LED-Lampe 494-10SYGT/S530-E2 Datenblatt - Leuchtendes Gelbgrün - 20mcd - 2,0V - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die technischen Spezifikationen für eine hochhelle, leuchtend gelbgrüne LED-Lampe. Das Bauteil basiert auf AlGaInP-Chip-Technologie, ist in grün-transparentem Harz vergossen und für Anwendungen konzipiert, die eine zuverlässige und robuste Beleuchtung mit einer markanten Farbausgabe erfordern.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die LED bietet mehrere Schlüsselmerkmale, die sie für moderne Elektronikdesigns geeignet macht. Sie ist in verschiedenen Abstrahlwinkeln und Verpackungsoptionen wie Tape-and-Reel für die automatisierte Bestückung erhältlich. Das Produkt entspricht Umweltvorschriften: bleifrei, RoHS-konform, EU REACH-konform und halogenfrei (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Hauptanwendungen sind Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik wie Fernsehern, Computermonitoren, Telefonen und allgemeiner Computerausrüstung.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt beschreibt die kritischen Betriebsgrenzen und Leistungsmerkmale der LED unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C).

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Der Dauer-Durchlassstrom (I_F) darf 25 mA nicht überschreiten. Für den Impulsbetrieb ist ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 60 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1 kHz zulässig. Die maximale Sperrspannung (V_R) beträgt 5 V. Das Bauteil kann bis zu 60 mW Leistung dissipieren. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, während die Lagertemperatur von -40°C bis +100°C betragen kann. Die Löttemperaturtoleranz liegt bei 260°C für maximal 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die typische Leistung bei Betrieb innerhalb der empfohlenen Bedingungen. Bei einem Durchlassstrom von 20 mA beträgt die Lichtstärke (I_v) typisch 20 mcd, mindestens jedoch 10 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt typisch 100 Grad. Die Spitzenwellenlänge (λ_p) liegt typisch bei 575 nm und die dominante Wellenlänge (λ_d) typisch bei 573 nm, was die leuchtend gelbgrüne Farbe definiert. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt typisch 20 nm. Die Durchlassspannung (V_F) misst typisch 2,0 V und liegt bei 20 mA zwischen 1,7 V und 2,4 V. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 10 µA bei 5 V. Messunsicherheiten werden für die Durchlassspannung (±0,1V), die Lichtstärke (±10%) und die dominante Wellenlänge (±1,0nm) angegeben.

2.3 Thermische Eigenschaften

Obwohl nicht als separate Tabelle dargestellt, ist das thermische Management entscheidend. Die Verlustleistungsgrenze von 60 mW und der Betriebstemperaturbereich stehen in direktem Zusammenhang mit der thermischen Leistung des Bauteils. Bei Betrieb nahe der Grenzwerte oder bei erhöhten Umgebungstemperaturen ist eine angemessene Kühlung oder Stromreduzierung erforderlich, um Langlebigkeit und optische Leistung zu gewährleisten.

3. Kennlinienanalyse

Das Datenblatt enthält mehrere grafische Darstellungen des Verhaltens der LED unter verschiedenen Bedingungen.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit der Emission um den 575 nm-Peak mit einer definierten Bandbreite und bestätigt den gelbgrünen Farbpunkt.

3.2 Richtcharakteristik

Dieses Polardiagramm visualisiert die räumliche Lichtverteilung, die dem 100-Grad-Abstrahlwinkel entspricht, und zeigt, wie die Intensität von der Mittelachse abnimmt.

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

Diese grundlegende Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung, die für den Entwurf der korrekten strombegrenzenden Schaltung wesentlich ist. Die typische V_Fvon 2,0V bei 20mA ist ein wichtiger Entwurfsparameter.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt. Bei höheren Strömen ist sie typischerweise sublinear aufgrund von Effizienzabfall und thermischen Effekten, was Entscheidungen über den optimalen Treiberstrom für die gewünschte Helligkeit beeinflusst.

3.5 Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur

Diese Kurve zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten der Lichtausgabe. Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die Lichtstärke generell ab, was für Anwendungen mit großen Temperaturschwankungen kritisch ist.

3.6 Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur

Oft im Zusammenhang mit der Stromreduzierung, zeigt dieses Diagramm, wie der maximal zulässige Durchlassstrom mit steigender Umgebungstemperatur reduziert werden sollte, um innerhalb der Verlustleistungsgrenzen zu bleiben.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Datenblatt enthält eine detaillierte mechanische Zeichnung des LED-Gehäuses. Wichtige Abmessungen sind die Gesamtlänge, -breite und -höhe des Bauteils, der Anschlussabstand sowie Größe und Position der Epoxidlinse. Hinweise geben an, dass alle Maße in Millimetern sind, die Flanschhöhe weniger als 1,5 mm betragen muss und die allgemeine Toleranz ±0,25 mm beträgt, sofern nicht anders angegeben. Diese Informationen sind für das Leiterplatten-Layout und die korrekte Montage entscheidend.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine Abflachung an der Linse, einen kürzeren Anschluss oder eine spezifische Markierung am Gehäuse, wie im Abmessungsdiagramm gezeigt, identifiziert. Die korrekte Polarität muss während der Installation beachtet werden.

5. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist wesentlich, um Schäden zu vermeiden und die Zuverlässigkeit sicherzustellen.

5.1 Anschlussformung

Falls erforderlich, sollten die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidkörpers entfernt gebogen werden. Die Formung muss vor dem Löten bei Raumtemperatur erfolgen, um Belastungen des Gehäuses oder der Anschlüsse zu vermeiden, die zu Brüchen oder Leistungsminderung führen können. Leiterplattenlöcher müssen präzise mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

5.2 Lagerung

LEDs sollten bei 30°C oder weniger und 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer nach dem Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung bis zu einem Jahr sollte ein versiegelter Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel verwendet werden. Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 3 mm muss zwischen der Lötstelle und dem Epoxidkörper eingehalten werden. Empfohlene Bedingungen sind:
Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300°C (max. 30W), Lötzeit max. 3 Sekunden.
Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100°C (max. 60 Sekunden), Lötbad-Temperatur max. 260°C für 5 Sekunden.
Ein empfohlenes Löttemperaturprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das typischerweise eine Aufheiz-, Vorwärm-, Reflow- und Abkühlphase zeigt. Tauch- oder Handlöten sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden. Vermeiden Sie Belastungen der Anschlüsse bei hohen Temperaturen. Nach dem Löten schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Verwenden Sie keine schnellen Abkühlprozesse.

5.4 Reinigung

Falls Reinigung notwendig ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht mehr als eine Minute und lassen Sie ihn an der Luft trocknen. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie die LED beschädigen kann. Falls unbedingt erforderlich, ist eine Vorqualifizierung notwendig, um sichere Leistungspegel und Dauer zu bestimmen.

5.5 Wärmemanagement

Das thermische Management muss während der Anwendungsentwurfsphase berücksichtigt werden. Der Betriebsstrom sollte basierend auf der Umgebungstemperatur angemessen reduziert werden, unter Bezugnahme auf die Stromreduzierungs-Kennlinie (implizit in den Leistungsdiagrammen), um ein Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur zu verhindern und langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeitsschäden zu verhindern. Sie werden in antistatische Beutel gelegt. Diese Beutel werden dann in Innenkartons verpackt, die anschließend in Außenkartons für den Versand platziert werden.

6.2 Verpackungsmenge und Etikettenerklärung

Standardverpackungsmengen sind 200-1000 Stück pro antistatischem Beutel, 4 Beutel pro Innenkarton und 10 Innenkartons pro Außenkarton. Etiketten auf der Verpackung enthalten Codes für: Kundeneigene Produktnummer (CPN), Produktnummer (P/N), Verpackungsmenge (QTY), Kategorien (CAT, wahrscheinlich für Lichtstärke- oder Wellenlängen-Binning), Dominante Wellenlänge (HUE), Durchlassspannung (REF) und Losnummer (LOT No).

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal geeignet für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays und Panelbeleuchtung in Unterhaltungselektronik wie Fernsehern, Monitoren, Telefonen und Computern, wo ein deutliches gelbgrünes Signal erforderlich ist.

7.2 Designüberlegungen

Schaltungsentwurf:Verwenden Sie stets einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand. Berechnen Sie den Widerstandswert basierend auf der Versorgungsspannung (V_CC), der typischen Durchlassspannung (V_F~2,0V) und dem gewünschten Durchlassstrom (I_F, nicht mehr als 25mA Dauerbetrieb). Formel: R = (V_CC- V_F) / I_F.
Leiterplatten-Layout:Befolgen Sie die empfohlene Bestückungsfläche aus den Gehäuseabmessungen. Stellen Sie sicher, dass die Polaritätskennzeichnung auf der Leiterplatte mit der Kathode der LED übereinstimmt.
Thermisches Design:Für Dauerbetrieb bei oder nahe dem Maximalstrom berücksichtigen Sie die Fähigkeit der Leiterplatte, als Kühlkörper zu wirken. Breitere Kupferbahnen, die mit den LED-Pads verbunden sind, können bei der Wärmeableitung helfen.
Optisches Design:Der 100-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen breiten Strahl. Für fokussierteres Licht können externe Linsen oder Reflektoren erforderlich sein.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Obwohl in diesem einzelnen Datenblatt kein direkter Vergleich mit anderen Artikelnummern gegeben wird, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED abgeleitet werden:
Chip-Technologie:Die Verwendung von AlGaInP-Halbleitermaterial ist Standard für hocheffiziente gelbe und bernsteinfarbene LEDs und bietet gute Helligkeit und Farbreinheit.
Umweltkonformität:Volle Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards macht sie für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet.
Gehäuse:Das Standard-Lampengehäuse bietet einfache Handhabung und Lötbarkeit für Durchsteckmontage, obwohl das Dokument auch die Verfügbarkeit auf Tape-and-Reel erwähnt, was auf SMD-Varianten oder Kompatibilität mit automatisierter Bestückung hindeutet.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Welchen Widerstand benötige ich für eine 5V-Versorgung?
A1: Ziel: ein sicherer Treiberstrom von 20mA mit einer typischen V_Fvon 2,0V: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert (z.B. 150Ω oder 160Ω) und prüfen Sie die Belastbarkeit des Widerstands (P = I²R = 0,06W, also ist ein 1/8W- oder 1/4W-Widerstand in Ordnung).

F2: Kann ich diese LED mit 3,3V betreiben?
A2: Ja. Mit derselben Berechnung: R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ω. Ein 68Ω-Standardwiderstand würde einen etwas geringeren Strom (~19,1mA) ergeben, was akzeptabel ist.

F3: Wie hell ist 20 mcd?
A3: 20 Millicandela ist eine moderate Helligkeit, geeignet für Innenraum-Indikatoranwendungen, bei denen sie aus kurzer Entfernung betrachtet wird. Sie ist unter normalen Raumbeleuchtungsbedingungen deutlich sichtbar.

F4: Was bedeutet \"Leuchtendes Gelbgrün\"?
A4: Dies ist ein beschreibender Name für die Farbe, definiert durch ihre dominante Wellenlänge von etwa 573 nm. Sie liegt im Spektrum zwischen reinem Grün (~525 nm) und reinem Gelb (~590 nm).

F5: Ist ein Kühlkörper erforderlich?
A5: Für Dauerbetrieb mit dem absoluten Maximalstrom von 25 mA bei hoher Umgebungstemperatur sind thermische Überlegungen wichtig. Für den typischen Betrieb mit 20 mA bei Raumtemperatur sind die Leiterplattenbahnen normalerweise ausreichend. Konsultieren Sie die Stromreduzierungs-Kennlinien für Hochtemperaturbetrieb.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Einschaltanzeige für einen Desktop-Computer.
Umsetzung:Die LED wird auf der Frontplatte platziert. Sie ist in Reihe mit einem 180Ω-Strombegrenzungswiderstand an die 5V-Standby-Stromschiene des Motherboards angeschlossen. Wenn der Computer eingesteckt ist (auch wenn er ausgeschaltet ist), ist die 5VSB-Schiene aktiv und beleuchtet die LED mit etwa 16,7mA ((5V-2,0V)/180Ω), was eine klare \"Standby\"-Anzeige bietet. Der breite Abstrahlwinkel gewährleistet Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln. Der niedrige Stromverbrauch (~50mW für LED+Widerstand) ist vernachlässigbar. Die halogenfreie und RoHS-konforme Ausführung erfüllt die für die Computerherstellung erforderlichen Umweltstandards.

11. Funktionsprinzip Einführung

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einer Halbleiterdiode. Die aktive Zone besteht aus einer AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Verbindungshalbleiter. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in die aktive Zone 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 bestimmt – in diesem Fall etwa 573-575 nm für Gelbgrün. Das Epoxidharzgehäuse dient zum Schutz des Halbleiterchips, wirkt als Linse zur Formung des Lichtstrahls (100-Grad-Abstrahlwinkel) und verbessert die Lichtextraktionseffizienz.

12. Technologietrends (Objektive Perspektive)

Die LED-Industrie entwickelt sich weiter. Während dies ein Standard-Durchsteckgehäuse ist, umfassen breitere Trends, die solche Komponenten beeinflussen:
Erhöhte Effizienz:Laufende Materialwissenschaftsforschung zielt darauf ab, die interne Quanteneffizienz (IQE) und Lichtextraktionseffizienz (LEE) von AlGaInP-LEDs zu verbessern, was potenziell zu höherer Helligkeit bei gleichem Strom oder gleicher Helligkeit bei geringerer Leistung führt.
Miniaturisierung:Es gibt einen allgemeinen Markttrend hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen (wie 0603, 0402) für Indikatoren aufgrund ihres kleineren Platzbedarfs und ihrer Kompatibilität mit automatisierter Bestückung, obwohl Durchsteckgehäuse für Prototyping, Reparatur und bestimmte robuste Anwendungen relevant bleiben.
Farbkonsistenz:Fortschritte in der epitaktischen Wachstums- und Binning-Prozesse ermöglichen eine engere Kontrolle über dominante Wellenlänge und Lichtstärke, was eine konsistentere Farbe und Helligkeit von Bauteil zu Bauteil innerhalb einer Produktionscharge bietet.
Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Verbesserungen bei Verpackungsmaterialien (Epoxid, Silikon) und Die-Attach-Techniken erhöhen weiterhin die langfristige Zuverlässigkeit und den Lumen-Erhalt von LEDs, insbesondere unter Hochtemperatur-Betriebsbedingungen.