LED-Lampe 6324-15SUBC/S400-X10 Datenblatt - Blaue Farbe - 3,3V Durchlassspannung - 20mA Betriebsstrom - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle blaue LED-Lampe mit der Artikelnummer 6324-15SUBC/S400-X10. Diese Komponente gehört zu einer Serie, die speziell für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtausbeute entwickelt wurde. Die LED wird in einer Standard-Lampengehäuseausführung angeboten, was sie für eine Vielzahl von elektronischen Montageprozessen geeignet macht. Ihr Kerndesign priorisiert Zuverlässigkeit und Robustheit in verschiedenen Betriebsumgebungen.

Das Bauteil entspricht den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsrichtlinien, einschließlich RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe), EU REACH-Verordnungen und ist halogenfrei gefertigt. Diese Konformität stellt sicher, dass das Produkt strenge internationale Standards für elektronische Bauteile erfüllt. Die LED wird auf Tape & Reel für die automatisierte Pick-and-Place-Montage geliefert, was die Produktionseffizienz in der Serienfertigung erhöht.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Der primäre Vorteil dieser LED ist die Kombination aus hoher Lichtstärke und einem zuverlässigen Gehäuse. Mit einer typischen Intensität von 500 Millicandela (mcd) bei einem Standard-Durchlassstrom von 20mA liefert sie eine signifikante Helligkeit für ihre Bauform. Das Produkt ist für allgemeine Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen in der Konsum- und Industrieelektronik konzipiert. Zu den wichtigsten Zielmärkten gehören Hersteller von Fernsehgeräten, Computermonitoren, Telefonen und verschiedenen Computerperipheriegeräten, bei denen eine konstante, helle blaue Anzeige oder Beleuchtung erforderlich ist. Die Auswahl verschiedener Abstrahlwinkel ermöglicht es Designern, das optimale Strahlungsdiagramm für ihre spezifische Anwendung auszuwählen und so zwischen großer Abdeckung und axialer Intensität abzuwägen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der wichtigsten technischen Parameter der LED, wie im Datenblatt definiert. Das Verständnis dieser Spezifikationen ist entscheidend für einen korrekten Schaltungsentwurf und die Gewährleistung langfristiger Zuverlässigkeit.

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Betriebsbedingungen.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F)): 25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP)): 100 mA. Dieser Impulsstromwert (bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1 kHz Frequenz) erlaubt kurze Perioden der Übersteuerung, was für Multiplexing- oder Stroboskopanwendungen nützlich ist.
• Sperrspannung (V_R)): 5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Verlustleistung (P_d)): 90 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann, berechnet als Durchlassspannung multipliziert mit dem Durchlassstrom.
• Betriebs- & Lagertemperatur: Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löttemperatur: Die Anschlüsse halten 260°C für 5 Sekunden stand, was mit Standard-Lötwärmeprofilen für bleifreies Reflow-Löten kompatibel ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_v)): Typischer Wert ist 500 mcd, mit einem Minimum von 250 mcd. Dies spezifiziert die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2)): 60 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres maximalen axialen Wertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p)): 468 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d)): 470 nm (typisch). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die "blaue" Farbe der LED definiert.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ): 35 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Breite des emittierten Lichts an, gemessen bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Durchlassspannung (V_F)): Liegt zwischen 2,7V (min) und 3,7V (max), mit einem typischen Wert von 3,3V bei 20mA. Dies ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.
• Sperrstrom (I_R)): Maximal 50 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V.

Das Datenblatt vermerkt auch Messunsicherheiten: ±0,1V für V_F, ±10% für I_v und ±1,0nm für λ_d.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein Binning-System, um Einheiten basierend auf wichtigen optischen und elektrischen Parametern zu kategorisieren. Dies gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge für Anwendungen, die eine enge Farb- oder Helligkeitsabstimmung erfordern. Das Verpackungsetikett enthält Codes für diese Bins:

• CAT: Ränge der Lichtstärke. Einheiten werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung in Bins sortiert.
• HUE: Ränge der dominanten Wellenlänge. Dies sortiert LEDs nach ihrem spezifischen Blauton.
• REF: Ränge der Durchlassspannung. LEDs werden nach ihrem Durchlassspannungsabfall beim Teststrom gruppiert.

Designer sollten sich für die spezifischen Bincode-Definitionen und Verfügbarkeiten mit dem Lieferanten abstimmen, um sicherzustellen, dass das ausgewählte Bin den Anforderungen der Anwendung an Farbkonstanz und elektrische Leistung entspricht.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen veranschaulichen. Diese sind wesentlich, um die Leistung über die Ein-Punkt-Spezifikationen bei 25°C/20mA hinaus zu verstehen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt grafisch die spektrale Leistungsverteilung mit einem Peak bei etwa 468 nm und einer typischen FWHM von 35 nm und bestätigt die monochromatische blaue Emission des InGaN-Chips.

4.2 Richtcharakteristik

Ein Polardiagramm veranschaulicht die räumliche Lichtverteilung, entsprechend dem 60-Grad-Abstrahlwinkel. Die Intensität ist entlang der Mittelachse (0°) am höchsten und nimmt symmetrisch zu den Rändern hin ab.

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

Diese Kurve zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die Durchlassspannung steigt logarithmisch mit dem Strom. Am empfohlenen Betriebspunkt von 20mA beträgt die Spannung typischerweise 3,3V. Diese Kurve ist für das Wärmemanagement entscheidend, da V_Feinen negativen Temperaturkoeffizienten hat.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Darstellung zeigt, dass die Lichtleistung im normalen Betriebsbereich annähernd linear mit dem Strom ist. Das Betreiben der LED über ihre Maximalwerte hinaus führt nicht zu proportionalen Helligkeitssteigerungen und erzeugt übermäßige Wärme.

4.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Zwei wichtige Kurven zeigen den Effekt der Umgebungstemperatur (T_a):

• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur: Die Lichtleistung nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Diese Entlastung muss in Designs, die bei hohen Temperaturen arbeiten, berücksichtigt werden.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur: Bei einer festen Spannung würde der Durchlassstrom aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten von V_Fmit der Temperatur ansteigen. Dies unterstreicht die kritische Bedeutung der Verwendung eines Konstantstrom-Treibers, nicht einer Konstantspannungsquelle, um thermisches Durchgehen zu verhindern.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem Standard-Lampengehäuse untergebracht. Die Gehäusezeichnung liefert kritische Abmessungen für das PCB-Footprint-Design und Freigabeprüfungen.

• Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben.
• Ein wichtiger Hinweis spezifiziert, dass die Höhe des Flansches weniger als 1,5 mm (0,059 Zoll) betragen muss.
• Die Standardtoleranz für nicht spezifizierte Abmessungen beträgt ±0,25 mm.
• Die Zeichnung zeigt typischerweise den Anschlussabstand, die Gehäusekörpergröße, die Linsenform und die Position der Kathodenkennzeichnung (üblicherweise eine flache Seite oder ein kürzerer Anschluss).

Designer müssen sich bei der Erstellung des PCB-Landmusters strikt an diese Abmessungen halten, um eine korrekte Lötung und Ausrichtung zu gewährleisten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist für die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit unerlässlich. Das Datenblatt enthält detaillierte Anweisungen.

6.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Epoxidharz-Glühbirnenbasis entfernt erfolgen.
• Anschlüsse vor dem Löten formen.
• Vermeiden Sie Belastung des Gehäuses; Anschlüsse bei Raumtemperatur schneiden.
• PCB-Löcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerung

• Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Haltbarkeit beträgt 3 Monate ab Versand.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel verwenden.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötprozess

Handlöten: Lötspitze ≤300°C (max. 30W), Zeit ≤3 Sekunden, Lötstelle ≥3 mm von der Glühbirne entfernt halten.Wellen-/Tauchlöten: Vorwärmen ≤100°C (≤60 Sek.), Lötbad ≤260°C für ≤5 Sek., Lötstelle ≥3 mm von der Glühbirne entfernt halten. Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das einen allmählichen Anstieg, ein Plateau innerhalb des 260°C-Limits und eine kontrollierte Abkühlrampe zeigt. Schnelles Abkühlen wird nicht empfohlen. Vermeiden Sie mehrere Lötzyklen und mechanische Belastung, während die LED heiß ist.

6.4 Reinigung

Falls notwendig, nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute reinigen. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, sofern nicht vorqualifiziert, da sie den Chip oder die Bonddrähte beschädigen kann.

6.5 Wärmemanagement

Ein korrektes thermisches Design ist entscheidend. Der Betriebsstrom muss bei höheren Umgebungstemperaturen entlastet werden (siehe Entlastungskurve). Die Temperatur um die LED in der finalen Anwendung muss kontrolliert werden, um Leistung und Lebensdauer aufrechtzuerhalten.

6.6 ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Elektrostatische Entladung)

Die LED ist empfindlich gegenüber ESD und Überspannung, die den Halbleiterchip beschädigen können. Während der Montage und Handhabung müssen Standard-ESD-Handhabungsverfahren (z.B. geerdete Arbeitsplätze, Handgelenksbänder) eingehalten werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind zum Schutz und zur automatisierten Handhabung verpackt:

• Sie werden in antistatische Beutel gelegt.
• Beutel werden in Innenkartons verpackt.
• Innenkartons werden in Außenkartons verpackt.
• Verpackungsmenge: Mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel. Fünf Beutel pro Innenkarton. Zehn Innenkartons pro Außenkarton.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält:

• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (6324-15SUBC/S400-X10).
• QTY: Menge in der Verpackung.
• CAT/HUE/REF: Binning-Codes für Intensität, Wellenlänge und Spannung.
• LOT No: Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Wie aufgeführt, sind die primären Anwendungen Statusanzeigen oder Hintergrundbeleuchtungen in:

• Fernsehgeräten und Monitoren (Strom-, Eingangsquellenanzeigen).
• Telefonen (Nachrichtenwarte-, Leitungsstatus).
• Computern und Peripheriegeräten (Einschalten, Festplattenaktivität).

Ihre hohe Helligkeit macht sie auch für Frontplattenanzeigen in gut beleuchteten Umgebungen geeignet.

8.2 Designüberlegungen

• Treiber-Schaltung: Immer einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstrom-Treiber verwenden. Den Widerstandswert mit R = (Versorgungsspannung - V_F) / I_F berechnen. Den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt verwenden, um sicherzustellen, dass der Strom unter allen Bedingungen die Grenzwerte nicht überschreitet.
• Wärmemanagement: Auf einer Leiterplatte für ausreichende Kupferfläche um die LED-Anschlüsse sorgen, die als Kühlkörper dient, insbesondere wenn sie nahe dem Maximalstrom betrieben wird.
• Abstrahlwinkel: Den passenden Abstrahlwinkel für die Anwendung auswählen. Ein 60-Grad-Winkel bietet eine gute Balance zwischen axialer Helligkeit und weiter Sichtbarkeit.
• ESD-Schutz: In empfindlichen Umgebungen in Betracht ziehen, eine Transientenspannungsunterdrückungs-(TVS-)Diode oder einen kleinen Kondensator parallel zur LED (mit einem Reihenwiderstand) hinzuzufügen, um vor Spannungsspitzen zu schützen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während ein direkter Wettbewerbsvergleich spezifische alternative Artikelnummern erfordert, sind die wichtigsten Differenzierungsmerkmale dieser LED basierend auf ihrem Datenblatt:

• Hohe Helligkeit: Eine typische Lichtstärke von 500 mcd bei 20mA ist eine signifikante Leistung für ein Standard-Lampengehäuse.
• Umfassende Konformität: Gleichzeitige Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards ist ein starker Vorteil für globale Märkte und umweltbewusste Designs.
• Robuste Spezifikationen: Klare absolute Maximalwerte und detaillierte Handhabungsanweisungen reduzieren das Anwendungsrisiko.
• Tape & Reel-Verfügbarkeit: Unterstützt die Hochgeschwindigkeits-Automatikmontage und reduziert die Herstellungskosten für die Serienfertigung.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED direkt mit einer 5V-Versorgung betreiben?A: Nein. Die typische Durchlassspannung beträgt 3,3V. Ein direkter Anschluss an 5V würde einen übermäßigen Stromfluss verursachen und die LED möglicherweise zerstören. Sie müssen einen Strombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung und einem Ziel von 20mA, unter Verwendung des maximalen V_F von 3,7V zur Sicherheit: R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohm. Ein 68-Ohm-Widerstand wäre eine Standardwahl.

F2: Warum nimmt die Lichtstärke ab, wenn die Umgebungstemperatur steigt?A: Dies ist eine grundlegende Eigenschaft von Halbleiter-LEDs. Mit steigender Temperatur nimmt die Effizienz der lichtgenerierenden Rekombinationsprozesse im InGaN-Chip ab, was zu einer geringeren optischen Leistung bei gleichem elektrischem Eingang führt. Die Entlastungskurve quantifiziert diesen Effekt.

F3: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?A: Spitzenwellenlänge (468 nm) ist das physikalische Maximum des emittierten Lichtspektrums. Dominante Wellenlänge (470 nm) ist ein berechneter Wert, der die Einzelwellenlänge von reinem monochromatischem Licht darstellt, die vom menschlichen Auge als dieselbe Farbe wie die LED-Ausgabe wahrgenommen würde. Sie sind oft nahe, aber nicht identisch.

F4: Wie kritisch ist der 3-mm-Abstand für Löten und Anschlussbiegung?A: Sehr kritisch. Die Epoxidharz-Glühbirne ist empfindlich gegenüber Hitze und mechanischer Belastung. Ein Abstand von 3 mm stellt sicher, dass die Lötwärme das Epoxid nicht thermisch schockiert (was zu Rissen oder Delamination führen kann) und dass Biegespannungen nicht auf die empfindlichen internen Bonddrähte übertragen werden, die mit dem Halbleiterchip verbunden sind.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Frontplatten-Stromanzeige für einen Desktop-Computer. Anforderungen: Sichtbar in einem hellen Raum, versorgt von der 5V-Standby-Schiene des Systems, zuverlässig für den Langzeitbetrieb.Designschritte: 1.Bauteilauswahl: Diese blaue LED ist aufgrund ihrer hohen Helligkeit (typ. 500 mcd) geeignet. 2.Schaltungsberechnung: Verwendung der 5V-Standby-Schiene. Unter Annahme eines konservativen V_F von 3,5V und einem gewünschten I_F von 15mA (für Langlebigkeit und geringere Wärme) beträgt der Widerstandswert R = (5V - 3,5V) / 0,015A = 100 Ohm. Leistungsaufnahme des Widerstands: P = I²² * R = (0,015)² * 100 = 0,0225W. Ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ist mehr als ausreichend. 3.²PCB-Layout: Die LED an der Frontplattenposition platzieren. Eine großzügige Kupferfläche, die mit Kathoden- und Anodenanschlüssen verbunden ist, als Kühlkörper vorsehen. Die Gehäuseabmessungen für das Footprint einhalten. 4.Montage: Befolgen Sie die Wellenlötrichtlinien, wenn die Leiterplatte über diesen Prozess bestückt wird, und stellen Sie sicher, dass die LED möglichst als letztes platziert oder maskiert wird, um die thermische Belastung zu minimieren.12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einem Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN), wie im Materialabschnitt angegeben. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode (ca. 2,7V) überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Chips injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall blau (~470 nm). Die Epoxidharzlinse dient zum Schutz des Chips, zur Formung des Lichtstrahls (60-Grad-Abstrahlwinkel) und zur Verbesserung der Lichtauskopplung aus dem Halbleitermaterial.

13. Technologietrends

Die LED-Technologie entwickelt sich ständig weiter. Während diese Komponente ein ausgereiftes Standardprodukt darstellt, umfassen breitere Branchentrends, die solche Bauteile beeinflussen:

Erhöhte Effizienz

• : Laufende Materialwissenschaftsforschung zielt darauf ab, die Lumen-pro-Watt (Effizienz) von LEDs zu verbessern und den Energieverbrauch bei gleicher Lichtleistung zu reduzieren.Miniaturisierung
• : Der Trend zu kleineren elektronischen Geräten treibt die Entwicklung von LEDs in immer kleineren Gehäuseabmessungen bei gleichbleibender oder steigender Helligkeit voran.Verbesserte Zuverlässigkeit
• : Verbesserungen bei Verpackungsmaterialien und Die-Attach-Techniken verlängern weiterhin die Betriebslebensdauer und die Toleranz gegenüber rauen Umgebungen.Intelligente Integration
• : Ein Trend zu LEDs mit integrierten Treibern, Controllern oder sogar Sensoren im Gehäuse, obwohl dies bei High-End-Beleuchtungsmodulen verbreiteter ist als bei einfachen Anzeigelampen.Dieses Datenblatt spiegelt ein etabliertes, zuverlässiges Produkt wider, das für Massenmarkt-Anwendungen konzipiert ist, bei denen bewährte Leistung und Kosteneffizienz von größter Bedeutung sind.

This datasheet reflects a well-established, reliable product designed for mass-market applications where proven performance and cost-effectiveness are paramount.