Hoja de Datos de Lámpara LED Blanca 334-15/FNC1-4YZA - Cápsula T-1 3/4 - 2.8-3.6V - 20mA - 22500-36000mcd - 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 encapsulado en la popular cápsula redonda T-1 3/4, diseñada para ofrecer una alta potencia luminosa para una variedad de aplicaciones de indicación e iluminación. La luz blanca se logra mediante un proceso de conversión de fósforo aplicado a un chip azul de InGaN, resultando en coordenadas de cromaticidad típicas según la norma CIE 1931.

1.1 Ventajas Principales

Las principales ventajas de esta serie de LED incluyen su alta intensidad luminosa, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren luz brillante y visible. El dispositivo presenta una tensión de resistencia a ESD de hasta 4KV, mejorando su robustez durante el manejo. Cumple con las normativas medioambientales pertinentes y está disponible en embalaje a granel o en carrete para montaje automatizado.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido a aplicaciones que demandan indicadores ópticos brillantes y fiables. Los casos de uso típicos incluyen paneles de mensajes, indicadores de estado, retroiluminación para pantallas pequeñas y luces de señalización donde la alta visibilidad es primordial.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites para evitar daños permanentes. Los límites clave incluyen una corriente directa continua (IF) de 30 mA, una corriente directa de pico (IFP) de 100 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz), y una tensión inversa máxima (VR) de 5V. La disipación de potencia (Pd) está clasificada en 110 mW. El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +85°C, y de almacenamiento (Tstg) de -40°C a +100°C. La temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en condiciones estándar de prueba a 25°C de temperatura ambiente y una corriente directa de 20mA. La tensión directa (VF) típicamente varía de 2.8V a 3.6V. La intensidad luminosa (IV) tiene un rango típico de 22,500 mcd a 36,000 mcd. El ángulo de visión (2θ1/2) es de aproximadamente 15 grados, indicando un haz relativamente concentrado. Las coordenadas de cromaticidad típicas son x=0.30, y=0.29. Se integra un diodo Zener con una tensión inversa (Vz) de 5.2V a 5mA, y la corriente inversa (IR) es un máximo de 50 µA a 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en bins para garantizar la consistencia en parámetros clave.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se divide en dos bins principales: Bin 'Y' (22,500 - 28,500 mcd) y Bin 'Z' (28,500 - 36,000 mcd), ambos medidos a IF=20mA. Se aplica una tolerancia general de ±10%.

3.2 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se categoriza en cuatro bins: 0 (2.8-3.0V), 1 (3.0-3.2V), 2 (3.2-3.4V) y 3 (3.4-3.6V). La incertidumbre de medición es de ±0.1V.

3.3 Combinación de Color

El color se define mediante un grupo de combinación. Para este producto, el grupo se especifica como '4', que corresponde a los bins de cromaticidad A0, B5 y B6 trazados en el diagrama CIE.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

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

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia de la salida de luz blanca, que es amplia debido a la conversión de fósforo, con un pico en la región azul del chip y emisión a lo largo del espectro visible.

4.2 Patrón de Directividad

El gráfico polar ilustra la distribución espacial de la intensidad luminosa, confirmando el ángulo de visión de 15 grados con un perfil de emisión típicamente Lambertiano o casi Lambertiano.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre corriente y tensión, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente apropiados. La curva ayuda a determinar la resistencia dinámica del LED.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de excitación. Es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado, pero puede saturarse o degradarse a corrientes más altas.

4.5 Coordenadas de Cromaticidad vs. Corriente Directa

Este gráfico indica cómo el punto de color (coordenadas x, y) puede desplazarse con cambios en la corriente de excitación, lo cual es importante para aplicaciones críticas en color.

4.6 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva de reducción de potencia muestra la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura ambiente, esencial para la gestión térmica y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED utiliza un encapsulado redondo estándar T-1 3/4 (5mm). El dibujo dimensional especifica el diámetro, altura, espaciado de terminales y otras características mecánicas críticas. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. El espaciado de terminales se mide en el punto donde estos salen del cuerpo del encapsulado. La protrusión máxima de la resina bajo la brida es de 1.5mm.

5.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por una zona plana en el borde de la lente del LED o por el terminal más corto. Se debe consultar el diagrama de la hoja de datos para la marca de polaridad exacta.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Terminales

Los terminales deben doblarse en un punto al menos a 3mm de la base de la ampolla de epoxi. El formado debe realizarse antes de soldar. Debe evitarse el estrés en el encapsulado durante el doblado para prevenir daños internos o rotura. Los marcos de terminales deben cortarse a temperatura ambiente.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

Los LED deben almacenarse a 30°C o menos y con una humedad relativa del 70% o menos. La vida útil recomendada en almacenamiento es de 3 meses desde el envío. Para almacenamiento más prolongado (hasta un año), utilice un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.

6.3 Recomendaciones de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 3mm entre la unión de soldadura y la ampolla de epoxi. Las condiciones recomendadas son:

• Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (30W máx.), tiempo de soldadura máximo 3 segundos.
• Soldadura por Ola o por Inmersión:Temperatura de precalentamiento máxima 100°C (60 seg máx.), temperatura del baño de soldadura máxima 260°C durante 5 segundos máx.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los LED se empaquetan en bolsas antiestáticas. Cada bolsa contiene un mínimo de 200 y un máximo de 500 piezas. Cinco bolsas se empaquetan en un cartón interior. Diez cartones interiores se empaquetan en un cartón maestro (exterior).

7.2 Explicación de Etiquetas

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

7.3 Designación del Número de Modelo

El número de parte 334-15/FNC1-4YZA sigue un sistema de codificación específico donde los segmentos probablemente indican la serie, tipo de encapsulado, grupo de color (4), bin de intensidad luminosa (Y/Z) y bin de tensión directa (0-3).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Para una operación fiable, es obligatorio un resistor limitador de corriente en serie. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vfuente - VF) / IF, donde VF es la tensión directa del LED a la corriente deseada IF. Para un brillo constante, se recomienda un driver de corriente constante, especialmente cuando la tensión de alimentación varía o para excitar múltiples LED en serie.

8.2 Consideraciones de Diseño

Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar una ventilación o disipación de calor adecuada es importante para mantener la salida luminosa y la longevidad, especialmente en altas temperaturas ambientales o cuando se opera cerca de los límites máximos.
Protección contra ESD:Aunque el dispositivo tiene protección ESD incorporada (4KV HBM), aún deben observarse las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje.
Diseño Óptico:El ángulo de visión de 15 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren un haz dirigido. Para una iluminación más amplia, pueden requerirse ópticas secundarias como lentes o difusores.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED estándar de 5mm, este dispositivo ofrece una intensidad luminosa significativamente mayor (hasta 36,000 mcd), haciéndolo adecuado para aplicaciones donde se necesita un brillo superior. El diodo Zener integrado para protección contra tensión inversa es una característica que añade robustez en circuitos donde pueden ocurrir picos de tensión inversa. La clasificación precisa por intensidad, tensión y color permite una mejor consistencia en productos fabricados en masa donde la apariencia y el rendimiento uniformes son críticos.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la corriente de operación típica para este LED?
R: La condición de prueba estándar y el punto de operación típico es de 20mA. Puede operarse hasta el máximo continuo de 30mA, pero la vida útil y la estabilidad del color deben verificarse a corrientes más altas.

P: ¿Cómo interpreto los bins de color A0, B5, B6?
R: Estas son regiones específicas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 que definen la variación de color permitida. El grupo '4' significa que el color del LED caerá dentro del área combinada de estos tres bins, que corresponden a diferentes temperaturas de color correlacionadas (CCT) como se muestra en el diagrama (ej., ~5600K, ~7000K, ~9000K).

P: ¿Puedo excitar este LED con una fuente de 5V sin resistor?
R: No. Sin un mecanismo limitador de corriente, el LED intentaría extraer una corriente excesiva, superando rápidamente sus límites máximos y provocando una falla catastrófica. Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseño de un Panel de Indicadores de Estado de Alta Visibilidad.Un panel de control requiere un conjunto de indicadores de estado blancos y brillantes visibles bajo alta luz ambiental. Usar este LED en el Bin Z (alta intensidad) garantiza la visibilidad. Se diseña un circuito con una fuente de 12V. Para cada LED, asumiendo una VF de 3.2V (Bin 1) y una IF deseada de 20mA, la resistencia en serie se calcula como (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 Ohmios. Se selecciona una resistencia estándar de 470 Ohmios, resultando en una corriente de aproximadamente 18.7mA, que está dentro de la especificación. Los LED se montan en un PCB con orificios alineados a los terminales para evitar estrés, y se sueldan manualmente siguiendo las pautas de tiempo y temperatura.

12. Introducción al Principio de Operación

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) que emite luz azul cuando se polariza directamente (electroluminiscencia). Esta luz azul no se emite directamente. En su lugar, incide sobre una capa de material de fósforo (típicamente YAG:Ce) depositada dentro del encapsulado. El fósforo absorbe una porción de los fotones azules y re-emite luz a través de un espectro más amplio, principalmente en la región amarilla. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como blanca. El tono exacto (temperatura de color correlacionada) se controla mediante la composición y cantidad del fósforo.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de los LED blancos ha sido impulsado por los avances en la eficiencia de los chips de InGaN y la tecnología de fósforos. Las tendencias continúan hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), un índice de reproducción cromática (CRI) mejorado para una mejor calidad de luz y tolerancias de clasificación más estrictas para la consistencia del color. Las innovaciones en encapsulado también se centran en mejorar la gestión térmica para permitir corrientes de excitación y densidades de potencia más altas, así como la miniaturización. La tecnología sigue siendo fundamental para la iluminación de estado sólido, desplazando a las fuentes tradicionales incandescentes y fluorescentes en muchas aplicaciones debido a su eficiencia energética, longevidad y flexibilidad de diseño.