LED-Lampe 523-2UYD/S530-A3 Datenblatt - 5mm Rund - Gelb Diffus - 2,4V - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 523-2UYD/S530-A3 ist eine hochhelle, 5mm runde LED-Lampe, die für Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige Beleuchtung und eine breitwinklige Sichtbarkeit erfordern. Sie nutzt einen AlGaInP-Chip, um ein supergelbes diffuses Licht abzugeben. Das Bauteil zeichnet sich durch seine robuste Bauweise, die Einhaltung wichtiger Umweltrichtlinien und die Eignung für automatisierte Bestückungsprozesse aus.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine überlegene Lichtstärke erfordern.
• Breiter Betrachtungswinkel:Bietet einen typischen Betrachtungswinkel von 180 Grad (2θ1/2) für eine weite Sichtbarkeit.
• Verpackungsoptionen:Erhältlich auf Tape and Reel für eine effiziente, großvolumige Leiterplattenbestückung.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht RoHS, EU REACH und ist halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Zuverlässigkeit:Für einen zuverlässigen und robusten Langzeitbetrieb unter verschiedenen Bedingungen ausgelegt.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich hervorragend für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen in der Konsum- und Industrieelektronik, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Fernsehgeräte, Computermonitore, Telefone und allgemeine Computerausrüstung.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F):25 mA
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Verlustleistung (P_d):60 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden

2.2 Elektro-optische Kenngrößen (T_a=25°C)

Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED unter spezifizierten Testbedingungen (I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben).

• Lichtstärke (I_v):Typisch 32 mcd (Min. 16 mcd). Messunsicherheit beträgt ±10%.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):Typisch 180 Grad.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch 591 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typisch 589 nm. Messunsicherheit beträgt ±1,0 nm.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typisch 15 nm.
• Vorwärtsspannung (V_F):Typisch 2,0V, Maximal 2,4V. Messunsicherheit beträgt ±0,1V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei V_R=5V.

3. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere wichtige Diagramme, die das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen veranschaulichen. Diese sind für Entwicklungsingenieure entscheidend, um die Leistung in realen Anwendungen vorherzusagen.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Maximum bei etwa 591 nm (gelb) und einer typischen Bandbreite von 15 nm, was die Farbreinheit des emittierten Lichts bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm bestätigt das lambertstrahlerähnliche Abstrahlverhalten mit einem sehr breiten 180-Grad-Betrachtungswinkel, was es ideal für Anwendungen macht, die eine großflächige Sichtbarkeit erfordern.

3.3 Vorwärtsstrom vs. Vorwärtsspannung (I-V-Kurve)

Die Grafik zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Am empfohlenen Arbeitspunkt von 20mA beträgt die Vorwärtsspannung typischerweise 2,0V. Entwickler müssen sicherstellen, dass der Vorwiderstand basierend auf diesem V_Fberechnet wird, um ein Überschreiten des maximalen Stromwerts zu verhindern.

3.4 Relative Intensität vs. Vorwärtsstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute im normalen Arbeitsbereich annähernd linear mit dem Strom ansteigt. Ein Betrieb der LED über ihren maximalen Dauerstrom hinaus erhöht die Helligkeit, jedoch auf Kosten einer reduzierten Lebensdauer und möglicher thermischer Schäden.

3.5 Thermische Leistungskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtstärke mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Diese thermische Entlastung muss in Designs berücksichtigt werden, bei denen die LED in erhöhten Temperaturumgebungen arbeitet.

Vorwärtsstrom vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Beziehung für eine Konstantspannungsansteuerung. Für eine stabile Lichtausbeute wird dringend ein Konstantstromtreiber anstelle einer Konstantspannungsquelle mit Reihenwiderstand empfohlen.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein standardmäßiges 5mm rundes Radialgehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige Abmessungen sind ein Anschlussabstand von 2,54mm (0,1\"), eine typische Gesamthöhe und ein Linsendurchmesser. Die Flanschhöhe ist mit weniger als 1,5mm spezifiziert. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Für das genaue Leiterplattenlayout sollte die detaillierte mechanische Zeichnung im Datenblatt herangezogen werden.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Der längere Anschlussdraht kennzeichnet die Anode (Plus), der kürzere die Kathode (Minus). Dies ist die Standardkonvention für radiale LEDs. Der Kathodenanschluss kann auch durch eine abgeflachte Stelle an der Kunststofflinsenbasis gekennzeichnet sein.

5. Löt- und Bestückungsrichtlinien

5.1 Anschlussdraht-Formgebung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Epoxidharz-Linse entfernt erfolgen, um Belastungen des internen Chips und der Bonddrähte zu vermeiden.
• Anschlussdrähte vor dem Löten formen.
• Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlochausrichtung präzise ist, um ein erzwungenes Einsetzen zu verhindern.
• Anschlussdrähte bei Raumtemperatur schneiden.

5.2 Empfohlene Lötbedingungen

Handlöten:Lötspitzentemperatur maximal 300°C (max. 30W), Lötzeit maximal 3 Sekunden, Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Linse einhalten.

Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur maximal 100°C (max. 60 Sekunden), Lötbad-Temperatur maximal 260°C für 5 Sekunden, Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Linse einhalten. Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das die Bedeutung eines kontrollierten Temperaturanstiegs, der Haltezeit bei Spitzentemperatur und einer kontrollierten Abkühlung zur Minimierung von thermischem Schock hervorhebt.

5.3 Lagerbedingungen

LEDs sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die Lagerfähigkeit nach dem Versand beträgt 3 Monate. Für eine längere Lagerung (bis zu einem Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel. Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.4 Reinigung

Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht mehr als eine Minute. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, sofern nicht vorqualifiziert, da diese die interne Struktur beschädigen kann.

6. Thermomanagement und ESD-Vorsichtsmaßnahmen

6.1 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes thermisches Design ist entscheidend. Der Betriebsstrom sollte entsprechend der Umgebungstemperatur, wie durch die Entlastungskurve angezeigt, angemessen reduziert werden. Die Kontrolle der Temperatur um die LED in der Anwendung ist notwendig, um langfristige Zuverlässigkeit und Lichtausbeute zu gewährleisten.

6.2 ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung)

Dieses Produkt ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Überspannung. Während der Montage und Handhabung sollten Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, einschließlich der Verwendung geerdeter Arbeitsplätze und Handgelenkbänder.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Beuteln verpackt. Der Standardverpackungsablauf ist: 200-500 Stück pro Beutel → 5 Beutel pro Innenkarton → 10 Innenkartons pro Master-(Außen-)Karton.

7.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten Codes für Rückverfolgbarkeit und Binning:

P/N:Produktionsnummer.

CAT:Einteilung der Lichtstärke (Helligkeits-Bin).

HUE:Einteilung der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin).

REF:Einteilung der Vorwärtsspannung (Spannungs-Bin).

LOT No:Fertigungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Schaltungsdesign

Verwenden Sie bei Ansteuerung aus einer Spannungsquelle immer einen Reihen-Vorwiderstand. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei V_Fdie typische oder maximale Vorwärtsspannung aus dem Datenblatt ist und I_Fder gewünschte Betriebsstrom (≤25mA) ist. Für optimale Stabilität und Langlebigkeit sollten Sie einen speziellen Konstantstrom-LED-Treiber-IC in Betracht ziehen, insbesondere in Anwendungen mit variablen Versorgungsspannungen oder Temperaturen.

8.2 Leiterplattenlayout

Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattenlayout exakt den Gehäuseabmessungen entspricht. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand um die Epoxidharz-Linse, um Abschattung oder mechanische Interferenz zu vermeiden. Halten Sie bei Designs mit mehreren LEDs ausreichend Abstand, um eine thermische Kopplung zwischen den Bauteilen zu verhindern.

8.3 Optische Integration

Die diffuse Linse bietet ein breites, weiches Lichtmuster, das sich für Anzeigelampen und Panelbeleuchtung eignet. Für Anwendungen, die stärker fokussiertes Licht erfordern, können externe Linsen oder Lichtleiter notwendig sein. Die gelbe Farbe ist effektiv für aufmerksamkeitserregende Statusanzeigen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 523-2UYD/S530-A3 unterscheidet sich durch die Kombination aus hoher typischer Lichtstärke (32 mcd bei 20mA) und einem extrem breiten 180-Grad-Betrachtungswinkel. Viele Standard-5mm-LEDs bieten schmalere Betrachtungswinkel (z.B. 30-60 Grad). Dies macht sie überlegen für Anwendungen, bei denen die Sichtbarkeit aus einem weiten Winkelbereich entscheidend ist. Ihre Konformität mit den neuesten Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) macht sie auch für moderne Elektronikprodukte mit strengen Materialanforderungen geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für diese gelbe LED liegen sie sehr nahe beieinander (typisch 591 nm vs. 589 nm).

F: Kann ich diese LED mit ihrem Spitzenstrom von 60mA betreiben?

A: Der Spitzen-Vorwärtsstrom von 60mA ist nur für gepulsten Betrieb ausgelegt (Tastverhältnis 1/10 bei 1kHz). Für Dauerbetrieb dürfen Sie den Dauer-Vorwärtsstrom von 25mA nicht überschreiten. Eine Überschreitung würde die Lebensdauer erheblich verkürzen und könnte zu sofortigem Ausfall führen.

F: Wie beeinflussen die HUE-, CAT- und REF-Codes mein Design?

A: Dies sind Binning-Codes. Für eine konsistente Farbe und Helligkeit über mehrere Einheiten in einer Baugruppe ist es ratsam, LEDs aus einem einzigen Bin oder einer engen Binkombination zu spezifizieren und zu verwenden. Das Vermischen von Bins kann zu sichtbaren Unterschieden in Farbe oder Helligkeit zwischen benachbarten LEDs führen.

F: Ist ein Kühlkörper erforderlich?

A: Für den Betrieb bei oder unter 25mA in Umgebungstemperaturen innerhalb des spezifizierten Bereichs ist für eine einzelne LED typischerweise kein separater Kühlkörper erforderlich. Allerdings sind thermisches Management auf Leiterplattenebene (z.B. Kupferflächen) und Stromentlastung bei hohen Umgebungstemperaturen wesentlich. Für Arrays oder höhere Treiberströme ist eine thermische Analyse notwendig.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein Stück Industrieausrüstung. Die Tafel benötigt mehrere gelbe Anzeigelampen, die von verschiedenen Bedienerpositionen um die Maschine herum sichtbar sein müssen.

Lösung:Die 523-2UYD/S530-A3 ist eine ausgezeichnete Wahl. Ihr 180-Grad-Betrachtungswinkel gewährleistet Sichtbarkeit aus fast jedem Winkel. Eine Konstantstrom-Treiberschaltung, die auf 20mA eingestellt ist, wird entworfen, um ein Array dieser LEDs zu versorgen. Der Treiber stellt eine gleichmäßige Helligkeit sicher, selbst wenn sich die Vorwärtsspannung (V_F) zwischen den Einheiten oder mit der Temperatur leicht ändert. Die LEDs werden mit korrektem Abstand auf der Leiterplatte montiert, und die Strombegrenzung wird unter Berücksichtigung der maximalen Umgebungstemperatur in der Nähe des Gerätegehäuses ausgelegt, um sicherzustellen, dass die Entlastungsrichtlinien eingehalten werden und langfristige Zuverlässigkeit gewährleistet ist.

12. Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip. Wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall gelb. Die diffuse Epoxidharzlinse umschließt den Chip, bietet mechanischen Schutz, formt den Lichtausgang zu einem breiten Strahl und wandelt das Punktquellenlicht in eine gleichmäßigere, weichere Abstrahlung um.

13. Technologietrends

Während 5mm radiale LEDs für Durchsteckmontage-Anwendungen ein Grundbaustein bleiben, geht der Branchentrend stark in Richtung oberflächenmontierter Bauteile (SMD) wie 0603, 0805 und 2835 für höhere Leiterplattendichte. Durchsteck-LEDs wie die 523-Serie bleiben jedoch relevant in Anwendungen, die höhere Einzelpunkt-Helligkeit, einfachere manuelle Montage/Nacharbeit oder Robustheit gegen Vibration erfordern. Fortschritte in der AlGaInP- und InGaN-Chip-Technologie verbessern kontinuierlich die Lichtausbeute (Lumen pro Watt) und Farbkonstanz von LEDs über alle Gehäusetypen hinweg. Darüber hinaus wird zunehmend Wert auf eine vollständige Spektralcharakterisierung und engere Binning gelegt, um den Anforderungen von Applikationen mit präziser Farbwiedergabe und Gleichmäßigkeit gerecht zu werden.