LED-Lampe 1254-10SYGD/S530-E2 Datenblatt - 5,0mm Rund - 2,0V - 20mA - Brillantes Gelbgrün - Technisches Dokument

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die entscheidend für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht-standardisierten Bedingungen sind.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Verteilung des emittierten Lichts, zentriert um 575nm mit einer typischen spektralen Bandbreite (Δλ) von 20nm. Sie bestätigt die monochromatische Natur des AlGaInP-Chips.

3.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht die räumliche Lichtverteilung, korreliert mit dem 40° Abstrahlwinkel. Es zeigt ein typisches Lambert'sches oder nahezu Lambert'sches Abstrahlverhalten, das für LEDs mit diffuser Linse üblich ist.

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

Diese exponentielle Kurve ist grundlegend für das Treiberdesign. Sie zeigt die Beziehung zwischen angelegter Spannung und resultierendem Strom. Die "Knie"-Spannung liegt bei etwa 1,8V-2,0V, danach steigt der Strom bei kleinen Spannungsinkrementen rapide an, was die Notwendigkeit der Stromregelung, nicht der Spannungsregelung, unterstreicht.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve demonstriert die superlineare Beziehung zwischen Treiberstrom und Lichtausbeute. Während eine Erhöhung des Stroms die Helligkeit steigert, erhöht sie auch die Sperrschichttemperatur und kann den Lichtstromrückgang beschleunigen, wenn die Maximalwerte überschritten werden.

3.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit steigender Umgebungstemperatur (T_a) abnimmt. Diese thermische Entlastung ist kritisch für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.
Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Bei konstanter Vorspannung würde der Durchlassstrom einer Diode typischerweise mit der Temperatur ansteigen. Diese Kurve zeigt wahrscheinlich die notwendige Stromanpassung, um einen Parameter konstant zu halten, und betont die Bedeutung des Wärmemanagements.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-5mm-Rundgehäuse mit radialen Anschlüssen. Wichtige Abmessungen sind:

• Gesamtdurchmesser: 5,0mm (nominal).
• Anschlussabstand: 2,54mm (Standard 0,1-Zoll-Raster).
• Die Gesamthöhe ist begrenzt, wobei die Flanschhöhe auf weniger als 1,5mm spezifiziert ist.
• Die Standardtoleranz für Abmessungen beträgt ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.

Die mechanische Zeichnung ist für das PCB-Footprint-Design essentiell, um korrekten Sitz und Ausrichtung zu gewährleisten.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand oder einen kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Die Zeichnung im Datenblatt sollte für die spezifische Markierung dieses Modells konsultiert werden, um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen.

5. Löt- & Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit entscheidend. Das Datenblatt enthält detaillierte Anweisungen.

5.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Epoxidharz-Glühbirnenbasis entfernt erfolgen, um Belastung der Dichtung zu vermeiden.
• Die Formgebung mussvordem Löten bei Raumtemperatur erfolgen.
• Die PCB-Lochausrichtung muss präzise sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

5.2 Lötprozess

Handlöten:Lötspitzentemperatur ≤300°C (max. 30W), Zeit ≤3 Sekunden pro Anschluss. Mindestens 3mm Abstand zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Glühbirne einhalten.
Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen ≤100°C (≤60 Sek.). Lötbad bei ≤260°C für ≤5 Sekunden. Mindestens 3mm Abstand zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Glühbirne einhalten.
Allgemeine Regeln:Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse bei hoher Temperatur. Nicht mehr als einmal löten. Vor Erschütterung/Vibration geschützt allmählich auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Die niedrigste effektive Temperatur verwenden.

5.3 Empfohlenes Lötprofil

Ein grafisches Profil wird bereitgestellt, das typischerweise ein graduelles Vorheizen, eine definierte Zeit über der Liquidustemperatur (z.B. 260°C) und eine kontrollierte Abkühlrate zeigt. Die Einhaltung dieses Profils verhindert thermischen Schock.

5.4 Reinigung

Falls nötig, nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute reinigen. Keine Ultraschallreinigung verwenden, sofern nicht vorqualifiziert, da sie die interne Struktur beschädigen kann.

5.5 Lagerbedingungen

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

6. Thermische & Elektrische Handhabung

6.1 Wärmemanagement

LED-Leistung und Lebensdauer sind stark temperaturabhängig. Das Design muss berücksichtigen:

• Stromentlastung:Der Betriebsstrom sollte bei höheren Umgebungstemperaturen entsprechend reduziert werden, wie durch Entlastungskurven angezeigt (in den Datenblatthinweisen impliziert).
• Umgebungskontrolle:Die Temperatur um die LED in der Endanwendung muss verwaltet werden, oft durch PCB-Layout, Kühlkörper oder Luftströmung.

6.2 ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung)

Der LED-Chip ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Überspannung. Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen sollten während der Handhabung und Montage beachtet werden, wie z.B. die Verwendung geerdeter Arbeitsplätze und Handgelenkbänder.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Feuchtigkeitsbeständigkeit und Schutz vor elektrostatischen und elektromagnetischen Feldern zu gewährleisten.

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innenschachtel mit 4 Beuteln.
• Tertiärverpackung:Außenschachtel mit 10 Innenschachteln.
• Packmenge:Mindestens 200 bis 1000 Stück pro Beutel. Standard-Außenschachtel enthält 40 Beutel (von 8.000 bis 40.000 Stück, abhängig von der Beutelanzahl).

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Binning:

• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer.
• P/N:Hersteller-Produktionsnummer (1254-10SYGD/S530-E2).
• QTY:Menge in der Verpackung.
• CAT:Ränge der Lichtstärke (Helligkeits-Bin).
• HUE:Ränge der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin).
• REF:Ränge der Durchlassspannung (Spannungs-Bin).
• LOT No:Herstellungslosnummer für Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Schaltungsdesign

Immer einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand verwenden. Den Widerstandswert (R) berechnen mit: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (2,4V) verwenden, um sicherzustellen, dass der Strom unter Worst-Case-Bedingungen die Grenzwerte nicht überschreitet. Für eine 5V-Versorgung und 20mA Zielstrom: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130Ω. Den nächsthöheren Standardwert (z.B. 150Ω) für einen Sicherheitsspielraum verwenden.

8.2 PCB-Layout

Sicherstellen, dass der Lochabstand dem 2,54mm Anschlussabstand entspricht. Ausreichende Kupferfläche oder thermische Entlastung um die Anschlüsse vorsehen, wenn hohe Ströme oder Dauerbetrieb erwartet werden, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

8.3 Optische Integration

Der 40° Abstrahlwinkel und die diffuse Linse bieten ein breites, weiches Lichtmuster, das für Frontplattenanzeigen geeignet ist. Für fokussierte Beleuchtung können externe Optiken erforderlich sein. Das grüne diffuse Harz hilft, ein einheitliches Farbbild zu erreichen.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während spezifische Wettbewerberdaten nicht bereitgestellt werden, basieren die Hauptunterscheidungsmerkmale dieses Bauteils laut Datenblatt auf:

• Materialtechnologie:Verwendung von AlGaInP-Halbleitermaterial, das hocheffizient für die Erzeugung von gelben, orangen, roten und grünen Wellenlängen ist und oft höhere Helligkeit und Effizienz als ältere Technologien für diese Farben bietet.
• Konformität:Umfassende Konformität mit modernen Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) ist ein bedeutender Vorteil für Produkte, die auf globale Märkte, insbesondere Europa, abzielen.
• Robuste Spezifikationen:Klare absolute Maximalwerte und detaillierte Handhabungs-/Lötrichtlinien tragen im Vergleich zu Bauteilen mit weniger gründlicher Dokumentation zu höherer Montageausbeute und Feldzuverlässigkeit bei.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Kann ich diese LED dauerhaft mit 25mA betreiben?
A1: Der absolute Maximalwert für den Dauer-Durchlassstrom beträgt 25mA. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb ist es übliche Praxis, diesen Wert zu entlasten. Der Betrieb unter den typischen 20mA-Bedingungen wird für optimale Lebensdauer und Stabilität empfohlen.

F2: Die Lichtstärke beträgt 40-63 mcd. Warum die Spanne?
A2: Diese Spanne repräsentiert die Fertigungstoleranz. LEDs werden typischerweise in Helligkeits-Bins sortiert (das "CAT" auf dem Etikett). Für eine konsistente Helligkeit in einer Anwendung sollten LEDs aus demselben Bin spezifiziert oder ausgewählt werden.

F3: Ist ein Kühlkörper erforderlich?
A3: Für den Betrieb bei 20mA in gemäßigten Umgebungstemperaturen ist für eine einzelne LED normalerweise kein separater Kühlkörper erforderlich. Allerdings ist Wärmemanagement auf PCB-Ebene (Kupferpads) eine gute Praxis. Für Arrays, höhere Ströme oder hohe Umgebungstemperaturen ist eine thermische Analyse notwendig.

F4: Kann ich diese für Außenanwendungen verwenden?
A4: Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich auf -40°C, was vielen Außenumgebungen entspricht. Das Gehäuse ist jedoch nicht speziell für Wasserdichtheit oder UV-Beständigkeit ausgelegt. Für direkte Außenexposition wäre zusätzlicher Umweltschutz (Konformitätsbeschichtung, Gehäuse) erforderlich.

11. Design-in Fallstudienbeispiel

Szenario:Entwurf einer Statusanzeigefrontplatte für einen Netzwerkrouter.
Anforderung:Mehrere gelbgrüne LEDs zur Anzeige von Link-Aktivität und Stromstatus.
Designschritte:
1. Stromeinstellung:Wählen Sie 15mA Treiberstrom pro LED, um gute Sichtbarkeit zu gewährleisten und gleichzeitig einen Spielraum unterhalb des 25mA-Maximums für eine verbesserte Lebensdauer zu bieten.
2. Schaltungsberechnung:Mit einer 3,3V-Systemspannung und Verwendung von max. V_F=2,4V: R = (3,3V - 2,4V) / 0,015A = 60Ω. Verwenden Sie einen 62Ω 5% Widerstand.
3. PCB-Design:Platzieren Sie die LEDs auf einem 2,54mm-Raster. Verwenden Sie kleine thermische Entlastungspads für die Anschlüsse. Gruppieren Sie LEDs, um die Verdrahtung zu vereinfachen.
4. Montage:Befolgen Sie das spezifizierte Wellenlötprofil (260°C, max. 5s). Sicherstellen, dass kein Lötzinn innerhalb von 3mm der Epoxidharz-Glühbirne aufsteigt.
5. Ergebnis:Eine zuverlässige, gleichmäßig helle Anzeigefrontplatte mit einheitlicher Farbe, geeignet für die Serienfertigung.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf einem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip. Bei Anlegen einer Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des PN-Übergangs und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (brillantes Gelbgrün, 573nm) wird durch die Bandlückenenergie der AlGaInP-Legierungszusammensetzung bestimmt. Das grüne diffuse Epoxidharzgehäuse erfüllt mehrere Zwecke: Es dient als Linse zur Formung des Lichtaustritts, bietet mechanischen Schutz und enthält Leuchtstoffe oder Farbstoffe, um das Erscheinungsbild und die Diffusion des vom Chip emittierten Lichts zu modifizieren.

13. Branchentrends & Kontext

Während oberflächenmontierbare (SMD) LEDs neue Designs aufgrund der Miniaturisierung dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie das 5mm-Rundgehäuse aus mehreren Gründen relevant: Sie sind ideal für Prototyping, Steckbretter und Anwendungen, die hohe Einzelpunkt-Helligkeit erfordern oder wo Durchsteckmontage für mechanische Festigkeit bevorzugt wird. Der Trend für solche Komponenten geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), engerer Farb- und Helligkeits-Binning für Konsistenz und garantierter Konformität mit sich entwickelnden Umwelt- und Sicherheitsstandards. Die detaillierten Löt- und Handhabungsrichtlinien spiegeln den Branchenfokus auf die Verbesserung der Fertigungsausbeute und Langzeitzuverlässigkeit in automatisierten Produktionsumgebungen wider.