Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características y Ventajas Principales
- 1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo
- 2. Parámetros Técnicos: Análisis Objetivo en Profundidad
- 2.1 Valores Máximos Absolutos
- 2.2 Características Eléctricas y Ópticas
- 3. Especificación del Sistema de Clasificación
- 3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
- 3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 5. Información Mecánica y de Paquete
- 5.1 Dimensiones de Contorno
- 6. Guías de Soldadura y Montaje
- 6.1 Formado de Terminales y Montaje en PCB
- 6.2 Proceso de Soldadura
- 6.3 Almacenamiento y Limpieza
- 7. Consideraciones de Diseño de Aplicación y Circuito
- 7.1 Método de Conducción
- 7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)
- 8. Información de Empaquetado y Pedido
- 8.1 Especificación de Embalaje
- 9. Comparación Técnica y Notas de Diseño
1. Descripción General del Producto
Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de montaje pasante de diámetro T-1. Este componente está diseñado para aplicaciones de indicación de estado y señalización en una amplia gama de equipos electrónicos. El dispositivo utiliza tecnología AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de color rojo a través de una lente transparente roja. Su diseño de montaje pasante facilita un montaje versátil en placas de circuito impreso (PCB) o paneles, lo que lo convierte en una opción común para ingenieros que requieren retroalimentación visual confiable.
1.1 Características y Ventajas Principales
El LED ofrece varios beneficios clave para la integración en el diseño:
- Bajo Consumo de Energía y Alta Eficiencia:Optimizado para aplicaciones sensibles al consumo energético.
- Alta Intensidad Luminosa:Proporciona una visibilidad brillante y clara.
- Cumple con RoHS:Fabricado como un producto libre de plomo (Pb), cumpliendo con las regulaciones ambientales.
- Paquete T-1 Popular:El factor de forma estándar de 3mm de diámetro garantiza una amplia compatibilidad.
- Compatible con CI / Bajo Requerimiento de Corriente:Puede ser conducido directamente por circuitos lógicos de baja potencia.
1.2 Aplicaciones y Mercados Objetivo
Este LED es adecuado para la indicación de estado en numerosos sectores:
- Equipos de Comunicación:Dispositivos de red, routers, módems.
- Sistemas Informáticos:Ordenadores de sobremesa, servidores, periféricos.
- Electrónica de Consumo:Equipos de audio/vídeo, sistemas de entretenimiento doméstico.
- Electrodomésticos:Microondas, lavadoras, cafeteras.
- Equipos Industriales:Paneles de control, instrumentación, maquinaria.
2. Parámetros Técnicos: Análisis Objetivo en Profundidad
Todas las especificaciones se definen a una temperatura ambiente (TA) de 25°C a menos que se indique lo contrario. Comprender estos parámetros es fundamental para un diseño de circuito confiable y para garantizar un rendimiento a largo plazo.
2.1 Valores Máximos Absolutos
Estos valores representan los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites.
- Disipación de Potencia (Pd):54 mW. La potencia total máxima que el dispositivo puede disipar.
- Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
- Corriente Directa Continua (IF):20 mA. La corriente directa continua máxima.
- Derivación de Corriente Directa:Se aplica una derivación lineal de 0.34 mA/°C a partir de 40°C hacia arriba. Esto significa que la corriente continua máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura.
- Rango de Temperatura de Operación (Topr):-30°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para operación normal.
- Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
- Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079") del cuerpo del LED.
2.2 Características Eléctricas y Ópticas
Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas.
- Intensidad Luminosa (Iv):65 a 550 mcd (mín a máx) con un valor típico de 240 mcd, medido a IF = 10mA. El valor real está clasificado (ver Sección 4). La medición utiliza un sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. Se incluye una tolerancia de prueba de ±15% en la garantía.
- Ángulo de Visión (2θ1/2):45 grados. Definido como 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 (λP):630 nm. La longitud de onda en el punto más alto del espectro de emisión.
- Longitud de Onda Dominante (λd):617 a 633 nm (rango), típicamente 625 nm a IF=10mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano para definir el color, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
- Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm. El ancho de banda espectral a la mitad de la intensidad máxima.
- Tensión Directa (VF):2.5V típico, con un máximo de 2.5V a IF = 10mA.
- Corriente Inversa (IR):100 μA máximo a una Tensión Inversa (VR) de 5V.Nota Crítica:Este dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.
3. Especificación del Sistema de Clasificación
Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LED se clasifican en lotes según su rendimiento medido. Se clasifican dos parámetros clave.
3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
Clasificado a una corriente de prueba de 10mA. La tolerancia para cada límite de lote es de ±15%.
- Lote DE:65 – 110 mcd
- Lote FG:110 – 180 mcd
- Lote HJ:180 – 310 mcd
- Lote KL:310 – 550 mcd
El código de clasificación Iv está marcado en cada bolsa de empaque para trazabilidad.
3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
Clasificado a una corriente de prueba de 10mA. La tolerancia para cada límite de lote es de ±1 nm.
- Lote H28:617.0 – 621.0 nm
- Lote H29:621.0 – 625.0 nm
- Lote H30:625.0 – 629.0 nm
- Lote H31:629.0 – 633.0 nm
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
Si bien los datos gráficos específicos se hacen referencia en el documento fuente, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo ilustrarían las siguientes relaciones, cruciales para comprender el rendimiento en condiciones no estándar:
- Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de manera sub-lineal, destacando la importancia de la regulación de corriente para un brillo consistente.
- Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra el coeficiente de temperatura negativo de la salida de luz; la intensidad disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.
- Tensión Directa vs. Corriente Directa:La curva característica I-V del diodo, esencial para calcular el valor de la resistencia en serie requerida.
- Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~630 nm y el ancho medio espectral.
5. Información Mecánica y de Paquete
5.1 Dimensiones de Contorno
El dispositivo se ajusta al paquete estándar de terminales radiales T-1 (3mm). Las notas dimensionales clave incluyen:
- Todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas).
- La tolerancia estándar es de ±0.25mm (0.010") a menos que se especifique lo contrario.
- La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 0.7mm (0.028").
- La separación de terminales se mide donde los terminales emergen del cuerpo del paquete.
- El cátodo (terminal negativo) típicamente se identifica por un punto plano en el borde de la lente o un terminal más corto. Siempre verifique la polaridad antes de la instalación.
6. Guías de Soldadura y Montaje
El manejo adecuado es vital para prevenir daños mecánicos o térmicos.
6.1 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 durante el doblado.
- Todo el formado de terminales debe completarseantesde la soldadura, a temperatura ambiente normal.
- Durante la inserción en la PCB, utilice la fuerza de sujeción mínima necesaria para evitar imponer un estrés mecánico excesivo en el componente.
6.2 Proceso de Soldadura
Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente epoxi hasta el punto de soldadura. Nunca sumerja la lente en el soldador.
- Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C. Tiempo máximo de soldadura 3 segundos por terminal (una sola vez).
- Soldadura por Ola:Temperatura máxima de precalentamiento 120°C hasta 100 segundos. Temperatura máxima de la ola de soldadura 260°C hasta 5 segundos.
Advertencia:Una temperatura o tiempo de soldadura excesivos pueden causar deformación de la lente o fallo catastrófico del LED. No aplique estrés externo a los terminales mientras el LED esté caliente.
6.3 Almacenamiento y Limpieza
- Almacenamiento:Las condiciones de almacenamiento recomendadas no exceden los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los LED retirados de su embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un recipiente sellado con desecante o un desecador de nitrógeno.
- Limpieza:Si es necesario, limpie solo con disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.
7. Consideraciones de Diseño de Aplicación y Circuito
7.1 Método de Conducción
Un LED es un dispositivo operado por corriente. Su brillo es principalmente una función de la corriente directa (IF).
- Circuito Recomendado (Circuito A):Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED en paralelo, se debe colocar una resistencia limitadora de corriente en serie concada LED individual. Esto compensa las variaciones naturales en la característica de tensión directa (VF) entre dispositivos.
- Circuito No Recomendado (Circuito B):No se recomienda conectar múltiples LED en paralelo directamente a una fuente de voltaje con una sola resistencia compartida. Pequeñas diferencias en VF causarán un desequilibrio significativo de corriente, lo que llevará a un brillo desigual y una posible sobrecorriente en el LED con la VF más baja.
El valor de la resistencia en serie (RS) se puede calcular usando la Ley de Ohm: RS= (VFUENTE- VF) / IF, donde VFes la tensión directa del LED a la corriente deseada IF.
7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)
Este LED es susceptible a daños por descargas electroestáticas. Implemente las siguientes medidas de control ESD:
- Los operadores deben usar una pulsera conductora o guantes antiestáticos.
- Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
- Utilice un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico debido a la fricción del manejo.
- Mantenga programas de capacitación y certificación para el personal que trabaja en áreas protegidas contra ESD.
8. Información de Empaquetado y Pedido
8.1 Especificación de Embalaje
Los LED se empaquetan en bolsas antiestáticas con la siguiente jerarquía:
- 1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa de empaque.
- 10 bolsas de empaque se colocan en una caja interior (total: 10,000 piezas).
- 8 cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior (total: 80,000 piezas).
En cualquier lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.
9. Comparación Técnica y Notas de Diseño
En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), el sistema de material AlInGaP utilizado en este LED ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y una mejor estabilidad térmica, lo que resulta en una salida roja más brillante y consistente. El paquete T-1 sigue siendo uno de los formatos de LED de montaje pasante más ubicuos, lo que garantiza una amplia disponibilidad y compatibilidad con los diseños de PCB existentes y los recortes de panel. Al diseñar, consulte siempre los valores máximos absolutos, particularmente la curva de derivación para la corriente directa por encima de 40°C ambiente, para garantizar la confiabilidad en el entorno operativo objetivo. La tolerancia de ±15% en la intensidad luminosa y el sistema de clasificación son críticos para aplicaciones que requieren un emparejamiento de brillo ajustado en múltiples indicadores.
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. |