobrecarga de un dispositivo.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Aunque en esta hoja de datos no se especifica explícitamente una clasificación para ESD, los LED de AlInGaP pueden ser sensibles a las descargas electrostáticas. Deben observarse las precauciones estándar de manipulación ESD durante el ensamblaje y manejo, incluido el uso de estaciones de trabajo y pulseras conectadas a tierra.

7.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (52mW máx.), la curva de reducción muestra que la intensidad luminosa disminuye con el aumento de la temperatura. Para un rendimiento consistente, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o a corrientes de excitación más altas, considere el diseño del PCB para permitir cierta disipación de calor a través de los terminales.

8. Comparación y Posicionamiento Técnico

El LTL-R42NEWADH184 se diferencia por su diseño integrado de soporte de ángulo recto, que simplifica el ensamblaje y proporciona una altura y orientación de montaje consistentes. En comparación con los LED discretos que requieren hardware de montaje separado, esta solución integrada de CBI (Indicador para Placa de Circuito) ofrece:

• Reducción de la Complejidad del Ensamblaje:Colocación de un solo componente frente a múltiples partes.
• Estética y Consistencia Mejoradas:La carcasa negra uniforme mejora el contraste y proporciona una apariencia limpia y profesional en el PCB.
• Robustez:El soporte protege la lente del LED y proporciona estabilidad mecánica.
• Huella Estandarizada:Simplifica el diseño del layout del PCB.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_P):La longitud de onda específica donde el LED emite la mayor potencia óptica (630nm típico).Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única que mejor coincide con el color percibido por el ojo humano (625nm típico). λ_dse calcula a partir de las coordenadas de color CIE y es más relevante para la especificación del color.

9.2 ¿Puedo excitar este LED a 20mA de forma continua?

Sí, 20mA es la corriente directa continua DC máxima nominal a una temperatura ambiente de 25°C. Sin embargo, si la temperatura ambiente supera los 30°C, debe reducir la corriente según la tasa especificada de 0.27 mA/°C. Por ejemplo, a 50°C ambiente, la corriente continua máxima permitida sería 20mA - (0.27mA/°C * (50°C-30°C)) = 14.6mA.

9.3 ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie incluso con una fuente de tensión constante?

La tensión directa de un LED no es un valor fijo como el de un diodo Zener; tiene una tolerancia de producción y disminuye con el aumento de la temperatura. Una resistencia en serie actúa como un regulador de corriente simple y estable. Sin ella, un pequeño cambio en la tensión de alimentación o en la V_Fdel LED (debido a la temperatura o variación del bin) puede causar un gran cambio en la corriente, afectando drásticamente el brillo y potencialmente excediendo los límites máximos.

10. Ejemplo Práctico de Aplicación

Escenario:Diseñar un indicador de encendido para un dispositivo que funciona con una línea de 5V DC. El brillo deseado está en el rango medio de la capacidad del LED.

1. Seleccionar Corriente de Excitación:Elija I_F= 10mA, que es una condición de prueba estándar y proporciona un buen brillo con larga vida.
2. Determinar Tensión Directa del LED:Utilice el valor típico de la hoja de datos, V_F= 2.5V.
3. Calcular Resistencia en Serie:R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.010A = 250 Ohmios.
4. Seleccionar Valor de Resistencia Estándar:Elija el valor estándar más cercano, por ejemplo, 240 Ohmios o 270 Ohmios. Recalculando la corriente con 240 Ohmios: I_F= (5V - 2.5V) / 240Ω ≈ 10.4mA (aceptable).
5. Calcular Potencia de la Resistencia:P = I²* R = (0.0104A)²* 240Ω ≈ 0.026W. Una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) o 1/10W es más que suficiente.
6. Layout del PCB:Coloque la resistencia en serie con el ánodo o cátodo del LED. Asegúrese de que el LED esté orientado correctamente (normalmente, el terminal más largo es el ánodo). Mantenga la separación de 2mm desde la base de la lente hasta la almohadilla de soldadura en el diseño del PCB.

11. Principio de Funcionamiento

El LTL-R42NEWADH184 se basa en un chip LED semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Cuando se aplica una tensión directa que excede la tensión de banda del chip, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo (~625nm). La lente difusa roja integrada sirve para extraer la luz del chip semiconductor, dar forma al haz en un ángulo de visión amplio (100°) y difundir la fuente de luz para que aparezca más suave y uniforme.

12. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LED through-hole como el LTL-R42NEWADH184 siguen siendo vitales para aplicaciones que requieren un montaje mecánico robusto o ensamblaje manual, la tendencia más amplia de la industria LED es hacia los paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD). Los LED SMD ofrecen ventajas significativas en velocidad de ensamblaje automatizado, ahorro de espacio en la placa y perfil más bajo. Sin embargo, los componentes through-hole continúan siendo preferidos en escenarios que demandan una resistencia de unión mecánica muy alta (por ejemplo, conectores sujetos a acoplamiento frecuente), en entornos de alta vibración, o para prototipado y reparación donde la soldadura manual es común. El diseño integrado de soporte de este producto representa una evolución dentro del segmento through-hole, agregando valor mediante la facilidad de uso y una estética mejorada.