LED-Lampe 523-2SUGD/S400-A6 Datenblatt - Brillantgrün - 3,3V typ. - 90mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LED-Lampe 523-2SUGD/S400-A6. Diese Komponente ist eine brillantgrüne, diffundierte LED, die für Anwendungen mit höheren Helligkeitsanforderungen konzipiert ist. Es handelt sich um ein zuverlässiges und robustes Oberflächenmontage-Bauteil, das auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich ist. Das Produkt entspricht den RoHS-Richtlinien und ist bleifrei.

1.1 Kernvorteile

Die primären Vorteile dieser LED-Serie umfassen die Auswahl verschiedener Abstrahlwinkel für unterschiedliche Anwendungsanforderungen, hohe Zuverlässigkeit und die Einhaltung moderner Umweltstandards. Ihr Design priorisiert eine konsistente Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für eine Reihe von Konsum- und Industrie-Elektronikanwendungen, bei denen Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungsfunktionen erforderlich sind. Typische Anwendungen sind Fernsehgeräte, Computermonitore, Telefone und andere Computergeräte.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die kritischen elektrischen, optischen und thermischen Parameter, die die Betriebsgrenzen und die Leistung der LED definieren.

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte geben die Grenzen an, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Diese Werte werden bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C gemessen.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):100 mA (bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz)
• Sperrspannung (VR):5 V
• Verlustleistung (Pd):90 mW
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden (Wellen- oder Reflow-Löten)

Ein dauerhafter Betrieb des Bauteils bei oder nahe diesen Maximalwerten wird nicht empfohlen und beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die elektro-optischen Eigenschaften definieren die typische Leistung der LED unter normalen Betriebsbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA, sofern nicht anders angegeben).

• Lichtstärke (Iv):160 mcd (Min.), 320 mcd (Typ.)
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):130° (Typ.)
• Spitzenwellenlänge (λp):518 nm (Typ.)
• Dominante Wellenlänge (λd):525 nm (Typ.)
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):35 nm (Typ.)
• Durchlassspannung (VF):2,7 V (Min.), 3,3 V (Typ.), 3,7 V (Max.) bei IF=20mA
• Sperrstrom (IR):50 μA (Max.) bei VR=5V

Messtoleranzen:Durchlassspannung ±0,1V, Lichtstärke ±10%, dominante Wellenlänge ±1,0nm.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt wird basierend auf wichtigen Leistungsparametern kategorisiert, um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Das Verpackungsetikett enthält Codes für diese Bins.

• CAT:Einteilung der Lichtstärke. Dies gibt den spezifischen Helligkeits-Bin für die LED an.
• HUE:Einteilung der dominanten Wellenlänge. Dies spezifiziert den Farb-/Wellenlängen-Bin.
• REF:Einteilung der Durchlassspannung. Dies kategorisiert LEDs basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall.

Konsultieren Sie die detaillierte Binning-Dokumentation des Herstellers für spezifische Code-Definitionen, wenn eine präzise Farb- oder Intensitätsabstimmung für eine Anwendung kritisch ist.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen. Das Verständnis dieser Kurven ist für ein optimales Schaltungsdesign unerlässlich.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung, die bei etwa 518 nm (typisch) mit einer Bandbreite (FWHM) von 35 nm ihren Höhepunkt erreicht und die brillantgrüne Farbausgabe bestätigt.

4.2 Richtcharakteristik

Die Richtcharakteristik-Kurve visualisiert den 130° Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität räumlich verteilt ist. Dieser breite Winkel eignet sich für Anwendungen, die eine breite Ausleuchtung erfordern.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Durchlassstrom (IF) und Durchlassspannung (VF). Die typische VF beträgt 3,3V bei 20mA. Entwickler müssen basierend auf dieser Kurve geeignete strombegrenzende Widerstände oder Treiber verwenden.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Durchlassstrom zunimmt. Sie ist entscheidend für das Verständnis der Effizienz und für das Design von Schaltungen, bei denen die Helligkeit über den Strom gesteuert wird.

4.5 Temperaturabhängigkeit

Zwei wichtige Kurven veranschaulichen Temperatureffekte:Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Umgebungstemperatur und unterstreicht die Bedeutung des Wärmemanagements.Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann zeigen, wie sich die Durchlassspannungskennlinie mit der Temperatur verschiebt, was die Leistung der Treiberschaltung beeinflusst.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die Gehäusezeichnung liefert die kritischen physikalischen Abmessungen für das PCB-Layout und die Bestückung. Wichtige Abmessungen sind der Anschlussabstand, die Bauteilgröße und das empfohlene Lötflächenbild. Die Zeichnung zeigt auch eindeutig die Polarität (Kathode/Anode) über physikalische Markierungen oder asymmetrische Merkmale, was für die korrekte Ausrichtung während der Bestückung zur Vermeidung von Sperrspannungsschäden unerlässlich ist.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um die LED-Leistung und -Zuverlässigkeit zu erhalten. Diese Richtlinien basieren auf den Materialeigenschaften und der Konstruktion der Komponente.

6.1 Anschlussformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3 mm von der Epoxidharz-Linse entfernt.
• Führen Sie die Formung vor dem Löten durch.
• Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Fehlausrichtung während der PCB-Montage kann zu Harzverschlechterung führen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

6.2 Lagerung

• Lagern Sie bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Lagerfähigkeit beträgt 3 Monate ab Versand.
• 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 Lötprozess

Allgemeine Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm von der Lötstelle zur Epoxidharz-Linse ein.

Handlöten:- Lötspitzentemperatur: Max. 300°C (für max. 30W Lötkolben) - Lötzeit: Max. 3 Sekunden pro Anschluss

Wellen-/Tauchlöten:- Vorwärmtemperatur: Max. 100°C (für max. 60 Sekunden) - Lötbad-Temperatur & Zeit: Max. 260°C für 5 Sekunden - Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm sollte zur Kontrolle der thermischen Belastung befolgt werden.

Kritische Hinweise:- Vermeiden Sie Belastungen der Anschlüsse bei hohen Temperaturen. - Löten Sie nicht (tauchen/hand) mehr als einmal. - Schützen Sie die LED vor Stößen/Vibrationen während des Abkühlens auf Raumtemperatur nach dem Löten. - Vermeiden Sie schnelle Abkühlprozesse.

6.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, sofern nicht vorqualifiziert, da sie den Chip oder die Bondverbindungen beschädigen kann.

6.5 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes thermisches Design ist unerlässlich. Der Betriebsstrom muss gemäß der Derating-Kurve (siehe Produktspezifikation) basierend auf der Umgebungstemperatur um die LED in der Anwendung reduziert werden. Das Überschreiten thermischer Grenzwerte reduziert die Lichtausgabe und die Lebensdauer.

6.6 ESD (Elektrostatische Entladung) Vorsichtsmaßnahmen

Der LED-Chip ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. ESD kann sofortigen Ausfall oder latente Schäden verursachen, die die Langzeitzuverlässigkeit beeinträchtigen. Handhaben Sie Komponenten immer in einem ESD-geschützten Bereich unter Verwendung geeigneter Erdungsverfahren.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schäden während des Versands und der Lagerung zu verhindern: -Primärverpackung:500 Stück pro antistatischem Beutel. -Sekundärverpackung:5 Beutel pro Innenkarton. -Tertiärverpackung:10 Innenkartons pro Außenkarton. Die Verpackung enthält feuchtigkeitsbeständige Materialien.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes: -P/N:Produktionsnummer (die Basis-Teilenummer). -CPN:Kunden-Produktionsnummer (falls zugewiesen). -QTY:Verpackungsmenge. -CAT/HUE/REF:Binning-Codes für Intensität, Wellenlänge und Spannung. -LOT No:Rückverfolgbare Losnummer für die Qualitätskontrolle.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Für die grundlegende Anzeigefunktion ist ein einfacher Reihen-Strombegrenzungswiderstand erforderlich. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung ist (verwenden Sie 3,3V typisch für Designreserven) und IF der gewünschte Durchlassstrom ist (z.B. 20mA). Stellen Sie sicher, dass die Leistungsaufnahme des Widerstands ausreichend ist (P = IF² * R).

8.2 Designüberlegungen

• Stromtreibung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Verwenden Sie immer eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand für stabile Helligkeit und Langlebigkeit.
• Wärmemanagement:Gestalten Sie das PCB-Layout für eine effektive Wärmeableitung, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Verwenden Sie ausreichende Kupferflächen.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden auf Signalleitungen, die mit der LED verbunden sind, in Umgebungen mit statischer Entladung.
• Optisches Design:Der 130° Abstrahlwinkel bietet eine breite Abdeckung. Erwägen Sie Linsen oder Lichtleiter, wenn eine Strahlformung erforderlich ist.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während spezifische Wettbewerbsvergleiche im Datenblatt nicht bereitgestellt werden, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED abgeleitet werden: -Hohe typische Helligkeit (320 mcd):Bietet eine gute Lichtstärke für ihren Gehäusetyp und Strombelastbarkeit. -Breiter Abstrahlwinkel (130°):Geeignet für Anwendungen, die breite Sichtbarkeit ohne Sekundäroptik erfordern. -Robuste Konstruktion:Richtlinien für Anschlussformung und Löten deuten auf ein für Standardbestückungsprozesse ausgelegtes Gehäuse hin.Umweltkonformität:RoHS- und bleifreier Status erfüllt moderne regulatorische Anforderungen für globale Märkte.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (518nm) und dominanter Wellenlänge (525nm)?A: Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt der höchsten Intensität im Spektrum. Die dominante Wellenlänge ist der wahrgenommene Farbpunkt, berechnet aus dem Spektrum und der Reaktion des menschlichen Auges (CIE-Kurve). Für grüne LEDs liegen sie oft nahe beieinander, sind aber nicht identisch.

F2: Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 25mA betreiben?A: Obwohl möglich, wird es für eine optimale Lebensdauer nicht empfohlen, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen. Beziehen Sie sich immer auf die Derating-Kurve. Der Betrieb mit dem typischen 20mA bietet eine gute Balance aus Helligkeit und Zuverlässigkeit.

F3: Warum ist der Mindestabstand von 3 mm von der Lötstelle zur Linse so wichtig?A: Dies verhindert, dass übermäßige Hitze über den Anschluss zum inneren Chip, den Bonddrähten oder dem Epoxidharz selbst gelangt, was zu vorzeitigem Ausfall oder Verdunkelung führen kann.

F4: Die Lagerfähigkeit beträgt 3 Monate. Was passiert, wenn ich ältere Ware verwende?A: Nach 3 Monaten in Standardlagerung kann die Feuchtigkeitsaufnahme in das Gehäuse sichere Grenzwerte überschreiten. Während des Lötens kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und "Popcorning" oder interne Delaminierung verursachen. Für ältere Ware ist vor dem Löten ein Trocknungsprozess (nach Industriestandards wie IPC/JEDEC J-STD-033) erforderlich.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Design eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.Das Panel benötigt 5 brillantgrüne LEDs, um "Eingeschaltet" und "Link-Aktivität" für vier Ports anzuzeigen. Jede LED wird von einem 3,3V-Mikrocontroller-GPIO-Pin angesteuert.

Designschritte: 1. Strombegrenzung:Wählen Sie einen Treiberstrom von 15mA für ausreichende Helligkeit und geringeren Stromverbrauch. Unter Verwendung der typischen VF von 3,3V berechnen Sie den Reihenwiderstand: R = (3,3V - 3,3V) / 0,015A = 0 Ohm. Diese Berechnung zeigt ein Problem – die GPIO-Pinspannung entspricht der LED-VF, sodass kein Spannungsabfall für einen strombegrenzenden Widerstand bleibt.

2. Überarbeitete Schaltung:Verwenden Sie die 5V-Schiene des Systems. R = (5V - 3,3V) / 0,015A ≈ 113 Ohm. Verwenden Sie einen Standard-120-Ohm-Widerstand. Leistung im Widerstand: P = (0,015A)² * 120Ω = 0,027W, daher ist ein 1/10W- oder 1/8W-Widerstand ausreichend.

3. Layout:Platzieren Sie die LEDs auf dem Frontpanel. Stellen Sie auf der Leiterplatte sicher, dass die Kathode (aus der Gehäusezeichnung identifiziert) mit dem Widerstand/der Widerstandsverbindung zu Masse verbunden ist. Bieten Sie eine kleine Kupferfläche um die LED-Pads zur Wärmeableitung an und verbinden Sie sie nach Möglichkeit mit einer Massefläche.

4. Bestückung:Befolgen Sie das im Datenblatt empfohlene Wellenlötprofil. Stellen Sie sicher, dass der 3-mm-Abstand vom Pad zum LED-Gehäuse im Footprint-Design eingehalten wird.

Dies führt zu einem zuverlässigen, gleichmäßig hellen Anzeigesystem.

12. Einführung des Funktionsprinzips

Diese LED ist eine Halbleiter-Lichtquelle. Ihr Kern ist ein Chip aus InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung zwischen Anode und Kathode angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall brillantgrün. Das diffundierte grüne Epoxidharzgehäuse dient sowohl als Schutzschicht als auch als Primärlinse und hilft, das Licht zu streuen, um den breiten 130° Abstrahlwinkel zu erreichen.

13. Technologietrends

Die LED-Industrie entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbessertem Farbwiedergabeindex und größerer Zuverlässigkeit. Für Anzeige-LEDs wie die 523-2SUGD/S400-A6 umfassen die Trends: -Miniaturisierung:Entwicklung noch kleinerer Gehäuseabmessungen bei gleichbleibender oder verbesserter Lichtausgabe. -Höhere Temperaturtoleranz:Materialien und Designs, die einen stabilen Betrieb in zunehmend raueren Umgebungen ermöglichen (z.B. Motorraumanwendungen). -Integration:Einbau von eingebauten strombegrenzenden Widerständen oder Schutzdioden innerhalb des LED-Gehäuses, um das Schaltungsdesign zu vereinfachen und Leiterplattenfläche zu sparen. -Erweiterter Farbraum:Fortschritte in Phosphor- und Halbleitermaterialien ermöglichen gesättigtere und präzisere Farben für Statusanzeigen und Display-Hintergrundbeleuchtung.