LED-Lampe 383-2SYGD/S530-E2 Datenblatt - Brillantes Gelbgrün - 20mA - 2,0V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle, brillante gelbgrüne LED-Lampe. Das Bauteil gehört zu einer Serie, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Lichtausbeute und Zuverlässigkeit entwickelt wurde. Es nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, die in einem grünen, diffundierenden Harz eingekapselt ist und eine deutliche, lebhafte gelbgrüne Lichtemission liefert.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre robuste Bauweise, die Einhaltung wichtiger Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) und die Verfügbarkeit in verschiedenen Verpackungsoptionen wie Band und Rolle für die automatisierte Montage. Sie ist für den Einsatz in einer Vielzahl von Konsum- und Industrie-Elektronikprodukten konzipiert, in denen eine konstante, helle Anzeigebeleuchtung erforderlich ist.

Der Zielmarkt umfasst Hersteller von Anzeigefeldern, Kommunikationsgeräten und Computerausrüstung, bei denen Bauteilzuverlässigkeit und optische Leistung entscheidend sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Dies sind keine empfohlenen Betriebsbedingungen.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Dieser Impulsstromwert (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz) ermöglicht kurze Phasen höherer Intensität, was für Multiplexing oder Stroboskopeffekte nützlich ist.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann, berechnet als VF * IF.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Bereich von -40°C bis +85°C (Betrieb) und -40°C bis +100°C (Lagerung). Dieser weite Bereich gewährleistet die Funktionalität in rauen Umgebungen.
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und IF=20mA gemessen und liefern die Basis-Leistungsdaten.

• Lichtstärke (Iv):40 (Min), 80 (Typ) mcd. Dies spezifiziert die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED. Der typische Wert von 80 mcd zeigt eine helle Ausgangsleistung, die für Anzeigeanwendungen geeignet ist.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):25° (Typ). Dieser enge Abstrahlwinkel bündelt das Licht in einen stärker gerichteten Strahl, ideal für Anwendungen, die einen fokussierten Lichtpunkt erfordern.
• Spitzenwellenlänge (λp):575 nm (Typ). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):573 nm (Typ). Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe "Brillantes Gelbgrün" definiert.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typ). Der Bereich der emittierten Wellenlängen, der auf eine relativ reine Farbe hinweist.
• Durchlassspannung (VF):1,7 (Min), 2,0 (Typ), 2,4 (Max) V. Der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 20mA. Dies ist entscheidend für den Schaltungsentwurf und die Berechnung des Vorwiderstands.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Spezifiziert den Leckstrom unter Sperrspannung.

Messunsicherheiten werden für Schlüsselparameter angegeben: Lichtstärke (±10%), dominante Wellenlänge (±1,0nm) und Durchlassspannung (±0,1V), was für die Qualitätskontrolle und die Analyse von Designmargen wichtig ist.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen. Diese sind wesentlich, um die Leistung über den Standardtestpunkt hinaus zu verstehen.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung. Das Maximum liegt bei etwa 575 nm mit einer typischen Bandbreite (FWHM) von 20 nm, was den gelbgrünen Farbpunkt bestätigt. Die Form ist charakteristisch für AlGaInP-Halbleitermaterial.

3.2 Richtcharakteristik

Das Abstrahldiagramm visualisiert den 25° Abstrahlwinkel. Die Intensität ist bei 0° (auf der Achse) am höchsten und sinkt auf etwa ±12,5° außerhalb der Achse auf die Hälfte ab, was den 2θ1/2-Winkel definiert.

3.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom (I) und Spannung (V) für eine Diode. Die Kurve ermöglicht es Entwicklern, die VF bei Strömen außerhalb von 20mA zu bestimmen. Die typische VF von 2,0V bei 20mA ist in dieser Darstellung sichtbar.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute (Intensität) im Betriebsbereich annähernd linear mit dem Durchlassstrom ansteigt. Sie bestätigt, dass das Betreiben der LED mit ihrem maximalen Dauerstrom (25mA) eine höhere Helligkeit ergibt als beim Teststrom von 20mA.

3.5 Thermische Kennlinien

Zwei wichtige Diagramme beziehen die Leistung auf die Umgebungstemperatur (Ta):Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtausbeute mit steigender Temperatur abnimmt. Diese Entlastung ist kritisch für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen; die LED wird bei Hitze weniger hell sein.Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht, wie sich die Durchlassspannung (VF) mit der Temperatur bei einem gegebenen Strom ändert. Typischerweise hat VF für LEDs einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Temperatur leicht abnimmt.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die mechanische Zeichnung liefert kritische Abmessungen für das PCB-Footprint-Design und die Montage. Wichtige Spezifikationen umfassen: - Alle Abmessungen sind in Millimetern. - Die Flanschhöhe muss kleiner als 1,5mm (0,059\") sein. - Es gilt eine allgemeine Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Die Zeichnung detailliert den Anschlussabstand, die Bauteilgröße und das empfohlene Lötpads-Layout, um einen korrekten mechanischen Sitz und Wärmemanagement zu gewährleisten.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (negativer Anschluss) ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle auf der LED-Linse, einen kürzeren Anschluss oder eine Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet. Während der Installation muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

5. Löt- & Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit entscheidend. Detaillierte Anweisungen werden bereitgestellt:

5.1 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Epoxidharz-Kugelbasis entfernt ist.
• Führen Sie die Formgebungvor soldering.
• Vermeiden Sie Belastung des Gehäuses; Belastung kann das Epoxidharz zum Reißen bringen oder den Chip beschädigen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

5.2 Lagerung

• Lagern Sie 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 feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

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

Handlöten:- Lötspitzentemperatur: Max. 300°C (für ein max. 30W Lötgerät). - 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 wird bereitgestellt, das die ideale Temperatur-Zeit-Kurve durch Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Kühlzonen zeigt.

Kritische Hinweise:- Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse während der Hochtemperaturphasen. - 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 schnelle Abkühlprozesse. - Verwenden Sie stets die niedrigste effektive Temperatur.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Lufttrocknen bei Raumtemperatur.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, es sei denn, sie ist unbedingt erforderlich und vorab qualifiziert, da sie den LED-Chip oder die Bondverbindungen beschädigen kann.

5.5 Wärmemanagement

Ein effektives thermisches Design ist für Langlebigkeit und Leistungserhaltung wesentlich. - Berücksichtigen Sie Wärmesenken bereits in der Anwendungsdesignphase. - Entlasten Sie den Betriebsstrom angemessen basierend auf der Umgebungstemperatur, unter Bezugnahme auf die Entlastungskurve (impliziert durch die Leistungsdiagramme). - Kontrollieren Sie die Temperatur um die LED in der finalen Anwendung.

5.6 ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung)

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen und Spannungsspitzen, die den Halbleiterchip beschädigen können. Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen müssen während aller Montage- und Handhabungsprozesse beachtet werden. Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, Handgelenksbänder und leitfähige Behälter.

6. Verpackungs- & Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schutz während des Versands und der Handhabung zu gewährleisten: -Primärverpackung:Antistatische Beutel (min. 200 bis 500 Stück pro Beutel). -Sekundärverpackung:5 Beutel werden in einen Innenkarton gelegt. -Tertiärverpackung:10 Innenkartons werden in einen Hauptaußenkarton verpackt. Diese mehrstufige Verpackung schützt vor Feuchtigkeit, statischer Aufladung und physischen Schäden.

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Identifikation: -CPN:Kundeneigene Produktionsnummer. -P/N:Hersteller-Produktionsnummer (z.B. 383-2SYGD/S530-E2). -QTY:Verpackungsmenge. -CAT:Ränge/Bin für Lichtstärke. -HUE:Ränge/Bin für dominante Wellenlänge. -REF:Ränge/Bin für Durchlassspannung. -LOT No:Herstellungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Wie im Datenblatt aufgeführt, ist diese LED geeignet für: -Fernseher & Monitore:Verwendung als Statusanzeigen, Tastenbeleuchtung oder dekorative Beleuchtung. -Telefone:Anrufstatusanzeigen, Nachrichtenwartelampen oder Tastaturbeleuchtung. -Computer:Einschaltanzeigen, Festplattenaktivitätsleuchten oder dekorative Akzente auf Peripheriegeräten. Ihre hohe Helligkeit und zuverlässige Leistung machen sie ideal für Unterhaltungselektronik, bei der lange Lebensdauer und konstante Farbe wichtig sind.

7.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, um den Durchlassstrom auf den gewünschten Wert (z.B. 20mA) zu begrenzen. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (Versorgungsspannung - VF) / IF.
• Thermisches Design:Sorgen Sie für ausreichende PCB-Kupferfläche oder andere Wärmesenken, wenn Sie nahe den Maximalwerten oder in hohen Umgebungstemperaturen arbeiten.
• Optisches Design:Der 25° Abstrahlwinkel liefert einen fokussierten Strahl. Für eine breitere Ausleuchtung sollten Sie eine Diffusorlinse verwenden oder eine LED mit einem breiteren Abstrahlwinkel wählen.
• ESD-Schutz:In empfindlichen Anwendungen sollten Sie die Hinzufügung von Transientenspannungsunterdrückungs-(TVS-)Dioden oder anderem Schutz auf den LED-Leitungen in Betracht ziehen.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während in diesem einzelnen Datenblatt kein direkter Vergleich mit anderen Produkten nebeneinander erfolgt, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED abgeleitet werden: -Chip-Technologie:Verwendet AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), das für hohe Effizienz im gelben, orangen und roten Spektralbereich bekannt ist, im Vergleich zu InGaN, das für Blau und Grün verwendet wird.Umweltkonformität:Volle Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) ist ein bedeutender Vorteil für Produkte, die auf globale Märkte mit strengen Vorschriften abzielen. -Enger Abstrahlwinkel:Der 25° Winkel ist enger als bei vielen Standard-LEDs (die oft 30-60° haben) und bietet eine stärker gerichtete Lichtabgabe, die für bestimmte Anzeigeanwendungen geeignet ist.Detaillierte Handhabungsanweisungen:Die umfassenden Richtlinien für Löten, Lagerung und ESD gehen über grundlegende Spezifikationen hinaus und deuten auf einen Designfokus auf Zuverlässigkeit und Fertigbarkeit hin.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden, um diese LED mit 20mA zu betreiben?A1: Unter Verwendung der typischen VF von 2,0V: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert (z.B. 150Ω oder 160Ω). Berechnen Sie stets mit der maximalen VF (2,4V), um unter ungünstigsten Bedingungen eine ausreichende Strombegrenzung sicherzustellen: R_min = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm.

F2: Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 25mA betreiben?A2: Ja, aber Sie müssen eine ordnungsgemäße Wärmeableitung sicherstellen. Die Lichtstärke wird höher sein als bei 20mA (siehe Kurve Relative Intensität vs. Strom), aber die Durchlassspannung wird ebenfalls leicht höher sein und das Bauteil wird heißer laufen. Eine Entlastung kann bei hohen Umgebungstemperaturen notwendig sein.

F3: Die dominante Wellenlänge beträgt 573nm. Werden alle Einheiten genau diese Farbe haben?A3: Nein. Die 573nm sind ein typischer Wert. Es gibt eine Fertigungstoleranz, und LEDs werden oft in HUE-Ränge eingeteilt. Die Messunsicherheit beträgt ±1,0nm. Für eine konsistente Farbe über mehrere LEDs in einem Produkt hinweg sollten Sie Einheiten aus demselben HUE-Bin spezifizieren oder auswählen.

F4: Warum ist der Lötabstand (3mm von der Kugel) so wichtig?A4: Dies verhindert, dass übermäßige Wärme während des Lötens über den Anschluss in die Epoxidharz-Kugel gelangt. Übermäßige Hitze kann thermische Spannungen verursachen, das Epoxidharz zum Reißen bringen, die interne Chip-Befestigung verschlechtern oder die Linse verfärben, was die Lichtausbeute reduziert.

10. Praktischer Design- & Anwendungsfall

Fall: Entwurf eines Statusanzeigefelds für einen NetzwerkrouterEin Entwickler benötigt mehrere helle, zuverlässige Status-LEDs (Strom, Internet, Wi-Fi, LAN-Ports) auf einem Router, der in verschiedenen Haushaltsumgebungen verwendet wird.Auswahlbegründung:Diese brillante gelbgrüne LED wurde aufgrund ihrer hohen typischen Intensität (80 mcd) gewählt, die Sichtbarkeit auch in gut beleuchteten Räumen gewährleistet. Ihre Konformität mit Umweltvorschriften ist für den globalen Markt obligatorisch. Die Verfügbarkeit auf Band und Rolle unterstützt die automatisierte PCB-Montage in großen Stückzahlen.Umsetzung:Die LEDs werden mit 18mA (leicht unter dem 20mA-Testpunkt für Reserve) über einen GPIO-Pin des Haupt-Mikrocontrollers mit einem Vorwiderstand betrieben. Das PCB-Layout bietet ein kleines thermisches Entlastungspad, das mit einer Massefläche zur Wärmeableitung verbunden ist. Der 25° Abstrahlwinkel ist perfekt, da die LEDs hinter kleinen, klaren Öffnungen auf der Frontplatte des Routers montiert sind und für jeden Status einen klaren, hellen Lichtpunkt erzeugen. Das detaillierte Lötprofil aus dem Datenblatt wird in die Bestückungs- und Reflow-Ofenausrüstung programmiert, um einen hochwertigen, zuverlässigen Fertigungsprozess sicherzustellen.

11. Funktionsprinzip Einführung

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Die aktive Zone besteht aus AlGaInP-Schichten (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die interne Potenzialbarriere des Übergangs (etwa 2,0V) übersteigt, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in die aktive Zone injiziert. Dort rekombinieren sie und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall Gelbgrün bei etwa 573-575 nm. Das grüne, diffundierende Harz-Einkapselungsmaterial dient dazu, den empfindlichen Halbleiterchip zu schützen, das Abstrahlverhalten auf einen 25° Abstrahlwinkel zu formen und das Licht leicht zu streuen, um die Betrachtungshomogenität zu verbessern.

12. Technologietrends

Die LED-Technologie entwickelt sich weiter, wobei allgemeine Trends Geräte wie dieses beeinflussen: -Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen in Materialwissenschaft und Chipdesign führen zu höherer Lichtausbeute (mehr Licht pro elektrischem Watt), was entweder hellere Anzeigen oder geringeren Stromverbrauch ermöglicht. -Miniaturisierung:Das Streben nach kleineren elektronischen Geräten treibt die Entwicklung von LEDs in immer kleineren Gehäusen voran, während die optische Leistung erhalten oder verbessert wird. -Verbesserte Zuverlässigkeit & Lebensdauer:Verbesserungen bei Verpackungsmaterialien, Chip-Befestigungsmethoden und Phosphor-Technologie (für weiße LEDs) verlängern weiterhin die Betriebslebensdauer und Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen. -Intelligente Integration:Es gibt einen Trend zu LEDs mit integrierten Steuer-ICs (wie adressierbaren RGB-LEDs), obwohl für einfache Anzeigelampen wie diese der Fokus auf kostengünstigen, leistungsstarken diskreten Bauteilen bleibt. -Strengere Umweltstandards:Die Einhaltung von Vorschriften wie RoHS und REACH ist mittlerweile eine Grundvoraussetzung. Die im Datenblatt hervorgehobene halogenfreie Spezifikation ist Teil dieses Trends zur Eliminierung gefährlicher Stoffe aus der Elektronik-Lieferkette.