LED-Lampe 333-2SYGC/S530-E2 Datenblatt - Brillantes Gelbgrün - 20mA - 2,0V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LED-Lampe 333-2SYGC/S530-E2. Dieses Bauteil ist ein oberflächenmontierbares Bauelement (SMD), das für Anwendungen konzipiert ist, die hohe Helligkeit und zuverlässige Leistung in kompakter Bauform erfordern. Die LED emittiert ein brillantes gelbgrünes Licht, das durch einen AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip erzeugt wird, der in einem wasserklaren Harzgehäuse eingekapselt ist. Diese Kombination bietet exzellente Lichtstärke und Farbreinheit.

Die Serie zeichnet sich durch ihre robuste Bauweise, Konformität mit bleifreien (Pb-free) Anforderungen und Einhaltung der RoHS (Restriction of Hazardous Substances) Richtlinien aus, was sie für die moderne Elektronikfertigung geeignet macht. Sie ist auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich und unterstützt die Hochvolumenproduktion.

1.1 Zielanwendungen

Die primären Anwendungsbereiche für diese LED-Lampe umfassen Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen in Konsum- und Industrieelektronik. Typische Anwendungsfälle sind:

• Fernsehgeräte (TV)
• Computermonitore
• Telefone
• Desktop- und Laptop-Computer

Ihr Design macht sie sowohl für Indikatorfunktionen als auch für Flächenbeleuchtung geeignet, wo ein deutliches gelbgrünes Signal erforderlich ist.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der im Datenblatt definierten elektrischen, optischen und thermischen Kenngrößen. Das Verständnis dieser Werte ist entscheidend für ein korrektes Schaltungsdesign und die Gewährleistung langfristiger Zuverlässigkeit.

2.1 Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Bedingungen für den Normalbetrieb.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden kann, ohne die Leistung oder Lebensdauer der LED zu beeinträchtigen.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Dieser Wert gilt für gepulsten Betrieb mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz. Er ermöglicht kurze Perioden mit höherem Strom, was für Multiplexing oder das Erreichen höherer momentaner Helligkeit nützlich ist.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C als Wärme abführen kann. Ein Betrieb oberhalb dieser Grenze erfordert sorgfältiges Wärmemanagement.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löttemperatur (Tsol):Die Anschlüsse halten 260°C für 5 Sekunden stand, was mit Standard-Lötreflow-Profilen für bleifreies Löten kompatibel ist.

2.2 Elektrooptische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standard-Testbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA) gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):400 mcd (Min), 800 mcd (Typ). Dies spezifiziert die Menge an sichtbarem Licht, die in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Der hohe typische Wert zeigt eine helle Ausgangsleistung, die für viele Indikatoranwendungen geeignet ist.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):10° (Typ). Dieser enge Abstrahlwinkel deutet auf einen stark gerichteten Lichtstrahl hin, der die Lichtstärke innerhalb eines kleinen Kegels konzentriert. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen Licht präzise gerichtet werden muss.
• Spitzen- & Hauptwellenlänge (λp, λd):Ca. 575 nm bzw. 573 nm. Dies platziert die emittierte Farbe fest im gelbgrünen Bereich des sichtbaren Spektrums. Die nahen Werte von Spitzen- und Hauptwellenlänge deuten auf eine gute Farbsättigung hin.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typ). Dies definiert die spektrale Breite des emittierten Lichts bei halber Maximalintensität (Full Width at Half Maximum - FWHM). Ein Wert von 20 nm ist typisch für monochromatische LEDs.
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (Typ), 2,4 V (Max) bei 20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Er ist entscheidend für das Design der strombegrenzenden Schaltung. Das Datenblatt vermerkt eine Messunsicherheit von ±0,1V für diesen Parameter.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Dies ist der Leckstrom, wenn die LED in Sperrrichtung vorgespannt ist.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die zeigen, wie sich die Leistung der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen verändert. Diese Graphen sind wesentlich, um das Verhalten über die Ein-Punkt-Spezifikationen hinaus zu verstehen.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts. Sie wird bei etwa 575 nm (gelbgrün) mit einer typischen FWHM von 20 nm ihren Höhepunkt haben, was die monochromatische Natur der Ausgabe bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Dieses Polardiagramm visualisiert den 10° Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtstärke stark abnimmt, wenn sich der Beobachtungswinkel von der Mittelachse (0°) entfernt.

3.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieser Graph zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom (I) und Spannung (V) für eine Halbleiterdiode. Für Entwickler verdeutlicht er, dass eine kleine Änderung der Durchlassspannung zu einer großen Änderung des Stroms führen kann, was die Bedeutung der Verwendung einer Konstantstromquelle oder eines gut berechneten Vorwiderstands unterstreicht.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute (Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt, die Beziehung jedoch nicht perfekt linear ist, insbesondere bei höheren Strömen. Sie impliziert auch, dass der Wirkungsgrad (Lumen pro Watt) bei sehr hohen Strömen abnehmen kann.

3.5 Thermische Eigenschaften

Die Kurven fürRelative Intensität vs. UmgebungstemperaturundDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatursind entscheidend für das Wärmemanagement. Typischerweise nimmt die Lichtausbeute der LED mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Darüber hinaus wird bei einer festen Treiberspannung der Durchlassstrom aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung der Diode mit der Temperatur ansteigen. Dies kann, wenn nicht ordnungsgemäß gehandhabt, zu thermischem Durchgehen führen, was die Konstantstromansteuerung noch wichtiger macht.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED wird in einem standardmäßigen lampenförmigen SMD-Gehäuse geliefert. Die Maßzeichnung gibt alle kritischen Maße an, einschließlich Körperlänge, -breite, -höhe, Anschlussabstand und Flanschdetails. Wichtige Hinweise aus der Zeichnung sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (mm).
• Die Höhe des Flansches muss kleiner als 1,5 mm sein.
• Die allgemeine Toleranz für nicht spezifizierte Maße beträgt ±0,25 mm.

Diese Abmessungen sind entscheidend für das Design des Leiterplatten-Footprints, um einen korrekten Sitz und Lötung zu gewährleisten.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (negativer Anschluss) ist typischerweise durch eine Abflachung auf der Linse, eine Kerbe im Gehäuse oder einen kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Die Maßzeichnung im Datenblatt sollte die Kathode klar markieren. Während der Montage muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden zu vermeiden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um die Integrität und Leistung der LED zu erhalten.

5.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen.
• Formen Sie die Anschlüssevor soldering.
• Vermeiden Sie während des Biegens mechanische Belastung des Gehäuses.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlöcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

5.2 Lagerung

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

5.3 Lötprozess

Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Glaskörper ein.

Handlöten:

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

Wellen- oder Tauchlöten:

• Vorwärmtemperatur: Max. 100°C (für max. 60 Sekunden).
• Lötbad-Temperatur: Max. 260°C.
• Lötzeit: Max. 5 Sekunden.

Allgemeine Löthinweise:

• Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse bei hohen Temperaturen.
• Löten Sie (tauchen/hand) nicht mehr als einmal.
• Schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Vermeiden Sie schnelles Abkühlen von der Spitzentemperatur.
• Verwenden Sie stets die niedrigstmögliche Temperatur, die eine zuverlässige Lötstelle gewährleistet.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Lufttrocknen bei Raumtemperatur.
• Verwenden Sie keine Ultraschallreinigunges sei denn, es ist unbedingt erforderlich und nur nach gründlicher Vorabprüfung, da sie die interne Struktur beschädigen kann.

6. Wärmemanagement und Zuverlässigkeit

Eine effektive Wärmeableitung ist von größter Bedeutung für die Leistung und Lebensdauer der LED.

• Das Wärmemanagement muss bereits in der initialen Anwendungsdesignphase berücksichtigt werden.
• Der Betriebsstrom sollte basierend auf der Umgebungstemperatur angemessen abgesenkt werden, wobei auf etwaige Absenkungskurven in der Spezifikation verwiesen wird.
• Die Temperatur in der Umgebung der LED in der finalen Anwendung muss kontrolliert werden. Übermäßige Hitze reduziert die Lichtausbeute (Lichtstromrückgang) und kann die Betriebslebensdauer des Bauteils erheblich verkürzen.

7. Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Wie die meisten Halbleiterbauelemente ist diese LED empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Das Datenblatt betont die Bedeutung von ESD-Vorsichtsmaßnahmen. Standard-ESD-Handhabungsverfahren müssen in allen Phasen der Produktion, Montage und Handhabung befolgt werden:

• Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze und Handgelenkbänder.
• Lagern und transportieren Sie Bauteile in antistatischer Verpackung (wie in der Verpackungsspezifikation angegeben).
• Vermeiden Sie Kontakt mit isolierenden Materialien, die statische Aufladung erzeugen können.

8. Verpackungs- und Bestellinformationen

8.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schutz vor Feuchtigkeit und elektrostatischer Entladung zu gewährleisten:

1. Primärverpackung:Mindestens 200 bis 500 Stück werden in einen antistatischen Beutel gelegt.
2. Sekundärverpackung:Fünf Beutel werden in einen Innenkarton gelegt.
3. Tertiärverpackung:Zehn Innenkartons werden in einen Master- (Außen-) Karton verpackt.

8.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Identifikation:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 333-2SYGC/S530-E2)
• QTY:Stückzahl im Beutel/Karton
• CAT / Ranks:Möglicherweise zeigt dies die Leistungsbinning an (z.B. Lichtstärkegrad).
• HUE:Hauptwellenlängenwert.
• REF:Referenzcode.
• LOT No:Herstellungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

9. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

9.1 Schaltungsdesign

Betreiben Sie die LED stets mit einer Konstantstromquelle oder einer Spannungsquelle in Reihe mit einem strombegrenzenden Widerstand. Berechnen Sie den Widerstandswert unter Verwendung der typischen Durchlassspannung (2,0V) und des gewünschten Betriebsstroms (z.B. 20mA) unter Berücksichtigung der Versorgungsspannung: R = (V_Versorgung - Vf_LED) / I_LED. Wählen Sie einen Widerstand mit ausreichender Belastbarkeit.

9.2 Leiterplattenlayout

Entwerfen Sie den Leiterplatten-Footprint exakt gemäß den Gehäuseabmessungen. Stellen Sie bei Betrieb mit hohen Strömen oder in hohen Umgebungstemperaturen ausreichende Kupferfläche oder Wärmeableitungsdurchkontaktierungen um die Kathoden-/Anodenpads der LED sicher, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

9.3 Optisches Design

Der enge 10° Abstrahlwinkel macht diese LED geeignet für Anwendungen, die einen fokussierten Strahl erfordern oder bei denen Licht nicht in benachbarte Bereiche streuen soll. Für breitere Beleuchtung wären Sekundäroptiken (z.B. Linsen oder Diffusoren) erforderlich.

10. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während ein direkter Vergleich spezifische Wettbewerberdaten erfordert, sind die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED basierend auf ihrem Datenblatt:

• Hohe Helligkeit:Eine typische Lichtstärke von 800 mcd ist beachtlich für ein Standard-Lampengehäuse.
• Enger Abstrahlwinkel:Der 10° Strahl ist stark gerichtet, was je nach Anwendung ein Vorteil oder eine Einschränkung sein kann.
• AlGaInP-Chip-Technologie:Dieses Materialsystem ist für hohe Effizienz im gelben, orangen und roten Spektralbereich bekannt und bietet gute Leistung für Gelbgrün.
• Robustes Gehäuse & Richtlinien:Die detaillierten Handhabungs- und Lötinstruktionen unterstützen eine zuverlässige Fertigung.

11. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 25 mA betreiben?

A1: Ja, aber Sie müssen ein exzellentes Wärmemanagement sicherstellen. Die Lebensdauer und Lichtausgangsstabilität der LED wird besser sein, wenn sie mit einem niedrigeren Strom, wie der Testbedingung von 20 mA, betrieben wird. Konsultieren Sie stets etwaige Lebensdauer- oder Absenkungskurven, falls verfügbar.

F2: Warum ist der Abstrahlwinkel so eng (10°)?

A2: Der enge Winkel ist das Ergebnis des Gehäuselinsendesigns und der Chipplatzierung. Er konzentriert das Licht in einen engen Strahl und maximiert die vorwärtsgerichtete Intensität (Candela). Dies ist ideal für Frontpanel-Anzeigen, bei denen der Benutzer die LED frontal betrachtet.

F3: Was bedeutet "Wasser Clear" Harz?

A3: Es bedeutet, dass das einkapselnde Epoxidharz transparent und farblos ist. Dies ermöglicht, dass die wahre Farbe des AlGaInP-Chips (gelbgrün) emittiert wird, ohne jegliche Einfärbung oder Diffusion durch das Gehäuse selbst.

F4: Wie kritisch ist der 3-mm-Abstand für das Biegen und Löten der Anschlüsse?

A4: Sehr kritisch. Biegen oder Löten näher am Epoxidharz-Glaskörper überträgt mechanische und thermische Belastung direkt auf den empfindlichen Halbleiterchip und die Bonddrähte im Inneren, was potenziell sofortigen Ausfall oder latente Zuverlässigkeitsprobleme verursachen kann.

12. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Design einer Statusanzeige für einen Netzwerkrouter.

Die LED muss von der Vorderseite des Geräts aus klar sichtbar sein. Eine 5V-Versorgungsschiene ist verfügbar.

1. Auswahl:Die 333-2SYGC/S530-E2 wird aufgrund ihrer hohen Helligkeit und deutlichen Farbe gewählt.
2. Schaltungsberechnung:Zielstrom = 20mA. Unter Verwendung von typ. Vf = 2,0V. Widerstand R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 150Ω. Verlustleistung im Widerstand: P = I^2 * R = (0,02^2)*150 = 0,06W. Ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ist ausreichend.
3. Leiterplattendesign:Der Footprint wird exakt gemäß der Maßzeichnung erstellt. Die LED wird hinter einer kleinen Blende auf der Frontplatte des Routers platziert. Der enge 10° Abstrahlwinkel stellt sicher, dass das Licht mit minimalem Verlust geradeaus durch die Blende gerichtet wird.
4. Montage:Die Bauteile werden mithilfe von Gurt und Rolle platziert. Die Leiterplatte durchläuft einen Reflow-Lötprozess unter Einhaltung des Profils von 260°C für 5 Sekunden.

13. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-pn-Übergang. Das aktive Gebiet besteht aus AlGaInP. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Gebiet und Löcher aus dem p-dotierten Gebiet in das aktive Gebiet injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall gelbgrün (~573-575 nm). Das wasserklare Epoxidharz verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz, formt den Lichtausgabestrahl (Linseneffekt) und verbessert die Lichteinkopplung aus dem Halbleitermaterial.

14. Technologietrends und Kontext

AlGaInP-basierte LEDs repräsentieren eine ausgereifte und hocheffiziente Technologie für den Farbbereich von Bernstein bis Rot, einschließlich Gelbgrün. Wichtige Trends in der breiteren LED-Industrie, die den Kontext für solche Bauteile liefern, umfassen:

• Erhöhte Effizienz:Laufende Material- und Verpackungsforschung treibt die Lichtausbeute (Lumen pro Watt) weiter nach oben.
• Miniaturisierung:Während dies ein Standardgehäuse ist, geht der Branchentrend hin zu immer kleineren Chip-Scale-Packages (CSP) für Hochdichteanwendungen.
• Intelligente Integration:In Zukunft könnten mehr LEDs mit Treibern, Controllern oder Sensoren in einzelnen Modulen integriert werden.
• Fokus auf Zuverlässigkeit:Da LEDs in kritischeren Anwendungen (Automobil, Industrie) eingesetzt werden, legen Datenblätter und Standards größeren Wert auf Langzeit-Zuverlässigkeitsdaten (LM-80-Tests, Lebensdauerprognosen).

Diese spezielle LED mit ihren klar definierten Spezifikationen und robusten Konstruktionsrichtlinien ist eine zuverlässige Lösung für traditionelle Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsaufgaben, bei denen bewährte Leistung und Kosteneffizienz entscheidende Überlegungen sind.