LED-Lampe 484-10SURT/S530-A3 Datenblatt - Brillantes Rot - 20mcd - 2,0V - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen und Anwendungsrichtlinien für die LED-Lampe der Serie 484-10SURT/S530-A3. Es handelt sich um eine diskrete Leuchtdiode, die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine zuverlässige Beleuchtung mit spezifischen Farb- und Intensitätseigenschaften erfordern.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

Die LED bietet mehrere Schlüsselmerkmale, die sie für eine Vielzahl elektronischer Anwendungen geeignet machen:

• Betrachtungswinkeloptionen:Verfügbar mit verschiedenen Betrachtungswinkeln, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
• Verpackung:Auf Tape & Reel geliefert für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen.
• Robustheit:Ausgelegt für Zuverlässigkeit und Robustheit unter Standardbetriebsbedingungen.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), den EU-REACH-Verordnungen und ist halogenfrei, mit den spezifizierten Grenzwerten für Brom (Br) und Chlor (Cl).

1.2 Produktbeschreibung

Diese LED-Serie ist speziell für höhere Helligkeitswerte entwickelt. Die Lampen sind in verschiedenen Farben und Lichtstärken erhältlich, sodass Entwickler die optimale Komponente für ihre Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungsanforderungen auswählen können. Das hier behandelte spezifische Modell emittiert eine brillantrote Farbe.

1.3 Zielanwendungen

Typische Anwendungen für diese LED umfassen, sind aber nicht beschränkt auf:

• Fernsehgeräte
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computer- und Elektronikgeräte

2. Technische Spezifikationen und detaillierte Analyse

2.1 Bauteilauswahl und Material

Der lichtemittierende Chip besteht aus AlGaInP-Halbleitermaterial (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Dieses Materialsystem ist für die Herstellung hocheffizienter roter, orangefarbener und gelber LEDs bekannt. Das Harz-Vergussmaterial ist rot und transparent, optimiert für die emittierte brillantrote Farbe.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder bei 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 5 Sekunden (Wellen- oder Reflow-Löten)

2.3 Elektro-optische Kenngrößen (Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (I_F= 20 mA).

• Lichtstärke (I_v):Typisch 20 mcd (Minimum 10 mcd). Dies quantifiziert die wahrgenommene Helligkeit des roten Lichts.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):Typisch 130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Spitzenintensität beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch 632 nm. Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typisch 624 nm. Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe definiert.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typisch 20 nm. Die Breite des emittierten Spektrums.
• Durchlassspannung (V_F):Typisch 2,0 V (Bereich: 1,7 V bis 2,4 V). Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei V_R=5V.

Hinweis: Messunsicherheiten werden für wichtige Parameter angegeben: V_F(±0,1V), I_v(±10%), λ_d(±1,0nm).

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die das Bauteilverhalten unter variierenden Bedingungen veranschaulichen. Diese sind entscheidend für Schaltungsdesign und Wärmemanagement.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung, die bei etwa 632 nm (rot) mit einer typischen Bandbreite von 20 nm ihren Höhepunkt erreicht und die brillantrote Farbe bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Ein Polardiagramm, das den typischen Betrachtungswinkel von 130 Grad veranschaulicht und zeigt, wie die Lichtintensität bei Winkeln abseits der Mittelachse abnimmt.

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

Dieses Diagramm zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Die typische Durchlassspannung von 2,0V bei 20mA ist ein Schlüsselparameter zur Berechnung von Vorwiderstandswerten in Treiberschaltungen.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtleistung (Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt, jedoch nicht notwendigerweise linear über den gesamten Bereich. Sie hilft bei der Auswahl eines geeigneten Treiberstroms für die gewünschte Helligkeit.

3.5 Temperaturabhängigkeit

Zwei kritische Kurven werden bereitgestellt:

• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie die Lichtleistung typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Dies ist eine wichtige Überlegung für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann veranschaulichen, wie sich die Durchlassspannungskennlinie mit der Temperatur verschiebt und das Verhalten der Treiberschaltung beeinflusst.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Eine detaillierte mechanische Zeichnung ist beigefügt, die die physikalische Größe der LED-Lampe spezifiziert. Wichtige Hinweise umfassen:

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

Die Zeichnung umfasst Anschlussabstand, Gehäusedurchmesser, Gesamthöhe und andere kritische Montageabmessungen.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine Abflachung auf der Linse, einen kürzeren Anschluss oder andere Markierungen wie im Abmessungsdiagramm gezeigt gekennzeichnet. Die korrekte Polarität muss während der Installation beachtet werden.

5. Binning und Bestellinformationen

5.1 Etikettenerklärung

Produktetiketten enthalten mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Spezifikation:

• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer
• P/N:Produktionsnummer (z.B. 484-10SURT/S530-A3)
• QTY:Packungsmenge
• CAT:Ränge der Lichtstärke (Helligkeits-Bin)
• HUE:Ränge der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin)
• REF:Ränge der Durchlassspannung (Spannungs-Bin)
• LOT No:Fertigungslosnummer

5.2 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schäden durch elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeit zu verhindern:

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innere Kartons.
• Tertiärverpackung:Außenkartons für den Versand.
• Packungsmenge:Typischerweise 200 bis 1000 Stück pro Beutel, 5 Beutel pro Innenkarton und 10 Innenkartons pro Außenkarton.

6. Montage, Handhabung und Anwendungsrichtlinien

6.1 Anschlussbeinformung

Wenn Anschlüsse für die Durchsteckmontage gebogen werden müssen:

• Biegen Sie an einer Stelle mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Gehäuses entfernt.
• Führen Sie das Biegenvor soldering.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung des LED-Gehäuses; Belastung kann interne Verbindungen beschädigen oder das Epoxidharz zum Reißen bringen.
• 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 Lagerbedingungen

Um die Lötbarkeit und Leistung zu erhalten:

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

6.3 Lötvorschriften

Kritische Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm von der Lötstelle zum Epoxidharz-Gehäuse ein.

Handlöten:

• Lötspitzentemperatur: Max. 300°C (Lötkolben max. 30W)
• Lötzeit pro Anschluss: Max. 3 Sekunden

Wellen-/Tauchlöten:

• Vorwärmtemperatur: Max. 100°C (Max. 60 Sekunden)
• Lötbad-Temperatur & Zeit: Max. 260°C, Max. 5 Sekunden

Ein empfohlenes Löttemperaturprofil-Diagramm ist beigefügt, das Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen zeigt. Wichtige zusätzliche Hinweise:

• Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse, während die LED heiß ist.
• Nicht mehr als einmal löten (tauchen oder von Hand).
• Schützen Sie die LED vor Stoß/Vibration, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Verwenden Sie keine schnellen Abkühlprozesse.
• Verwenden Sie die niedrigstmögliche Löttemperatur, die eine zuverlässige Verbindung gewährleistet.

6.4 Reinigung

• Falls Reinigung notwendig ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute.
• Vor Gebrauch bei Raumtemperatur trocknen.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung.Falls unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie die Prozessparameter (Leistung, Zeit) vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

6.5 Wärmemanagement

Das Datenblatt betont, dass Wärmemanagement während der Anwendungsdesignphase berücksichtigt werden muss. Der Betriebsstrom sollte entsprechend reduziert werden, wenn die LED in hohen Umgebungstemperaturen oder auf einer PCB mit schlechter Wärmeableitung verwendet wird, um Langlebigkeit und Lichtleistung zu gewährleisten. Das Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur beschleunigt den Helligkeitsabfall und kann zu vorzeitigem Ausfall führen.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Treiberschaltungsdesign

Um diese LED zu betreiben, ist eine strombegrenzende Einrichtung (üblicherweise ein Widerstand) zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (2,4V), um sicherzustellen, dass der Strom auch bei Bauteiltoleranzen 20mA nicht überschreitet. Zum Beispiel mit einer 5V-Versorgung: R_s= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet.

7.2 PCB-Layout und Montage

Stellen Sie sicher, dass der PCB-Footprint den Gehäuseabmessungen entspricht. Sorgen Sie für ausreichenden Freiraum um das LED-Gehäuse. Für Durchsteckmontage sollten die Lochgrößen den Anschlussdurchmesser ohne übermäßige Kraft aufnehmen. Für beste optische Leistung berücksichtigen Sie den Betrachtungswinkel bei der Positionierung der LED auf der Platine relativ zum beabsichtigten Betrachter oder Lichtleiter.

7.3 Langzeitzuverlässigkeit

Der Betrieb der LED deutlich unterhalb ihrer Maximalwerte (Strom, Temperatur) verbessert ihre Langzeitzuverlässigkeit und hält die Lichtstärke über die Zeit stabil. Erwägen Sie die Verwendung eines Konstantstrom-Treibers für Anwendungen, die präzise und stabile Helligkeit erfordern.

8. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

8.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (632 nm) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist. Dominante Wellenlänge (624 nm) ist die psychophysische Einzelwellenlänge, die das menschliche Auge als mit der Farbe der LED übereinstimmend wahrnimmt. Sie unterscheiden sich oft, insbesondere bei gesättigten Farben.

8.2 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung betreiben?

Ja. Unter Verwendung der obigen Berechnung: R_s= (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ohm. Ein 47Ω-Widerstand wäre angemessen. Stellen Sie sicher, dass die Belastbarkeit des Widerstands ausreicht (P = I²R = 0,02²* 47 = 0,0188W, also ist ein 1/8W- oder 1/10W-Widerstand in Ordnung).

8.3 Warum ist der Betrachtungswinkel so groß (130°)?

Ein großer Betrachtungswinkel ist vorteilhaft für Anwendungen, bei denen die Anzeige aus einem breiten Positionsbereich sichtbar sein muss, wie z.B. Statusleuchten auf auf einem Schreibtisch platzierten Unterhaltungselektronikgeräten. Das Linsendesign streut das Licht, um dieses breite Muster zu erzeugen.

8.4 Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?

Wie in den Kennlinien gezeigt, nimmt die relative Lichtstärke typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur ab. Für Hochtemperaturanwendungen müssen Sie möglicherweise zunächst eine LED aus einem höheren Helligkeits-Bin auswählen oder Wärmemanagement implementieren, um die Sperrschichttemperatur niedriger zu halten.

9. Technische Prinzipien und Trends

9.1 Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich (die AlGaInP-Schicht) injiziert, wo sie rekombinieren. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt – in diesem Fall Brillantrot.

9.2 Branchenkontext und Trends

Diskrete LED-Lampen wie diese repräsentieren eine ausgereifte und hochzuverlässige Technologie für Anzeige- und einfache Beleuchtungsfunktionen. Während Hochleistungs-LEDs für die Beleuchtung und fortschrittliche Gehäuse wie Chip-Scale-LEDs (CSP) Bereiche rascher Entwicklung sind, bleiben Durchsteck- und Niedrigleistungs-SMD-LEDs für kostengünstige, zuverlässige Signalisierung in unzähligen Elektronikprodukten unerlässlich. Trends in diesem Segment konzentrieren sich auf die Steigerung der Effizienz (mehr Lichtleistung pro mA), die Verbesserung der Farbkonstanz durch engere Binning-Verfahren und die Erhöhung der Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen. Der Trend zur Miniaturisierung setzt sich ebenfalls fort, obwohl Gehäuse wie die 484-Serie eine gute Balance aus Größe, einfacher Handhabung und optischer Leistung bieten.