LED-Lampe 1313-2SYGD/S530-E2 Spezifikation - 1,3x1,3x1,5mm - 2,0V - 40mW - Brillantes Gelbgrün - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die LED-Lampe der 1313er-Serie ist ein Bauteil für die Durchsteckmontage, das für Anwendungen mit höheren Helligkeitsanforderungen konzipiert ist. Sie nutzt einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), um ein brillantes gelbgrünes Licht zu erzeugen. Das Bauteil ist in einem grünen, diffundierenden Kunstharzgehäuse verkapselt, was eine gleichmäßige Lichtverteilung begünstigt. Diese Serie zeichnet sich durch ihre Zuverlässigkeit, Robustheit und Konformität mit modernen Umweltstandards aus, was sie für eine Vielzahl von Konsumelektronikprodukten geeignet macht.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieser LED umfassen die Auswahl an Betrachtungswinkeln, die Verfügbarkeit auf Tape & Reel für die automatisierte Bestückung und ihre Konstruktion aus bleifreien (Pb-freien) Materialien. Sie entspricht der EU-RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), der REACH-Verordnung und ist als halogenfrei klassifiziert, wobei der Brom- (Br) und Chlorgehalt (Cl) unter spezifizierten Grenzwerten gehalten wird (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Diese Eigenschaften machen sie zur idealen Wahl für Hersteller, die globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften bedienen.

Die Zielanwendungen liegen primär im Bereich der Konsumelektronik, einschließlich der Verwendung als Kontrollleuchten oder Hintergrundbeleuchtung in Fernsehgeräten, Computermonitoren, Telefonen und allgemeinen Computerperipheriegeräten. Ihre Spezifikationen bieten für diese Hochvolumenanwendungen eine gute Balance zwischen Leistung und Kosteneffizienz.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt spezifizierten Schlüsselparameter. Das Verständnis dieser Grenzwerte und typischen Werte ist entscheidend für einen zuverlässigen Schaltungsentwurf und die langfristige LED-Leistung.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Bedingungen für den Normalbetrieb.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Eine kontinuierliche Überschreitung dieses Stroms erzeugt übermäßige Wärme, was die interne Struktur der LED und die Lichtausbeute mit der Zeit verschlechtert und möglicherweise zu einem Totalausfall führt.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz). Dieser Wert erlaubt kurze Pulse mit höherem Strom, nützlich für Multiplexing oder zur Erzielung momentaner höherer Helligkeit, aber die mittlere Leistung muss innerhalb des Dauerstromwerts bleiben.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann einen plötzlichen Anstieg des Sperrstroms verursachen und die PN-Übergänge der LED beschädigen. Ein ordnungsgemäßer Schaltungsentwurf sollte einen Schutz gegen Sperrspannungsspitzen enthalten.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C als Wärme abführen kann. Die tatsächlich zulässige Verlustleistung nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C / -40°C bis +100°C. Diese Bereiche definieren die Umgebungsbedingungen, die das Bauteil während des Betriebs bzw. der nicht-operativen Lagerung aushalten kann.
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Dies spezifiziert das maximale Temperaturprofil, das die LED-Anschlüsse während Wellen- oder Handlötung ohne Beschädigung der internen Bonddrähte oder des Epoxidharzes aushalten können.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Eigenschaften werden unter Standardtestbedingungen gemessen (Ta=25°C, IF=20mA, sofern nicht anders angegeben) und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):63 mcd (Min), 125 mcd (Typ). Dies ist die wahrgenommene Helligkeit der LED, gemessen in Millicandela. Die große Spanne zwischen Min und Typ zeigt die natürliche Schwankung im Fertigungsprozess. Entwickler sollten den Minimalwert für die Planung unter Worst-Case-Bedingungen verwenden.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):40° (Typ). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Maximalwerts (auf der Achse) abfällt. Ein Winkel von 40° zeigt einen mäßig breiten Strahl an, geeignet für allgemeine Indikatorzwecke, bei denen Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln erforderlich ist.
• Spitzen- & dominante Wellenlänge (λp / λd):~575 nm / ~573 nm. Die Spitzenwellenlänge ist der spektrale Punkt maximaler Strahlungsleistung. Die dominante Wellenlänge ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die bei dieser LED im gelbgrünen Bereich des Spektrums liegt.
• Durchlassspannung (VF):1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) bei 20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend in Reihe mit der LED zu schalten, um den Arbeitspunkt einzustellen und thermisches Durchgehen zu verhindern, da VF einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Dies ist der kleine Leckstrom, der fließt, wenn die LED innerhalb ihres Maximalwerts in Sperrrichtung betrieben wird.

Das Datenblatt vermerkt auch Messunsicherheiten: ±0,1V für VF, ±10% für Iv und ±1,0nm für λd. Diese müssen bei Präzisionsanwendungen berücksichtigt werden.

3. Analyse der Kennlinien

Die typischen Kennlinien bieten wertvolle Einblicke in das Verhalten der LED unter variierenden Bedingungen, über die Ein-Punkt-Daten in den Tabellen hinaus.

3.1 Spektrale Verteilung und Richtcharakteristik

DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt eine relativ schmale spektrale Bandbreite (Δλ typ. 20 nm), zentriert um 575 nm, was charakteristisch für AlGaInP-Materialien ist. Dies resultiert in einer gesättigten gelbgrünen Farbe. DieRichtcharakteristik-Kurve stellt den 40° Betrachtungswinkel visuell dar und zeigt, wie die Lichtintensität abnimmt, wenn sich der Beobachtungswinkel von der Mittelachse entfernt.

3.2 Elektrische und thermische Zusammenhänge

DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)ist nichtlinear. Eine kleine Spannungserhöhung jenseits der "Kniespannung" (ca. 1,8V-2,0V) verursacht einen großen Stromanstieg. Dies unterstreicht die Bedeutung eines stromgesteuerten, nicht spannungsgesteuerten Betriebs.

DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve ist im Betriebsbereich im Allgemeinen linear, was bedeutet, dass die Helligkeit annähernd proportional zum Strom ist. Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung sinken.

DieRelative Intensität vs. Umgebungstemperatur- undDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurven sind entscheidend für das Wärmemanagement. Die Lichtausbeute nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab (thermisches Quenchen). Gleichzeitig würde bei einer festen Spannung der Durchlassstrom aufgrund der abnehmenden VF mit der Temperatur ansteigen. Diese Kombination kann zu thermischem Durchgehen führen, wenn es nicht durch eine Konstantstromquelle oder ausreichenden Serienwiderstand ordnungsgemäß gesteuert wird.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED folgt einem standardmäßigen 1313 (1,3mm x 1,3mm) radialen Durchsteckgehäuse. Wichtige Abmessungshinweise umfassen:

• Die Gesamtkörperabmessungen betragen ca. 1,3mm x 1,3mm.
• Die Höhe des Flansches (der flache Sockel um die Anschlüsse) muss kleiner als 1,5mm sein, um einen korrekten Sitz auf einer Leiterplatte zu gewährleisten.
• Die Standardtoleranz für Abmessungen beträgt ±0,25mm, sofern in der Zeichnung nicht anders angegeben.
• Die Anschlüsse sind so gestaltet, dass sie gemäß spezifischen Richtlinien geformt und geschnitten werden können, um Belastungen des Epoxidkörpers zu vermeiden.

4.2 Polaritätskennzeichnung und Anschlussformung

Die Kathode wird typischerweise durch eine Abflachung an der LED-Linse oder einen kürzeren Anschluss gekennzeichnet (obwohl die spezifische Markierung in der Abmessungszeichnung überprüft werden sollte). Das Datenblatt gibt strenge Richtlinien für die Anschlussformung vor: Biegungen müssen mindestens 3mm von der Basis des Epoxidkörpers entfernt erfolgen, müssen vor dem Löten durchgeführt werden und dürfen das Gehäuse nicht belasten. Fehlausrichtung während des Bestückens auf der Leiterplatte kann Belastungen induzieren und die Zuverlässigkeit beeinträchtigen.

5. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist wesentlich, um die spezifizierte Leistung und Lebensdauer der LED aufrechtzuerhalten.

5.1 Empfohlene Lötbedingungen

• Handlöten:Lötspitzentemperatur maximal 300°C (für ein max. 30W-Lötkolben), Lötzeit maximal 3 Sekunden pro Anschluss. Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxidkörper ein.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden. Lötbad-Temperatur maximal 260°C für eine maximale Tauchzeit von 5 Sekunden. Auch hier gilt die 3mm-Abstandsregel.

Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm würde typischerweise einen allmählichen Anstieg, eine stabile Spitzentemperaturzone und eine kontrollierte Abkühlphase zeigen, um thermischen Schock zu minimieren.

5.2 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) wird ein versiegelter Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel empfohlen.
• Reinigung:Falls notwendig, nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute reinigen. Ultraschallreinigung wird dringend abgeraten, da sie die interne Struktur durch Kavitation beschädigen kann; falls unbedingt erforderlich, ist eine umfangreiche Vorqualifikation notwendig.

5.3 Wärmemanagement-Überlegungen

Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass Wärmemanagement während des Anwendungsentwurfs berücksichtigt werden muss. Mit steigender Umgebungstemperatur oder wenn die LED in einem engen Raum betrieben wird, sollte der Durchlassstrom heruntergestuft (reduziert) werden, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten und eine beschleunigte Lichtstromdegradation oder Ausfälle zu verhindern. Ausreichende Kupferflächen auf der Leiterplatte oder andere Kühlmethoden für die Anschlüsse können die thermische Leistung verbessern.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeitsschäden während Transport und Lagerung zu verhindern.

• Primärverpackung: Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung: Innenkartons mit 5 Beuteln.
• Tertiärverpackung: Außenkartons mit 10 Innenkartons.
• Packmenge:Mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel. Daher enthält ein Außenkarton zwischen 10.000 und 25.000 Stück (10 Innenkartons * 5 Beutel * 200-500 Stk.).

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Identifikation:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 1313-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Stückzahl in der Verpackung.
• CAT/HUE/REF:Codes für die Leistungsklassifizierung (Binning), die die spezifische dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF) der LEDs in dieser Charge angeben.
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Qualitätskontrolle und Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungsvorschläge und Entwurfsüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

Für den Betrieb von einer Standardspannungsversorgung (z.B. 5V oder 3,3V) ist ein serieller strombegrenzender Widerstand zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung - VF_LED) / I_gewünscht. Um die LED beispielsweise mit 20mA aus einer 5V-Versorgung bei einem typischen VF von 2,0V zu betreiben: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Es sollte ein Widerstand mit einer Nennleistung von mindestens I²R = (0,02)² * 150 = 0,06W (ein Standard-1/8W- oder 1/4W-Widerstand ist ausreichend) verwendet werden.

7.2 Entwurfsüberlegungen

• Stromsteuerung:Immer für Konstantstrombetrieb, nicht für Konstantspannung, entwerfen, um stabile Helligkeit zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu verhindern.
• Leiterplatten-Layout:Sicherstellen, dass die Bohrungen korrekt ausgerichtet sind, um Belastungen der Anschlüsse zu vermeiden. Für direkt sichtbare Indikatoren den Betrachtungswinkel bei der Positionierung der LED auf der Platine berücksichtigen.
• ESD-Schutz:Obwohl die LED eine gewisse inhärente ESD-Robustheit haben mag, wird eine Handhabung gemäß ESD-sicheren Praktiken empfohlen, insbesondere in trockenen Umgebungen.
• Thermische Umgebung:Vermeiden Sie es, die LED in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten zu platzieren. Berücksichtigen Sie die Auswirkungen des Gehäuses des Endprodukts auf die Umgebungstemperatur um die LED.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren T-1 (3mm) oder T-1 3/4 (5mm) LED-Gehäusen bietet das 1313-Gehäuse einen kleineren Platzbedarf, was eine höhere Dichte auf Leiterplatten ermöglicht. Ihre AlGaInP-Technologie bietet im gelbgrünen bis roten Spektrum eine höhere Effizienz und hellere Ausgangsleistung im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP. Die spezifische Kombination aus einem 40° Betrachtungswinkel, hoher typischer Helligkeit (125 mcd @ 20mA) und vollständiger Umweltkonformität (RoHS, REACH, halogenfrei) positioniert dieses Bauteil als moderne, zuverlässige Wahl für kostensensitive, hochvolumige Konsumanwendungen, bei denen regulatorische Einhaltung entscheidend ist.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich diese LED mit 30mA für mehr Helligkeit betreiben?

Nein. Der absolute Grenzwert für den Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA. Ein Betrieb mit 30 mA überschreitet diesen Wert, was übermäßige Wärme erzeugt, die Lebensdauer der LED erheblich reduziert und wahrscheinlich zu vorzeitigem Ausfall führt. Für höhere Helligkeit wählen Sie ein LED-Modell, das für einen höheren Strom ausgelegt ist.

9.2 Warum ist die Durchlassspannung mit einem Min/Typ/Max-Bereich spezifiziert?

Die Durchlassspannung variiert aufgrund inhärenter Toleranzen im Halbleiterfertigungsprozess. Der Schaltungsentwurf muss mit jeder LED innerhalb dieses VF-Bereichs korrekt funktionieren. Die Verwendung des maximalen VF in Ihrer Berechnung des strombegrenzenden Widerstands stellt sicher, dass die LED nicht überlastet wird, selbst wenn Sie ein Bauteil mit einem niedrigeren VF erhalten.

9.3 Die Lagerbedingung beträgt 3 Monate. Was passiert, wenn ich älteren Bestand verwende?

Nach mehr als 3 Monaten in der Standard-Werkslagerung kann Feuchtigkeit in das Epoxidgehäuse diffundieren. Während des Lötens kann sich diese Feuchtigkeit schnell ausdehnen und interne Risse oder "Popcorning" verursachen, das die LED beschädigt. Für älteren Bestand ist vor dem Löten ein Trocknungsprozess (gemäß Herstellerrichtlinien) erforderlich, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die empfohlene Langzeitlagerung in einem stickstoffgefüllten Behälter mit Trockenmittel verhindert dieses Problem.

10. Funktionsprinzip und Technologietrends

10.1 Grundlegendes Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Halbleiterdiode auf Basis von AlGaInP-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlückenenergie übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des PN-Übergangs und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Spitzenwellenlänge des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall gelbgrün (~573-575 nm). Die grüne, diffundierende Epoxidlinse verkapselt den Chip, schützt ihn und formt den Lichtausgangsstrahl.

10.2 Objektiver Technologiekontext

Die AlGaInP-Technologie ist ausgereift und hocheffizient für die Erzeugung von Licht in den Wellenlängen Bernstein, Gelb und Grün. Die Branchentrends konzentrieren sich weiterhin auf die Steigerung der Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), die Verbesserung der Farbkonstanz durch engere Binning-Klassen und die Erhöhung der Zuverlässigkeit unter höheren Temperatur- und Stromdichtebedingungen. Es gibt auch einen starken, anhaltenden Trend in der gesamten Elektronikindustrie, gefährliche Stoffe zu eliminieren und die Umweltauswirkungen von Bauteilen über ihren gesamten Lebenszyklus zu reduzieren, was sich in den Konformitätszertifizierungen dieses Produkts widerspiegelt.