Hoja de Datos de la Lámpara LED 334-15/T1 C3-2TVA - Paquete T-1 3/4 - 3.6V Máx. - 30mA - Luz Blanca - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED blanca de alta luminosidad. El dispositivo está construido utilizando un chip semiconductor de InGaN y un sistema de conversión por fósforo dentro de un popular paquete redondo T-1 3/4. El objetivo principal de diseño es ofrecer una alta intensidad luminosa adecuada para una gama de aplicaciones de indicación e iluminación. El producto cumple con varios estándares ambientales y de seguridad, incluida la conformidad RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). También cuenta con una robusta tensión de soporte ESD de hasta 4KV (HBM).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen en condiciones de Ta=25°C. Exceder estos valores puede causar daños permanentes.

• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA
• Corriente Directa Pico (I_FP):100 mA (Ciclo de trabajo 1/10 @ 1KHz)
• Tensión Inversa (V_R):5 V
• Disipación de Potencia (P_d):110 mW
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C
• ESD (HBM):4000 V
• Corriente Inversa del Zener (I_z):100 mA
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Electroópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a Ta=25°C y una corriente de prueba estándar de I_F=20mA.

• Tensión Directa (V_F):Mín. 2.8V, Típ. --, Máx. 3.6V. Esto define la caída de tensión en el LED durante su funcionamiento.
• Tensión Inversa del Zener (V_z):Típ. 5.2V a I_z=5mA, indicando una característica de protección integrada.
• Corriente Inversa (I_R):Máx. 50 µA a V_R=5V.
• Intensidad Luminosa (I_V):Mín. 7150 mcd, Típ. --, Máx. 14250 mcd. Esta es la medida principal de la salida de luz.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Típico 30 grados. Esto define la dispersión angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad del valor pico.
• Coordenadas de Cromaticidad (CIE 1931):Típicas x=0.26, y=0.27. Esto sitúa la luz blanca dentro de una región específica en el diagrama de color.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave para garantizar la consistencia en las series de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se categorizan en tres lotes (T, U, V) según su intensidad luminosa medida a I_F=20mA, con una tolerancia declarada de ±10%.

• Lote T:7150 mcd (Mín.) a 9000 mcd (Máx.)
• Lote U:9000 mcd (Mín.) a 11250 mcd (Máx.)
• Lote V:11250 mcd (Mín.) a 14250 mcd (Máx.)

3.2 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en cuatro códigos (0, 1, 2, 3) con una incertidumbre de medición de ±0.1V.

• Lote 0:2.8V (Mín.) a 3.0V (Máx.)
• Lote 1:3.0V (Mín.) a 3.2V (Máx.)
• Lote 2:3.2V (Mín.) a 3.4V (Máx.)
• Lote 3:3.4V (Mín.) a 3.6V (Máx.)

3.3 Clasificación por Color

El color se define dentro de límites específicos de coordenadas de cromaticidad. La hoja de datos hace referencia a grupos que combinan lotes específicos (ej., Grupo 1: A1+A0). Los rangos de color A1 y A0 tienen cuadros de coordenadas definidos en el diagrama CIE 1931, con una incertidumbre de medición de ±0.01 para ambas coordenadas x e y.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

• Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda:Muestra la distribución espectral de potencia de la luz blanca, que es una combinación de la emisión azul del chip InGaN y la emisión amarilla más amplia convertida por el fósforo.
• Patrón de Directividad:Un gráfico polar que visualiza el ángulo de visión típico de 30 grados, mostrando cómo disminuye la intensidad de la luz desde el eje central.
• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Demuestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Relativa vs. Corriente Directa:Muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente de accionamiento, importante para el control del brillo y la comprensión de la eficiencia.
• Coordenadas de Cromaticidad vs. Corriente Directa:Indica cómo el color percibido de la luz blanca puede cambiar ligeramente con variaciones en la corriente de operación.
• Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la reducción de la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente, crítico para la gestión térmica.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo utiliza un paquete redondo estándar T-1 3/4 (aproximadamente 5mm) con dos terminales axiales. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
• Se aplica una tolerancia general de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• La separación entre terminales se mide en el punto donde estos salen del cuerpo del paquete.
• La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.5mm.
• El dibujo del paquete proporciona medidas detalladas del diámetro de la lente, longitud del cuerpo, longitud y diámetro de los terminales, y plano de asiento.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Terminales

• El doblado debe realizarse al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi.
• Forme los terminales antes de soldar.
• Evite tensionar el paquete durante el doblado para prevenir daños internos o roturas.
• Corte los terminales a temperatura ambiente; el corte a alta temperatura puede causar fallos.
• Asegúrese de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Almacenamiento

• Almacenamiento recomendado: ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa.
• Vida útil estándar después del envío: 3 meses.
• Para almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), utilice un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Evite cambios rápidos de temperatura en alta humedad para prevenir condensación.

6.3 Soldadura

Mantenga una distancia mínima de 3mm entre la unión de soldadura y la ampolla de epoxi.

Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (para soldador de 30W máx.), tiempo de soldadura máx. 3 segundos.

Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura de precalentamiento máx. 100°C (durante máx. 60 seg), temperatura del baño de soldadura máx. 260°C durante 5 segundos.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

• Embalaje:Los LEDs se embalan en bolsas antiestáticas, colocadas en cajas interiores, que luego se embalan en cajas exteriores maestras.
• Cantidad por Embalaje:200-500 piezas por bolsa. 5 bolsas por caja interior. 10 cajas interiores por caja exterior.

7.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje incluyen: Número de Producción del Cliente (CPN), Número de Parte (P/N), Cantidad (QTY), Rangos de Intensidad Luminosa y Tensión Directa (CAT), Rango de Color (HUE), Referencia (REF) y Número de Lote (LOT No).

7.3 Designación de Producción / Numeración de Parte

El número de parte sigue el formato:334-15/T1C3- □ □ □ □. Los cuadrados en blanco (□) son marcadores de posición para los códigos de lote específicos relacionados con el Grupo de Color, el Lote de Intensidad Luminosa y el Grupo de Tensión, permitiendo una selección precisa de las características de rendimiento.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Paneles de Mensajes e Indicadores Ópticos:Aprovecha la alta intensidad luminosa para una excelente visibilidad.
• Retroiluminación:Adecuado para retroiluminación de pequeños paneles o iconos.
• Luces de Señalización:Ideal para indicación de estado o posición.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante para limitar I_Fa 30mA o menos.
• Gestión Térmica:Considere la curva de reducción (Corriente Directa vs. Temp. Ambiente). En entornos de alta temperatura o espacios cerrados, reduzca la corriente de accionamiento para mantener la fiabilidad.
• Protección ESD:Aunque está clasificado para 4KV HBM, implementar protección ESD estándar en las PCBs es una buena práctica, especialmente en el manejo y montaje.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 30 grados proporciona un haz relativamente concentrado. Para una iluminación más amplia, pueden requerirse ópticas secundarias (lentes, difusores).

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave de este LED en su clase (LED blanco T-1 3/4) incluyen:

• Alta Intensidad Luminosa:Un mínimo de 7150 mcd es notablemente alto para este tamaño de paquete, ofreciendo un brillo superior.
• Protección Zener Integrada:La tensión inversa Zener especificada (Vz) sugiere una protección integrada contra tensión inversa, que no siempre está presente en LEDs básicos, mejorando la robustez en el diseño de circuitos.
• Clasificación (Binning) Integral:Una clasificación detallada por intensidad, tensión y color permite un emparejamiento preciso en aplicaciones que requieren consistencia entre múltiples unidades.
• Cumplimiento Ambiental:Cumple con estándares modernos como Libre de Halógenos y REACH, lo que puede ser crítico para mercados específicos y diseños con conciencia ambiental.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Cuál es la corriente de operación recomendada?

R1: La corriente continua absoluta máxima es 30mA. Un punto de operación típico es 20mA, que es la condición de prueba estándar para las especificaciones ópticas listadas (intensidad luminosa, color). Operar a 20mA proporciona un buen equilibrio entre brillo, eficiencia y longevidad.

P2: ¿Cómo interpreto los lotes de intensidad luminosa (T, U, V)?

R2: Estos lotes garantizan una salida de luz mínima. Por ejemplo, pedir del Lote V garantiza que cada LED tendrá al menos 11250 mcd a 20mA. Esto es crucial para aplicaciones donde se debe cumplir un nivel mínimo de brillo. Los lotes permiten a los diseñadores seleccionar un nivel de rendimiento apropiado en cuanto a coste.

P3: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 5V?

R3: No directamente sin una resistencia limitadora de corriente. La tensión directa (Vf) está entre 2.8V y 3.6V. Conectar 5V directamente causaría una corriente excesiva, destruyendo el LED. Debe calcular y usar una resistencia en serie: R = (Tensión de Alimentación - Vf) / I_F. Usando un Vf típico de 3.2V e I_F=20mA con una fuente de 5V: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ohmios.

P4: ¿Qué significa la clasificación ESD de 4KV para el manejo?

R4: Significa que el LED puede soportar típicamente una descarga electrostática de 4000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM) sin daños. Aunque esto es robusto, sigue siendo esencial seguir las precauciones estándar ESD durante el manejo y montaje (ej., usar estaciones de trabajo y pulseras conectadas a tierra) para prevenir daños acumulativos o defectos latentes.

P5: ¿Qué tan crítica es la distancia mínima de 3mm para soldar/doblar terminales?

R5: Muy crítica. La resina epoxi y las uniones internas de alambre cerca de la base del paquete son sensibles al calor y al estrés mecánico. Violar esta distancia puede causar fallos inmediatos (resina agrietada, unión rota) o problemas de fiabilidad a largo plazo (degradación de la salida de luz, fallo prematuro).

11. Ejemplo Práctico de Uso

Escenario: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado de Alta Visibilidad

Un diseñador necesita 20 indicadores blancos brillantes para un panel de control que debe ser visible bajo alta luz ambiental. Selecciona LEDs del lote de mayor intensidad luminosa (V) para garantizar brillo suficiente. Para asegurar una apariencia uniforme, también especifica un lote de color estricto (ej., Grupo 1). Se diseña un circuito de accionamiento simple usando una línea de 5V. Para cada LED, se calcula una resistencia de 100 ohmios, 1/8W (usando un Vf conservador de 3.4V para los Lotes 2/3: (5-3.4)/0.02=80 Ohmios; 100 Ohmios es un valor estándar que proporciona ~16mA, un punto de operación seguro y brillante). El diseño de la PCB asegura un espacio libre de 3mm entre la almohadilla de soldadura y el contorno del cuerpo del LED. Durante el montaje, se utiliza una plantilla de soldadura para mantener la distancia de doblado de terminales de 3mm antes de insertarlo en la placa.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una corriente directa, los electrones y huecos se recombinan dentro del chip, emitiendo fotones en la región azul del espectro (típicamente alrededor de 450-455nm). Esta luz azul no se emite directamente. En su lugar, incide sobre una capa de material de fósforo amarillo (o amarillo y rojo) depositada dentro del reflector que rodea el chip. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la re-emite como un espectro más amplio de luz de mayor longitud de onda (amarilla). La luz azul restante no absorbida se mezcla con la luz fosforescente amarilla, y el ojo humano percibe esta combinación como luz blanca. El tono exacto o "temperatura de color" de la luz blanca está determinado por la proporción de luz azul a amarilla, controlada por la composición y concentración del fósforo.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

El paquete T-1 3/4 representa una tecnología de orificio pasante madura, ampliamente utilizada durante décadas en aplicaciones de indicación. El uso de un chip InGaN con conversión por fósforo es el método estándar para producir LEDs blancos desde la invención del LED azul. Las tendencias actuales en la industria LED en general se dirigen hacia:

• Dispositivos de Montaje Superficial (SMD):Para montaje automatizado y factores de forma más pequeños, paquetes como 3528, 5050 o 2835 han reemplazado en gran medida a los LEDs de orificio pasante en nuevos diseños de alto volumen.
• Mayor Eficiencia:El desarrollo continuo se centra en aumentar los lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo la potencia eléctrica necesaria para la misma salida de luz.
• Mejor Índice de Reproducción Cromática (IRC):Usando mezclas de múltiples fósforos o chips violeta/azul con fósforos rojo/verde para producir luz blanca que reproduzca los colores de los objetos con mayor precisión.
• Soluciones Integradas:LEDs con reguladores de corriente, controladores o incluso capacidades completas de mezcla de color RGB integradas.

A pesar de estas tendencias, los LEDs de orificio pasante como este siguen siendo relevantes para prototipos, reparaciones, mantenimiento de sistemas heredados, fines educativos y aplicaciones donde se requiere montaje manual o extrema robustez. Su alta intensidad en un paquete simple y robusto asegura un nicho continuo en el panorama de componentes electrónicos.