LED-Lampe 6324-15SURC/S400-A9 Datenblatt - Brillantes Rot - 20mA - 320mcd - 100° Abstrahlwinkel - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 6324-15SURC/S400-A9 ist eine hochhelle, brillant rote LED-Lampe für die Durchsteckmontage. Sie nutzt einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), der in klarem Harz eingekapselt ist und eine dominante Wellenlänge von 624 nm liefert. Diese Komponente ist für Anwendungen konzipiert, die zuverlässige Leistung und konstante Lichtausbeute erfordern.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Hohe Helligkeit:Bietet eine typische Lichtstärke von 320 Millicandela (mcd) bei einem Standardtreiberstrom von 20mA.
• Breiter Abstrahlwinkel:Besitzt einen Halbwertswinkel von 100 Grad (2θ1/2) und bietet damit ein breites Abstrahlmuster, das für Anzeigeanwendungen geeignet ist.
• 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 robuste Konstruktion.
• Verpackungsoptionen:Erhältlich auf Trägerband und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist speziell für Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik und Computergeräten konzipiert. Typische Anwendungen sind:

• Fernsehgeräte (TV)
• Computermonitore
• Telefone
• Desktop-Computer und Peripheriegeräte

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

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

• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz)
• 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 maximal 5 Sekunden.

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

Die folgenden Parameter werden unter Standardtestbedingungen (I_F= 20mA) gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_v):Minimum 160 mcd, Typisch 320 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 100 Grad.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch 632 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typisch 624 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typisch 20 nm, definiert die spektrale Reinheit.
• Durchlassspannung (V_F):Minimum 1,7 V, Typisch 2,0 V, Maximum 2,4 V.
• Sperrstrom (I_R):Maximum 10 μA bei V_R= 5V.

Hinweis: Messunsicherheiten sind für die Durchlassspannung (±0,1V), die Lichtstärke (±10%) und die dominante Wellenlänge (±1,0nm) angegeben.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Entwicklungsingenieure entscheidend sind.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Maximum bei 632 nm und einer typischen Bandbreite von 20 nm, was die brillant rote Farbausgabe bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Das Abstrahldiagramm veranschaulicht den 100-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität von der Mittelachse abnimmt.

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

Dieses Diagramm zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung, typisch für eine Diode. Die typische Durchlassspannung beträgt 2,0V bei 20mA.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt. Dies ist entscheidend, um den erforderlichen Strom für eine gewünschte Helligkeitsstufe zu bestimmen.

3.5 Temperaturabhängigkeit

Es werden zwei wichtige Diagramme bereitgestellt:

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtausbeute typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Helligkeit aufrechtzuerhalten.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann verwendet werden, um zu verstehen, wie sich das elektrische Verhalten des Bauteils mit der Temperatur ändert.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-3mm-Radialgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

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

(Hinweis: Die genauen numerischen Abmessungen aus der PDF-Zeichnung sind im Text nicht angegeben, aber die Zeichnung würde den Anschlussabstand, den Körperdurchmesser und die Gesamthöhe zeigen.)

5. Montage- und Handhabungsrichtlinien

5.1 Anschlussformen

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Epoxidharz-Linse entfernt ist.
• Führen Sie das Biegen vor dem Löten durch, um Belastungen der Lötstelle zu vermeiden.
• Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses; unsachgemäße Handhabung kann interne Verbindungen beschädigen oder das Epoxidharz brechen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlöcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu verhindern.

5.2 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit (RH).
• Haltbarkeit nach Versand: 3 Monate unter diesen Bedingungen.
• 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.

5.3 Lötempfehlungen

Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen der Lötstelle und der Epoxidharz-Linse ein.

Handlöten:

- Lötspitzentemperatur: Maximal 300°C (für ein max. 30W-Lötgerät).

- Lötzeit: Maximal 3 Sekunden pro Anschluss.

Wellenlöten (DIP):

- Vorwärmtemperatur: Maximal 100°C (für max. 60 Sekunden).

- Lötwannentemperatur & -zeit: Maximal 260°C für 5 Sekunden.

- Befolgen Sie das empfohlene Lötprofil (Vorwärmen, laminare Welle, Abkühlung).

Kritische Löthinweise:

- Vermeiden Sie Belastungen der Anschlüsse während Hochtemperaturvorgängen.

- Löten Sie nicht (durch Eintauchen oder von Hand) mehr als einmal.

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

- Vermeiden Sie schnelles Abkühlen von der Spitzentemperatur.

- Verwenden Sie immer die niedrigste effektive Löttemperatur.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vor der Verwendung bei Raumtemperatur trocknen.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung. Falls unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie den Prozess vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten, da Leistung und Montagebedingungen das Risiko erheblich beeinflussen.

5.5 Wärmemanagement

• Das Wärmemanagement muss während der Anwendungsentwurfsphase berücksichtigt werden.
• Reduzieren Sie den Betriebsstrom angemessen, indem Sie auf die Derating-Kurve verweisen (im Datenblatt impliziert).
• Kontrollieren Sie die Umgebungstemperatur um die LED innerhalb der Anwendung.

5.6 ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung)

Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Überspannung. ESD kann den Halbleiterübergang beschädigen. Während der Montage und Handhabung müssen geeignete ESD-Handhabungsverfahren (Verwendung geerdeter Arbeitsplätze, Handgelenkbänder usw.) eingehalten werden.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innere Kartons.
• Tertiärverpackung:Äußere Kartons.
• Verpackungsmengen:
  
  1. Mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel. 5 Beutel pro Innenkarton.
  
  2. 10 Innenkartons pro Außenkarton.

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten die folgenden Informationscodes:

• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer
• P/N:Produktionsnummer (Teilenummer)
• QTY:Verpackungsmenge
• CAT:Klassen der Lichtstärke (Helligkeits-Bin)
• HUE:Klassen der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin)
• REF:Klassen der Durchlassspannung (Spannungs-Bin)
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungsentwurfsüberlegungen

7.1 Schaltungsentwurf

Verwenden Sie immer einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für einen robusten Entwurf, der sicherstellt, dass der Strom auch bei Bauteiltoleranzen den Maximalwert nicht überschreitet, die maximale Durchlassspannung (2,4V) aus dem Datenblatt.

7.2 Thermischer Entwurf

Für Dauerbetrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom berücksichtigen Sie die Reduzierung der Lichtstärke und den Anstieg der Durchlassspannung. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung oder Kühlkörper, wenn die LED bei oder nahe ihren Maximalwerten betrieben wird, um Langlebigkeit und Leistung zu erhalten.

7.3 Optischer Entwurf

Der 100-Grad-Abstrahlwinkel macht diese LED geeignet für Flächenbeleuchtung oder Anzeigen, die aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein müssen. Für fokussierte Strahlen wären externe Linsen oder Reflektoren erforderlich.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren roten LED-Technologien (z.B. mit GaAsP-Substraten) bietet diese auf AlGaInP basierende LED eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu größerer Helligkeit (mcd/mA) und einer gesättigteren, brillanteren roten Farbe führt. Ihre Konformität mit modernen Umweltstandards (RoHS, halogenfrei) macht sie auch für zeitgemäße Elektronikprodukte mit strengen Materialanforderungen geeignet.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Spitzenwellenlänge (632 nm) ist der Punkt maximaler Strahlungsleistung im Emissionsspektrum. Die dominante Wellenlänge (624 nm) ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. Entwickler beziehen sich typischerweise auf die dominante Wellenlänge für die Farbangabe.

9.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 25mA betreiben?

Obwohl der absolute maximale Dauerstrom 25mA beträgt, ist es für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb und zur Berücksichtigung von Temperatureffekten ratsam, für einen niedrigeren Treiberstrom zu entwerfen, z.B. die typische Testbedingung von 20mA. Konsultieren Sie für Hochtemperaturbetrieb immer die Derating-Kurven.

9.3 Warum ist der Lötabstand (3mm) von der Linse so wichtig?

Dieser Abstand verhindert, dass übermäßige Hitze über den Anschluss zum internen Halbleiterchip oder der Epoxidharz-Ummantelung gelangt und diese beschädigt, was zu vorzeitigem Ausfall oder reduzierter Lichtausbeute führen könnte.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf einer Netzteil-Anzeige für ein Gerät mit einer 5V-Versorgungsschiene.

Berechnung:Um typische Helligkeit zu erreichen, Ziel I_F= 20mA. Verwenden Sie zur Sicherheit das maximale V_F (2,4V).

R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm.

Der nächstgelegene Standardwiderstandswert ist 130Ω oder 120Ω. Ein 120Ω-Widerstand würde zu einem etwas höheren Strom führen: I = (5V-2,4V)/120Ω ≈ 21,7mA, was sich noch im sicheren Betriebsbereich befindet. Die im Widerstand abgegebene Leistung beträgt P = I²R = (0,0217)² * 120 ≈ 0,056W, daher ist ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ausreichend.