Hoja de Datos de Lámpara LED Blanca Ovalada de 5mm - Dimensiones 5mm Oval - Voltaje 2.9V - Potencia 0.096W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED blanca ovalada de 5mm de montaje pasante y alta luminosidad. Diseñada principalmente para aplicaciones exteriores, este componente ofrece una solución robusta para señalización y avisos donde la visibilidad y la fiabilidad son primordiales. La lámpara utiliza tecnología InGaN encapsulada en una resina epoxi avanzada, proporcionando una mayor resistencia a la humedad y protección UV para garantizar un rendimiento a largo plazo en condiciones ambientales exigentes.

Las ventajas principales de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS, bajo consumo de energía, alta eficiencia luminosa y compatibilidad con las técnicas estándar de montaje en placa de circuito impreso (PCB). Su diseño está adaptado para aplicaciones que requieren una iluminación blanca brillante y consistente con un patrón de radiación específico.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo se caracteriza bajo límites operativos máximos específicos para garantizar su fiabilidad. A una temperatura ambiente (TA) de 25°C, los límites absolutos máximos son los siguientes:

• Disipación de Potencia (Pd):96 mW. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (IFP):100 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo ≤ 1/10 y un ancho de pulso ≤ 10ms.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. Esta es la corriente continua máxima recomendada para operación continua.
• Factor de Reducción (Derating):La corriente directa continua debe reducirse linealmente en 0.56 mA por cada grado Celsius por encima de los 47°C de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:Máximo 260°C durante 5 segundos, medido a un punto a 2.0mm (0.079 pulgadas) del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a TA=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20mA.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 4200 mcd hasta un máximo de 9300 mcd, con un valor típico de 6000 mcd. El valor Iv se clasifica en bins (ver Sección 4). La medición incluye una tolerancia de prueba de ±15%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):70 grados (eje mayor) / 35 grados (eje menor). Este patrón de radiación ovalado es adecuado para aplicaciones que requieren luz dirigida.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 2.9V, con un rango desde 2.5V (Mín) hasta 3.2V (Máx) a IF=20mA.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. El dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):Definidas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Los valores típicos son x=0.31 e y=0.32. Los rangos específicos de tonalidad se definen en la tabla de bins.

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 su intensidad luminosa y coordenadas de cromaticidad.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se clasifican en tres bins de intensidad (V, W, X) a IF=20mA. Los límites de los bins tienen una tolerancia de ±15%.

• Bin V:4200 mcd (Mín) a 5500 mcd (Máx)
• Bin W:5500 mcd (Mín) a 7200 mcd (Máx)
• Bin X:7200 mcd (Mín) a 9300 mcd (Máx)

El código de bin específico se marca en cada bolsa de empaque para su trazabilidad.

3.2 Clasificación por Tonalidad (Cromaticidad)

Los LED también se clasifican por sus coordenadas de cromaticidad (x, y) en el diagrama CIE. La hoja de datos proporciona los límites de coordenadas específicos para los rangos de tonalidad A0, B1 y B2. Se aplica un margen de medición de ±0.01 a estas coordenadas. Se proporciona una referencia visual mediante el Diagrama de Cromaticidad CIE 1931 incluido en el documento, que muestra la región blanca típica y los bins definidos.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones de Contorno

El LED presenta un encapsulado estándar ovalado de 5mm diseñado para montaje pasante. 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 1.0mm (0.04").
• La separación entre terminales se mide en el punto donde los terminales emergen del cuerpo del encapsulado.

4.2 Especificación de Empaquetado

Los LED se suministran en un sistema de empaquetado escalonado:

• Unidad Básica:500, 200 o 100 piezas por bolsa de empaque antiestática.
• Cartón Interno:Contiene 10 bolsas de empaque, totalizando 5,000 piezas.
• Cartón Externo (Caja de Envío):Contiene 8 cartones internos, totalizando 40,000 piezas. Se indica que en cada lote de envío, solo el paquete final puede ser un paquete incompleto.

5. Guías de Soldadura y Montaje

Una manipulación adecuada es crítica para prevenir daños y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

5.1 Formado de Terminales

Si los terminales requieren doblarse, esto debe hacerseantesde la soldadura y a temperatura ambiente. La curvatura debe realizarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. La base del marco de terminales no debe usarse como punto de apoyo durante el doblado.

5.2 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse un espacio libre mínimo de 2mm entre la base de la lente y el punto de soldadura. La lente nunca debe sumergirse en la soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C. Tiempo máximo de soldadura 3 segundos por terminal. Esto debe realizarse solo una vez.
• Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 100°C durante hasta 60 segundos. Temperatura de la ola de soldadura máxima 260°C. Tiempo máximo de soldadura 5 segundos. La posición de inmersión no debe ser inferior a 2mm de la base de la lente epoxi.
• Importante:La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) esnoadecuada para este producto LED de montaje pasante. Una temperatura o tiempo excesivos pueden causar deformación de la lente o fallo catastrófico.

5.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico.

6. Almacenamiento y Manipulación

• Entorno de Almacenamiento:No debe exceder los 30°C y el 70% de humedad relativa.
• Vida Útil en Almacén:Los LED retirados de su empaque original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado fuera del paquete original, deben guardarse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador purgado con nitrógeno.
• Protección contra ESD:Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Las precauciones de manipulación incluyen el uso de pulseras antiestáticas conectadas a tierra, guanti antiestáticos, asegurar que todo el equipo y las superficies de trabajo estén correctamente conectados a tierra, y usar sopladores de iones para neutralizar la carga estática en la lente.

7. Diseño del Circuito de Conducción y Notas de Aplicación

7.1 Método de Conducción

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al usar múltiples LED, especialmente en configuraciones en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Circuito A).

No se recomienda una conexión en paralelo simple sin resistencias individuales (Circuito B), ya que las ligeras variaciones en las características del voltaje directo (VF) entre los LED causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, en el brillo percibido.

7.2 Escenarios de Aplicación

Este LED es muy adecuado para una variedad de aplicaciones de señalización exterior e interior debido a su alto brillo, ángulo de visión específico y robustez ambiental. Las aplicaciones principales incluyen:

• Letreros de Mensajes:Para mostrar información dinámica o estática.
• Letreros de Autobús:Para pantallas de destino o número de ruta.
• Señales de Tráfico:Para señalización informativa o regulatoria.
• Semáforos:Como fuente de luz indicadora, sujeto a un diseño óptico apropiado y aprobación regulatoria.

8. Análisis de Rendimiento y Consideraciones de Diseño

8.1 Gestión Térmica

Con una disipación de potencia máxima de 96 mW y un factor de reducción de 0.56 mA/°C por encima de los 47°C, una gestión térmica efectiva es crucial para mantener la vida útil y la salida de luz del LED. Los diseñadores deben considerar la temperatura ambiente de operación y asegurar que la corriente directa se reduzca apropiadamente. Un espaciado adecuado en el PCB y evitar espacios cerrados puede ayudar a disipar el calor.

8.2 Rendimiento Óptico

El ángulo de visión ovalado de 70°/35° crea un patrón de radiación específico. Esto es ventajoso para aplicaciones donde la luz necesita dirigirse hacia un observador dentro de una banda horizontal (eje más ancho de 70°) mientras se controla la dispersión vertical (eje más estrecho de 35°), mejorando la eficiencia para letreros tipo panel. La alta intensidad luminosa (hasta 9300 mcd) garantiza una buena visibilidad incluso en condiciones exteriores con mucha luz.

8.3 Fiabilidad y Factores de Vida Útil

El uso de epoxi avanzado con protección UV y resistencia a la humedad es un factor clave para la fiabilidad en exteriores. El cumplimiento de las condiciones de soldadura especificadas y las pautas de almacenamiento es esencial para prevenir mecanismos de fallo prematuros como la delaminación, el amarilleamiento de la lente o la fatiga de las uniones de soldadura.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo conducir este LED a 30mA de forma continua?

R: Sí, 30mA es la corriente directa continua máxima nominal. Sin embargo, para una vida útil y fiabilidad óptimas, especialmente a temperaturas ambientales más altas, es recomendable operar en o por debajo de la corriente de prueba típica de 20mA, y la corriente debe reducirse por encima de los 47°C de temperatura ambiente.

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie para cada LED en paralelo?

R: El voltaje directo (VF) de los LED tiene una tolerancia de fabricación (2.5V a 3.2V). En una conexión en paralelo directa, el LED con el VF más bajo consumirá una cantidad desproporcionadamente mayor de corriente, lo que conducirá a un brillo desigual y a un posible sobreesfuerzo de ese LED. Una resistencia en serie para cada LED ayuda a estabilizar la corriente, garantizando un brillo más uniforme y protegiendo los dispositivos.

P: ¿Qué significa el código de bin en la bolsa?

R: El código de bin indica el rango de intensidad luminosa (V, W o X) de los LED en esa bolsa. Para un brillo consistente en un ensamblaje, es importante usar LED del mismo bin de intensidad o de bins adyacentes.

P: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices?

R: Si bien comparte algunas características (brillo, encapsulado), esta hoja de datos especifica aplicaciones para señalización y señales. Las aplicaciones automotrices suelen requerir el cumplimiento de estándares adicionales (por ejemplo, AEC-Q102 para fiabilidad) y rangos de temperatura específicos que no se indican explícitamente aquí. No debe asumirse que es adecuado para uso automotriz sin una calificación adicional.

10. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseñar una pantalla de texto de una sola línea de bajo consumo para un letrero de destino de autobús.

Decisiones de Diseño:

1. Selección del LED:Se elige este LED ovalado de 5mm por su alto brillo (garantizando visibilidad diurna) y su patrón de haz ovalado (bueno para la formación horizontal de caracteres). Se seleccionan LED del Bin W para un brillo medio-alto consistente.

2. Diseño del Circuito:El controlador del letrero proporciona un riel de voltaje estable (por ejemplo, 12V). Cada LED en la matriz se conduce con su propia resistencia limitadora de corriente calculada como R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada. Usando un VF típico de 2.9V y una corriente deseada de 18mA (conservadora para una vida más larga), R = (12V - 2.9V) / 0.018A ≈ 506 Ohmios. Se utiliza una resistencia estándar de 510 Ohmios.

3. Diseño de Placa y Montaje:Los LED se colocan en un PCB con agujeros espaciados según la separación de terminales de la hoja de datos. Durante el montaje, se utiliza una plantilla de doblado de terminales personalizada para garantizar que todos los terminales se doblen uniformemente en el punto recomendado >3mm antes de la inserción. La soldadura por ola se realiza utilizando el perfil especificado (260°C, 5s máx.).

4. Resultado:El letrero final exhibe una iluminación uniforme y brillante con un rendimiento fiable en todo el rango de temperatura de operación del vehículo, cumpliendo con los requisitos de diseño de claridad y durabilidad.