LED-Lampe 383-2SUBC/C470/S400-A6 Datenblatt - Blaue Farbe - 3,3V typische Durchlassspannung - 20mA Betriebsstrom - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen blauen LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohem Lichtstrom ausgelegt ist. Das Bauteil nutzt einen InGaN-Chip zur Erzeugung von blauem Licht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 470 nm. Es zeichnet sich durch ein kompaktes Gehäuse, zuverlässige Leistung und Konformität mit Umweltstandards wie RoHS, REACH und halogenfreien Anforderungen aus.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Lichtstärke:Bietet eine typische Lichtstärke von 3200 mcd bei 20 mA und eignet sich somit für Hintergrundbeleuchtungen und Anzeigen, die hohe Sichtbarkeit erfordern.
• Enger Abstrahlwinkel:Verfügt über einen typischen Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 20 Grad, was eine fokussierte und gerichtete Lichtabgabe ermöglicht.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht RoHS, EU REACH und ist halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), was die Eignung für die moderne Elektronikfertigung sicherstellt.
• Verpackungsflexibilität:Erhältlich auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse.
• Robuste Konstruktion:Für zuverlässigen und robusten Betrieb unter den spezifizierten Betriebsbedingungen ausgelegt.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED richtet sich primär an den Markt für Unterhaltungselektronik und Display-Hintergrundbeleuchtung. Ihre Hauptanwendungsgebiete sind:

• Fernsehgeräte (TV-Hintergrundbeleuchtung)
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerperipherie und Anzeigen

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Eine umfassende Analyse der elektrischen, optischen und thermischen Grenzwerte und Eigenschaften des Bauteils.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder über diesen Grenzen wird nicht empfohlen.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Verlustleistung (P_d):90 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden (Wellen- oder Reflow-Löten)

2.2 Elektro-optische Eigenschaften (T_a=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (20 mA Durchlassstrom, sofern nicht anders angegeben).

• Lichtstärke (I_v):Min: 1600 mcd, Typ: 3200 mcd. Diese hohe Intensität ist ein Hauptmerkmal für Hintergrundbeleuchtungen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch: 20 Grad. Dieser enge Strahl ist ideal für gerichtete Beleuchtung.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch: 468 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typisch: 470 nm. Dies definiert die wahrgenommene blaue Farbe.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typisch: 35 nm. Dies zeigt die spektrale Reinheit des blauen Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):Min: 2,7V, Typ: 3,3V, Max: 3,7V bei I_F=20mA. Entwickler müssen diesen Spannungsabfall in ihren Treiberschaltungen berücksichtigen.
• Sperrstrom (I_R):Max: 50 μA bei V_R=5V.

Messunsicherheiten:Lichtstärke (±10%), Dominante Wellenlänge (±1,0nm), Durchlassspannung (±0,1V).

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt weist auf die Verwendung eines Binning-Systems hin, um LEDs basierend auf Leistungsvariationen zu kategorisieren. Dies gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge für kritische Anwendungen.

• CAT (Klassen der Lichtstärke):Sortiert LEDs gemäß ihrem gemessenen Lichtstrom.
• HUE (Klassen der dominanten Wellenlänge):Sortiert LEDs basierend auf dem spezifischen Farbton oder Peak der emittierten blauen Farbe.
• REF (Klassen der Durchlassspannung):Sortiert LEDs gemäß ihrem Durchlassspannungsabfall bei einem spezifizierten Strom.

Spezifische Bincodes (z.B. C470 in der Artikelnummer) werden in der Bestellinformation verwendet, um die gewünschten Leistungsmerkmale auszuwählen.

4. Analyse der Kennlinien

Die bereitgestellten Kennlinien bieten tiefere Einblicke in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Peak bei etwa 468-470 nm (blau) und einer typischen Bandbreite von 35 nm, was die monochromatische Natur der Ausgabe bestätigt.

4.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht den 20-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität außerhalb des Hauptstrahls stark abnimmt.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Diese nichtlineare Kurve ist entscheidend für das Treiberdesign. Sie zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung mit dem typischen Arbeitspunkt bei 20mA/3,3V. Die Kurve hilft bei der Auswahl geeigneter strombegrenzender Widerstände oder Konstantstromtreiber.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausgabe (Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt. Der Betrieb muss jedoch innerhalb des absoluten Maximalwerts von 25 mA Dauerstrom bleiben, um Überhitzung und beschleunigten Leistungsabfall zu verhindern.

4.5 Thermische Kennlinien

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtausgabe mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Effektives Wärmemanagement ist für die Aufrechterhaltung der Helligkeit in der Anwendung wesentlich.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Diese Derating-Kurve ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Sie zeigt, dass der maximal zulässige Durchlassstrom reduziert werden muss, wenn die Umgebungstemperatur steigt, um innerhalb der Verlustleistungsgrenzen des Bauteils zu bleiben und thermisches Durchgehen zu verhindern.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-Radialgehäuse (oft als \"Lamp\"-Gehäuse bezeichnet). Wichtige Maßangaben aus der Zeichnung sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (mm).
• Die Höhe des Flansches muss kleiner als 1,5 mm (0,059\") sein.
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.

Die Maßzeichnung liefert präzise Maße für Anschlussabstand, Gehäusedurchmesser und Gesamthöhe, die für das PCB-Footprint-Design und den mechanischen Einbau wesentlich sind.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (negativer Anschluss) ist typischerweise durch eine Abflachung an der LED-Linse oder durch den kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Das Diagramm im Datenblatt sollte für die spezifische Polaritätskennzeichnung dieses Bauteils konsultiert werden.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist entscheidend für Zuverlässigkeit und Schadensvermeidung.

6.1 Anschlussformen

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3 mm von der Epoxid-Glaskolbenbasis entfernt.
• Führen Sie das Formenvor soldering.
• dem Löten durch. Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses; Fehlausrichtung während des PCB-Einbaus kann zu Harzrissen und Ausfall führen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

6.2 Lagerbedingungen

• Lagern Sie nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt 3 Monate.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötparameter

Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm zwischen Lötstelle und Epoxid-Glaskolben ein.

Handlöten:

- Lötspitzentemperatur: Max. 300°C (Max. 30W)

- Lötzeit: Max. 3 Sekunden

Wellen-/Tauchlöten:

- Vorwärmtemperatur: Max. 100°C (Max. 60 Sek.)

- Lötbad-Temperatur & -Zeit: Max. 260°C, Max. 5 Sekunden

Allgemeine Lötregeln:

- Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse während Hochtemperaturvorgänge.

- Löten Sie (tauchen oder von Hand) nicht mehr als einmal.

- Schützen Sie die LED vor Stoß/Vibration, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

- Vermeiden Sie schnelles Abkühlen von der Spitzentemperatur.

- Verwenden Sie stets die niedrigste effektive Temperatur.

6.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung. Falls unbedingt erforderlich, ist eine umfangreiche Vorqualifizierung notwendig, um Schäden auszuschließen.

7. Wärmemanagement & ESD-Vorsichtsmaßnahmen

7.1 Wärmemanagement

LED-Leistung und Lebensdauer sind stark temperaturabhängig. Entwickler müssen:

• Die Wärmeableitung bereits im frühen Designstadium berücksichtigen.
• Den Betriebsstrom gemäß der \"Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur\"-Kurve deraten.
• Die Temperatur um die LED in der finalen Anwendung kontrollieren, um Helligkeit und Langlebigkeit zu erhalten.

7.2 ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung)

Das Produkt ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Während der Montage und Handhabung müssen Standard-ESD-Verfahren eingehalten werden, einschließlich der Verwendung geerdeter Arbeitsplätze, Handgelenksbänder und leitfähiger Behälter.

8. Verpackungs- & Bestellinformationen

8.1 Verpackungsspezifikation

• Primärverpackung:Antistatische Beutel (feuchtigkeitsbeständig).
• Sekundärverpackung:Innenkarton.
• Tertiärverpackung:Außenkarton.

8.2 Packmenge

• 200 bis 500 Stück pro Beutel.
• 6 Beutel pro Innenkarton.
• 10 Innenkartons pro Außenkarton.

8.3 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen:

- CPN:Kundeneigene Produktionsnummer

- P/N:Produktionsnummer (Artikelnummer)

- QTY:Packmenge

- CAT/HUE/REF:Binning-Codes für Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Durchlassspannung.

- LOT No:Rückverfolgbare Losnummer.

9. Anwendungsdesign-Überlegungen

9.1 Treiberschaltungsdesign

Aufgrund der nichtlinearen I-V-Charakteristik ist für Indikatoranwendungen oft ein einfacher Vorwiderstand ausreichend. Für Hintergrundbeleuchtungs-Arrays oder präzise Stromregelung wird ein Konstantstromtreiber empfohlen, um gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten und die LEDs zu schützen. Berechnen Sie den Vorwiderstand mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei für ein sicheres Design der Maximalwert für V_Fverwendet werden sollte.

9.2 PCB-Layout

Stellen Sie sicher, dass das PCB-Bohrbild genau dem Anschlussabstand der LED entspricht, um mechanische Belastung zu vermeiden. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche oder thermische Durchkontaktierungen zur Wärmeableitung, wenn nahe der Maximalwerte betrieben wird.

9.3 Optische Integration

Der 20-Grad-Abstrahlwinkel macht diese LED geeignet für Anwendungen, die einen fokussierten Strahl erfordern. Für breitere Ausleuchtung sind Sekundäroptiken (Linsen oder Diffusoren) erforderlich.

10. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Indikator-LEDs sind die Hauptunterschiede dieses Bauteils seinesehr hohe Lichtstärke (typ. 3200 mcd)und seinenger Abstrahlwinkel. Es ist für Anwendungen entwickelt, bei denen hohe Helligkeit in einer bestimmten Richtung entscheidend ist, wie z.B. Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels in Monitoren und Fernsehern, und nicht für allseitige Statusanzeigen.

11. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was sind der typische Betriebsstrom und die Betriebsspannung?

A: Die Standardtestbedingung ist ein Durchlassstrom von 20 mA, was zu einem typischen Durchlassspannungsabfall von 3,3 V führt.

F: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Ja, aber ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. Beispiel mit typischen Werten: R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ohm. Ein Standard-82- oder 100-Ohm-Widerstand wäre geeignet, aber die Berechnungen sollten mit Min-/Max-Werten für V_F.

überprüft werden.

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?

A: Die Lichtstärke nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Spezifische Daten finden Sie in der Kurve \"Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur\". Eine ordnungsgemäße Wärmeableitung ist in Hochtemperaturumgebungen entscheidend.

F: Was bedeuten die Binning-Codes (CAT, HUE, REF) für mein Design?

A: Sie gewährleisten Farb- und Helligkeitskonsistenz. Für Anwendungen, bei denen ein einheitliches Erscheinungsbild kritisch ist (z.B. Hintergrundbeleuchtungs-Arrays), ist die Spezifikation enger Bins für HUE (Wellenlänge) und CAT (Intensität) wesentlich.

12. Praktisches Anwendungsbeispiel

1. Szenario: Entwurf einer einfachen Statusanzeige für ein Gerätepanel.Stromquelle:

2. Eine 5V-Schiene ist auf der Leiterplatte verfügbar.Stromberechnung:_FZiel I_F= 20mA. Für ein konservatives Design wird der Maximalwert für V

3. (3,7V) verwendet: R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 68 Ohm.Leistungsprüfung:²Im Widerstand verbrauchte Leistung P = I²² * R = (0,02)² * 68 = 0,0272W. Ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ist ausreichend.

4. PCB-Design:Platzieren Sie den 68Ω-Widerstand in Reihe mit der Anode der LED. Halten Sie sich für das Bohrbild an die Gehäuseabmessungen. Stellen Sie sicher, dass die Kathode (gemäß Datenblatt gekennzeichnet) mit Masse verbunden ist.

5. Bestückung:Befolgen Sie die Richtlinien für Anschlussformen und Löten genau und halten Sie Lötstellen >3 mm von der Linse entfernt.

13. Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode (LED). Wenn eine Durchlassspannung an den P-N-Übergang angelegt wird (Anode positiv gegenüber Kathode), rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (InGaN-Chip). Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Materialzusammensetzung (InGaN) und die Struktur der Halbleiterschichten bestimmen die Wellenlänge des emittierten Lichts, die in diesem Fall im blauen Spektrum (~470 nm) liegt. Die Epoxidlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtausgabestrahl.

14. Technologietrends & Kontext

Blaue InGaN-LEDs stellen eine Grundlagentechnologie in der Festkörperbeleuchtung dar. Die Entwicklung effizienter blauer LEDs war eine bedeutende wissenschaftliche Errungenschaft, die die Herstellung weißer LEDs (durch Phosphorkonversion) ermöglichte und die Allgemeinbeleuchtung revolutionierte. Diese spezifische Komponente veranschaulicht die Anwendung dieser Technologie für Hintergrundbeleuchtungen und spezielle Indikatorzwecke. Die Trends in der Branche konzentrieren sich weiterhin auf die Steigerung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), die Verbesserung der Farbwiedergabe, die Erhöhung der Zuverlässigkeit und die weitere Miniaturisierung von Gehäusen bei gleichbleibender oder steigender Lichtleistung.