LED-Lampe 383-2USOC/S530-A6 Datenblatt - Orange - 621nm Spitzenwellenlänge - 2,0V Durchlassspannung - 60mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtausbeute konzipiert ist. Das Bauteil nutzt einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) zur Erzeugung einer sonnenuntergangsorangenen Farbe und ist in einem wasserklaren Kunstharzgehäuse eingekapselt. Das primäre Entwicklungsziel ist die Bereitstellung einer zuverlässigen und robusten Leistung in kompakter Bauform.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Serie bietet eine Auswahl verschiedener Abstrahlwinkel für unterschiedliche Anwendungsanforderungen und ist auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich, was die Produktionseffizienz steigert. Sie ist für zuverlässigen und robusten Betrieb ausgelegt. Das Produkt entspricht wichtigen Umweltvorschriften, einschließlich der EU-RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), der EU-REACH-Verordnung (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) und ist halogenfrei, wobei der Gehalt an Brom (Br) und Chlor (Cl) einzeln streng unter 900 ppm und zusammen unter 1500 ppm kontrolliert wird.

Die Zielanwendungen für diese LED liegen hauptsächlich in der Unterhaltungselektronik und der Display-Hintergrundbeleuchtung, einschließlich Fernsehgeräten, Computermonitoren, Telefonen und allgemeinen Computer-Anzeigeanwendungen, bei denen ein deutliches, helles oranges Signal erforderlich ist.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Bedingungen ist nicht garantiert und sollte für eine zuverlässige Langzeitleistung vermieden werden.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):160 mA. Dies ist der maximale Pulsstrom, anwendbar bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann den LED-Übergang beschädigen.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model:2000 V. Dies gibt die Empfindlichkeit der LED gegenüber statischer Elektrizität an; geeignete ESD-Handhabungsvorkehrungen sind erforderlich.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse ohne Überschreiten seiner thermischen Grenzen abführen kann.
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich, für den das Bauteil ausgelegt ist.
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +100°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Die maximale Temperatur und Zeit, die die Anschlüsse während Wellen- oder Reflow-Lötvorgängen aushalten können.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die typische Leistung der LED.

• Lichtstärke (Iv):6300 mcd (Min), 8000 mcd (Typ). Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit der LED in einer bestimmten Richtung. Die Messunsicherheit beträgt ±10%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):6° (Typ). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Intensität bei 0° (auf der Achse) beträgt. Ein Winkel von 6° deutet auf einen sehr schmalen, fokussierten Strahl hin.
• Spitzenwellenlänge (λp):621 nm (Typ). Die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist.
• Farbortwellenlänge (λd):615 nm (Typ). Die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. Unsicherheit: ±1,0 nm.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):18 nm (Typ). Der Bereich der Wellenlängen, in dem die Strahlungsleistung mindestens die Hälfte der Spitzenleistung beträgt, was die spektrale Reinheit angibt.
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (Typ), 2,4 V (Max). Der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom. Unsicherheit: ±0,1 V.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max). Der geringe Leckstrom, der fließt, wenn die spezifizierte Sperrspannung (5V) angelegt wird.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die zeigen, wie sich Schlüsselparameter mit den Betriebsbedingungen ändern. Diese sind für Schaltungsentwurf und thermisches Management unerlässlich.

3.1 Spektrale Verteilung und Richtcharakteristik

DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt einen scharfen Peak bei etwa 621 nm, was die orangefarbene Emission bestätigt. DieRichtcharakteristik-Kurve stellt den sehr schmalen 6°-Abstrahlwinkel visuell dar und zeigt, wie die Intensität außerhalb der Achse schnell abfällt, was ideal für fokussierte Anzeigeanwendungen ist.

3.2 Elektrische und thermische Abhängigkeiten

DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kurve)zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Bei 20 mA beträgt die Spannung etwa 2,0V. DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt, dass die Lichtausgabe bis zum maximalen Nenndauerstrom linear mit dem Strom ansteigt.

DieRelative Intensität vs. Umgebungstemperatur-Kurve ist für das thermische Design entscheidend. Sie zeigt, dass die Lichtausgabe mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Bei 85°C kann die Ausgabe beispielsweise nur noch 50-60% des Wertes bei 25°C betragen. Umgekehrt würde dieDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurve (wahrscheinlich bei konstanter Spannung) zeigen, wie sich der Strom mit der Temperatur ändert, was für den Entwurf von Konstantstromtreibern zur Aufrechterhaltung einer stabilen Helligkeit wichtig ist.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 3-mm-Rundgehäuse untergebracht, oft als \"T-1\"-Größe bezeichnet. Die detaillierte Maßzeichnung spezifiziert den Linsendurchmesser, den Anschlussabstand, den Anschlussdurchmesser und die Gesamthöhe. Ein wichtiger Hinweis besagt, dass die Höhe des Flansches (der Rand an der Basis der Kuppel) weniger als 1,5 mm (0,059\") betragen muss. Alle Maße sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Präzise Abmessungen sind entscheidend für das Leiterplatten-Layout und die Gewährleistung eines korrekten Sitzes in Gehäusen.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die LED hat zwei Anschlüsse: die Anode (Plus) und die Kathode (Minus). Typischerweise ist die Kathode durch eine abgeflachte Stelle am Kunststofflinsenrand oder durch den kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Das Diagramm im Datenblatt sollte konsultiert werden, um die genaue Polaritätskennzeichnung für diese spezifische Artikelnummer zu bestätigen und eine umgekehrte Installation zu verhindern.

5. Löt- und Montagerichtlinien

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

5.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen, um Belastungen der Dichtung zu vermeiden.
• Die Formung mussvor soldering.
• dem Einlöten erfolgen. Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Falsch ausgerichtete Leiterplattenlöcher, die die Anschlüsse beim Einsetzen zwingen, können Risse oder Degradation verursachen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

5.2 Lötprozess

Handlöten:Die Lötspitzentemperatur sollte 300°C nicht überschreiten (für ein max. 30W-Lötkolben), und die Lötzeit pro Anschluss sollte maximal 3 Sekunden betragen. Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Glaskörper ein.
Wellenlöten (DIP):Die Vorwärmtemperatur sollte 100°C für maximal 60 Sekunden nicht überschreiten. Die Temperatur des Lötbads sollte maximal 260°C bei einer Verweilzeit von 5 Sekunden betragen. Auch hier ist ein Abstand von 3 mm zwischen der Lötstelle und dem Glaskörper einzuhalten.
Ein empfohlenes Lötprofil würde typischerweise eine allmähliche Vorwärmrampe, einen kurzen Peak bei 260°C und eine kontrollierte Abkühlrampe zeigen. Schnelles Abkühlen wird nicht empfohlen. Tauch- oder Handlötvorgänge sollten nicht mehr als einmal durchgeführt werden.

5.3 Lagerung und Reinigung

Lagerung:LEDs sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die Haltbarkeit nach dem Versand beträgt 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.
Reinigung:Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht mehr als eine Minute. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, es sei denn, es ist unbedingt erforderlich und nur nach Vorqualifizierung, da dies interne Schäden verursachen kann.

6. Prinzip der Wärmemanagement

Obwohl es sich nicht um eine Hochleistungs-LED handelt, ist das Wärmemanagement dennoch eine kritische Designüberlegung. Die Durchlassspannung und der Strom erzeugen Wärme (Leistung = Vf * If). Diese Wärme erhöht, wenn sie nicht abgeführt wird, die Sperrschichttemperatur in der LED. Wie in den Kennlinien gezeigt, reduziert eine hohe Sperrschichttemperatur direkt die Lichtausgabe (Lichtstärke) und kann den langfristigen Degradationsprozess beschleunigen, was die Lebensdauer der LED verkürzt. Daher sollte bereits im Anwendungsentwurf der Wärmeleitweg von den LED-Anschlüssen zur Leiterplatte und gegebenenfalls zu einem Kühlkörper berücksichtigt werden, insbesondere wenn nahe dem maximalen Dauerstrom oder bei hohen Umgebungstemperaturen gearbeitet wird. Die Nennverlustleistung von 60 mW ist die Grenze für das Gehäuse; ein Überschreiten führt dazu, dass die Sperrschichttemperatur sichere Grenzen überschreitet.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um sie vor ESD zu schützen. Die Verpackungshierarchie ist wie folgt:
1. Rolle/Beutel:Mindestens 200 bis 500 Stück pro antistatischem Beutel.
2. Innenkarton:6 Beutel pro Innenkarton.
3. Außenkarton:10 Innenkartons pro Außenkarton.

7.2 Etikettenerklärung

Die Etiketten auf der Verpackung enthalten mehrere Codes:
- CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
- P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 383-2USOC/S530-A6).
- QTY:Stückzahl in der Verpackung.
- CAT:Sortierklassen (Bins) für die Lichtstärke (Iv).
- HUE:Sortierklassen (Bins) für die Farbortwellenlänge (λd).
- REF:Sortierklassen (Bins) für die Durchlassspannung (Vf).
- LOT No:Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LED sollte von einer Konstantstromquelle angesteuert werden, um eine stabile Helligkeit zu gewährleisten. Ein einfacher Vorwiderstand ist für Niedrigstromanwendungen üblich. Der Widerstandswert (R) wird berechnet als R = (Versorgungsspannung - Vf) / If. Beispiel: Bei einer Versorgungsspannung von 5V, einer Vf von 2,0V und einem gewünschten If von 20mA: R = (5 - 2,0) / 0,02 = 150 Ω. Die Nennleistung des Widerstands sollte mindestens (5-2,0)*0,02 = 0,06W betragen, daher ist ein 1/8W- oder 1/4W-Widerstand ausreichend. Für Anwendungen, die eine stabile Helligkeit über Temperatur- oder Versorgungsspannungsschwankungen hinweg erfordern, wird ein spezieller LED-Treiber-IC empfohlen.

8.2 Designüberlegungen

• Abstrahlwinkel:Der schmale Winkel von 6° macht sie geeignet für Frontplattenanzeigen, bei denen das Licht direkt auf den Betrachter gerichtet sein soll, nicht für die Beleuchtung großer Flächen.
• Strombegrenzung:Verwenden Sie immer einen strombegrenzenden Widerstand oder eine Schaltung. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss und zerstört die LED.
• Leiterplatten-Layout:Stellen Sie sicher, dass das Leiterplatten-Footprint den Datenblattabmessungen und der Polarität entspricht. Bieten Sie ausreichend Kupferfläche um die Anschlüsse herum, die als kleiner Kühlkörper wirken kann.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie ESD-Schutz auf den Eingangsleitungen, wenn die LED für den Benutzer zugänglich ist, und befolgen Sie ESD-sichere Handhabungsverfahren während der Montage.

9. Technologieeinführung und Differenzierung

9.1 AlGaInP-Chip-Technologie

Diese LED verwendet ein AlGaInP-Halbleitermaterial (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Dieses Materialsystem ist hocheffizient für die Lichterzeugung im Bernstein-, Orange-, Rot- und Gelbgrün-Spektrum. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP (Galliumarsenidphosphid) bieten AlGaInP-LEDs bei gleichem Strom eine deutlich höhere Helligkeit und Effizienz, weshalb dieses Bauteil bei nur 20mA 8000 mcd erreichen kann. Die wasserklare Kunstharzlinse, im Gegensatz zu einer diffundierten oder getönten, maximiert die Lichtauskopplung und trägt zur hohen Lichtstärke bei.

9.2 Differenzierung zu ähnlichen Produkten

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser spezifischen LED sind ihresehr hohe Lichtstärke (8000 mcd)bei einem Standard-Durchlassstrom von 20mA und ihrsehr schmaler Abstrahlwinkel (6°). Viele Standard-3-mm-orange LEDs haben möglicherweise Intensitäten im Bereich von 100-1000 mcd mit breiteren Winkeln (15-30°). Dies macht sie zu einer Spezialkomponente für Anwendungen, bei denen ein hochsichtbarer, fokussierter Strahl orangefarbenen Lichts von einer kleinen Quelle benötigt wird, wie z.B. eine hochhelle Statusanzeige an professionellen Geräten oder ein präziser optischer Sensorauslöser.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED dauerhaft mit 25mA betreiben?
A1: Ja, 25mA ist der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom. Für optimale Lebensdauer und unter Berücksichtigung realer thermischer Bedingungen wird der Betrieb bei oder leicht unter dem typischen Teststrom von 20mA empfohlen.

F2: Die Lichtstärke beträgt typisch 8000 mcd. Warum weicht meine Messung ab?
A2: Das Datenblatt gibt eine Messunsicherheit von ±10% an. Darüber hinaus wird die Intensität unter spezifischen Bedingungen (20mA, 25°C) mit dem Fotodetektor auf der Achse (0°) gemessen. Jede Abweichung in Strom, Temperatur oder Messwinkel (besonders kritisch bei einem 6°-Strahl) führt zu einer anderen Messung.

F3: Was bedeuten die CAT-, HUE- und REF-Bins?
A3: Aufgrund von Fertigungstoleranzen werden LEDs nach der Produktion sortiert (gebinned).CATgruppiert LEDs nach ähnlicher Lichtstärke (z.B. 7000-8000 mcd, 8000-9000 mcd).HUEgruppiert nach Farbortwellenlänge (z.B. 613-617 nm).REFgruppiert nach Durchlassspannung (z.B. 1,9-2,1V). Für Anwendungen, die Farb- oder Helligkeitskonstanz erfordern, ist die Spezifikation oder der Kauf innerhalb einer engen Bin-Klasse wichtig.

F4: Wie ist die 2000V-ESD-Bewertung zu interpretieren?
A4: Eine 2000V-HBM-Bewertung (Human Body Model) gilt für eine LED als relativ robust, erfordert aber dennoch grundlegende ESD-Vorsichtsmaßnahmen. Sie bedeutet, dass das Bauteil typischerweise eine 2000V-Entladung gemäß dem Human-Body-Modell übersteht. Handhaben Sie es immer auf geerdeten Oberflächen, verwenden Sie Erdungsarmbänder und verpacken Sie es in antistatischen Materialien.