LED-Lampe 333-2SURC/S400-A8 Datenblatt - Brillantes Rot - 20mA - 3200-5000mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtleistung konzipiert ist. Das Bauteil nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um eine brillante rote Farbe mit einer wasserklaren Harzverkapselung zu erzeugen. Es ist auf Zuverlässigkeit und Robustheit ausgelegt und eignet sich daher für eine Vielzahl von elektronischen Anzeige- und Indikatoranwendungen.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Lichtstärke:Liefert eine typische Lichtstärke im Bereich von 3200 bis 5000 Millicandela (mcd) bei einem Standard-Durchlassstrom von 20mA.
• Enger Abstrahlwinkel:Besitzt einen typischen Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 10 Grad, was eine fokussierte und intensive Lichtabgabe ermöglicht.
• Konformität und Zuverlässigkeit:Das Produkt entspricht den RoHS-, EU-REACH- und halogenfreien Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) und gewährleistet so Umweltsicherheit und langfristige Zuverlässigkeit.
• Verpackungsflexibilität:Erhältlich auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED ist speziell für den Markt der Unterhaltungselektronik und Display-Hintergrundbeleuchtung ausgelegt. Ihre Hauptanwendungen umfassen:

• Fernsehgeräte (TV)
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerperipherie und Anzeigelampen

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgende Tabelle listet die Belastungsgrenzen auf, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Dies sind keine Betriebsbedingungen.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften (Ta=25°C)

Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED unter normalen Betriebsbedingungen bei einer Umgebungstemperatur von 25°C.

Messhinweise:Durchlassspannung: ±0,1V Unsicherheit; Lichtstärke: ±10% Unsicherheit; Dominante Wellenlänge: ±1,0nm Unsicherheit.

2.3 Thermische Eigenschaften

Die Leistung des Bauteils wird von der Temperatur beeinflusst. Der Betriebsbereich liegt zwischen -40°C und +85°C. Eine ordnungsgemäße Wärmeableitung oder Stromreduzierung ist für den Betrieb nahe der oberen Temperaturgrenze unerlässlich, um Leistung und Lebensdauer zu erhalten.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt wird basierend auf wichtigen Leistungsparametern kategorisiert, um Konsistenz im Anwendungsdesign zu gewährleisten. Das Kennzeichnungssystem umfasst Codes für:

• CAT:Einteilung der Lichtstärke (Iv). Dies ermöglicht die Auswahl von LEDs innerhalb eines bestimmten Helligkeitsbereichs.
• HUE:Einteilung der dominanten Wellenlänge (λd). Dies gewährleistet Farbkonstanz über mehrere Einheiten hinweg.
• REF:Einteilung der Durchlassspannung (VF). Dies hilft bei der Auslegung stabiler Treiberschaltungen, indem LEDs mit ähnlichem Spannungsabfall gruppiert werden.

Diese Binning-Codes sind typischerweise auf dem Produktetikett neben der Teilenummer (P/N), der Kunden-Produktionsnummer (CPN), der Packmenge (QTY) und der Losnummer (LOT No.) zu finden.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einer typischen Spitzenwellenlänge (λp) von 632 nm und einer dominanten Wellenlänge (λd) von 624 nm. Die spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20 nm und definiert die Reinheit und den spezifischen Farbton des brillanten Rots.

4.2 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die I-V-Kurve ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Bei dem Standard-Betriebsstrom von 20mA beträgt die Durchlassspannung (VF) typischerweise 2,0V, mit einem Bereich von 1,7V bis 2,4V. Diese Information ist entscheidend für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung.

3.3 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die Lichtstärke steigt mit dem Durchlassstrom. Ein Betrieb über dem empfohlenen Dauerstrom (25mA) oder ohne ordnungsgemäße Wärmemanagement verringert jedoch aufgrund der erhöhten Sperrschichttemperatur den Wirkungsgrad und die Lebensdauer.

4.4 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtleistung nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Entwickler müssen diese Entlastung in Hochtemperaturumgebungen berücksichtigen.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Bei einer Konstantspannungsansteuerung kann sich der Durchlassstrom mit der Temperatur ändern. Für eine stabile Leistung über den gesamten Betriebstemperaturbereich wird ein Konstantstromtreiber empfohlen.

4.5 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht den typischen Abstrahlwinkel von 10 Grad und zeigt, wie die Lichtintensität in einem schmalen Strahl konzentriert ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungszeichnung

Die LED verfügt über ein Standard-Lampengehäuse. Wichtige Abmessungshinweise umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm).
• Die Höhe des Flansches muss kleiner als 1,5mm (0,059\") sein.
• Die Standardtoleranz für nicht spezifizierte Abmessungen beträgt ±0,25mm.

Die Zeichnung gibt den Anschlussabstand, den Gehäusedurchmesser, die Gesamthöhe und den empfohlenen Mindestabstand (3mm) von der Epoxid-Linse zum Biege- oder Lötpunkt der Anschlüsse an.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine Abflachung an der LED-Linse oder durch den kürzeren Anschluss identifiziert. Beziehen Sie sich stets auf das Gehäusediagramm für die definitive Polaritätskennzeichnung, um eine korrekte Installation zu gewährleisten.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Anschlussformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Basis der Epoxid-Linse entfernt ist.
• Führen Sie die Anschlussformungvor soldering.
• dem Löten durch. Vermeiden Sie während des Formens mechanische Belastung des LED-Gehäuses.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Empfohlene Lötbedingungen

Kritische Hinweise:

1. Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse bei hohen Temperaturen.

2. Löten Sie (tauchen oder hand) nicht mehr als einmal.

3. Schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

4. Verwenden Sie stets die niedrigste effektive Löttemperatur.

6.3 Reinigung

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

6.4 Lagerbedingungen

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

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• Antistatische Beutel:Schützt LEDs vor elektrostatischer Entladung (ESD).
• Innenkarton:Enthält mehrere Beutel.
• Außenkarton:Enthält mehrere Innenkartons.

7.2 Packmenge

1. Mindestens 200 bis 500 Stück pro antistatischem Beutel.
2. 5 Beutel pro Innenkarton.
3. 10 Innenkartons pro Außenkarton.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Betreiben Sie die LED stets mit einer Konstantstromquelle oder einer Spannungsquelle mit einem Reihen-Strombegrenzungswiderstand. Berechnen Sie den Widerstandswert mit der Formel: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein Worst-Case-Design den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (2,4V), um sicherzustellen, dass der Strom die Grenzwerte nicht überschreitet. Beispiel: Bei einer 5V-Versorgung und einem Ziel-I_Fvon 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130Ω. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet.

8.2 Wärmemanagement

Dies ist ein entscheidender Designfaktor. Die Verlustleistung (P_d) ist V_F* I_F. Bei typischen 2,0V und 20mA sind dies 40mW. Obwohl dies unter dem Maximum von 60mW liegt, erfordert der Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder in Gehäusen mit schlechter Luftzirkulation eine Reduzierung des Betriebsstroms, um zu verhindern, dass die Sperrschichttemperatur sichere Grenzwerte überschreitet, was den Lichtstromrückgang beschleunigen und die Betriebsdauer verkürzen würde.

8.3 Optisches Design

Der enge Abstrahlwinkel von 10 Grad macht diese LED ideal für Anwendungen, die einen fokussierten Strahl oder gerichtetes Licht erfordern, wie z.B. Anzeigelampen, die aus einem bestimmten Winkel sichtbar sein müssen, oder Hintergrundbeleuchtung für kleine Segmente.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Rot-LEDs sind die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieses Bauteils seinesehr hohe Lichtstärke (3200-5000 mcd)und seinenger Abstrahlwinkel, erreicht durch die Verwendung von AlGaInP-Chip-Technologie und einem spezifischen Linsendesign. Diese Kombination ist für Anwendungen optimiert, bei denen hohe Helligkeit in einem gerichteten Strahl von größter Bedeutung ist, anstatt einer großflächigen Ausleuchtung. Seine Konformität mit modernen Umweltstandards (RoHS, REACH, halogenfrei) macht ihn auch für globale Märkte mit strengen regulatorischen Anforderungen geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λp) und dominanter Wellenlänge (λd)?

A1: Die Spitzenwellenlänge ist die Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung maximal ist. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. Für diese rote LED beträgt λp 632nm (physikalisches Maximum), während λd 624nm (wahrgenommene Farbe) beträgt.

F2: Kann ich diese LED dauerhaft mit 25mA betreiben?

A2: Ja, 25mA ist der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom. Für eine optimale Lebensdauer und Zuverlässigkeit, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen, ist es jedoch ratsam, bei oder unterhalb der typischen Testbedingung von 20mA zu arbeiten.

F3: Warum ist der Abstand von 3mm von der Epoxid-Linse für das Löten und Biegen der Anschlüsse so wichtig?

A3: Dieser Abstand verhindert, dass übermäßige Wärmeübertragung von der Lötstelle oder mechanische Belastung durch die Biegung den empfindlichen internen Chip und die Bonddrähte innerhalb der Epoxid-Linse erreicht, was zu sofortigem Ausfall oder langfristigen Zuverlässigkeitsproblemen führen könnte.

F4: Wie interpretiere ich die CAT-, HUE- und REF-Codes bei der Bestellung?

A4: Dies sind Binning-Codes. Sie geben die gewünschten Bereiche für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF) basierend auf den Anforderungen Ihrer Anwendung an Helligkeitskonstanz, Farbgleichmäßigkeit und Schaltungsstabilität an. Konsultieren Sie für die genauen Code-Werte und Bereiche das detaillierte Binning-Spezifikationsdokument des Herstellers.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf eines Statusindikators für ein Netzwerkgerät, der in einem gut beleuchteten Raum aus einer Entfernung von 3 Metern und mit einem Betrachtungswinkel von etwa 15 Grad von der Frontplatte aus klar sichtbar sein muss.

Bauteilauswahl:Diese LED ist aufgrund ihrer hohen Intensität (≥3200 mcd), die auch bei hellem Umgebungslicht Sichtbarkeit gewährleistet, eine ausgezeichnete Wahl. Der 10-Grad-Abstrahlwinkel erzeugt von Natur aus einen hellen, fokussierten Punkt, der innerhalb des erforderlichen 15-Grad-Betrachtungskegels liegt.

Schaltungsentwurf:Verwendung einer in digitalen Geräten üblichen 3,3V-Logikversorgung. Berechnung des Reihenwiderstands: R = (3,3V - 2,4V_max) / 0,02A = 45Ω. Verwenden Sie einen Standard-47Ω-Widerstand. Verlustleistung in der LED: P_d≈ 2,0V * 0,02A = 40mW. Leistung im Widerstand: P_R= (0,02A)²* 47Ω = 18,8mW. Beide liegen innerhalb sicherer Grenzen.

Layout-Überlegung:Platzieren Sie die LED auf der Leiterplatte so, dass die 3mm-Lötabstandsregel eingehalten werden kann. Stellen Sie sicher, dass keine anderen hohen Bauteile den schmalen Strahl der LED abschatten.

12. Einführung in das technische Prinzip

Diese LED basiert auf einem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei – ein Prozess, der als Elektrolumineszenz bezeichnet wird. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall Rot. Das wasserklare Epoxidharz fungiert als Linse, formt die Lichtabgabe in den spezifizierten 10-Grad-Abstrahlwinkel und schützt den empfindlichen Halbleiterchip vor der Umgebung.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei Anzeige- und Display-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt) und erhöhter Zuverlässigkeit. Während dieses Bauteil hohe Intensität bietet, könnten zukünftige Iterationen in dieser Produktkategorie darauf abzielen, ähnliche Helligkeit bei niedrigeren Treiberströmen für verbesserte Energieeffizienz zu erreichen. Es gibt auch einen kontinuierlichen Druck für eine breitere und strengere Einhaltung von Umweltvorschriften über RoHS und REACH hinaus, wie z.B. Konfliktmineralienerklärungen und Prinzipien der Kreislaufwirtschaft. Die Nachfrage nach präzisem Binning (engere CAT-, HUE-, REF-Bereiche) nimmt in der automatisierten Fertigung zu, um eine konsistente Endproduktqualität ohne manuelle Kalibrierung oder Sortierung zu gewährleisten.