LED-Lampe 494-10SURT/S530-A3 Datenblatt - 5mm Gehäuse - 2,0V Durchlassspannung - Brillantes Rot - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen, 5mm LED-Lampe für Durchsteckmontage. Das Bauteil gehört zu einer Serie, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtleistung entwickelt wurde. Es nutzt einen AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip zur Erzeugung einer brillanten roten Farbe, eingekapselt in einem roten transparenten Epoxidharz. Das Produkt ist auf Zuverlässigkeit und Robustheit ausgelegt und eignet sich für verschiedene Anwendungen als elektronische Anzeige oder Hintergrundbeleuchtung.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Lichtstärke erfordern.
• Konformität:Das Produkt entspricht wichtigen Umweltvorschriften wie RoHS, EU REACH und ist halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Verpackungsoptionen:Erhältlich auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse.
• Auswahl des Abstrahlwinkels:Erhältlich mit verschiedenen Abstrahlwinkeln für unterschiedliche Anwendungsanforderungen.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Die Hauptanwendungen für diese LED-Lampe umfassen Unterhaltungselektronik und Computerperipheriegeräte, wo klare, helle visuelle Anzeigen essenziell sind. Typische Anwendungsfälle sind:

• Fernsehgeräte (Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung)
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerausrüstung

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der elektrischen, optischen und thermischen Spezifikationen des Bauteils.

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. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden darf.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA. Dieser Impulsstromwert (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz) gilt für kurzen, nicht kontinuierlichen Betrieb.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch der Sperrschicht führen.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximale Leistung, die das Bauteil als Wärme abführen kann.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +100°C (Lagerung).
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen unter Standardtestbedingungen von 20mA Durchlassstrom und 25°C Umgebungstemperatur (T_a).

• Lichtstärke (I_v):Typischer Wert ist 32 mcd (Millicandela), mit einem Minimum von 16 mcd. Dies quantifiziert die wahrgenommene Helligkeit der roten Lichtabgabe.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):100 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts abfällt, und definiert die Strahlausbreitung.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):632 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):624 nm (typisch). Die einzelne Wellenlänge, die der wahrgenommenen Farbe der LED am besten entspricht.
• Durchlassspannung (V_F):Liegt im Bereich von 1,7V (min) bis 2,4V (max), mit einem typischen Wert von 2,0V bei 20mA. Dies ist entscheidend für den Schaltungsentwurf und die Berechnung des Vorwiderstands.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei 5V Sperrspannung.

Messtoleranzen:Durchlassspannung (±0,1V), Lichtstärke (±10%), Dominante Wellenlänge (±1,0nm). Diese Unsicherheiten müssen bei Präzisionsentwürfen berücksichtigt werden.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen veranschaulichen.

3.1 Spektrale Verteilung & Richtcharakteristik

DieKurve für Relative Intensität vs. Wellenlängezeigt ein schmales Emissionsspektrum um 632 nm zentriert, charakteristisch für AlGaInP rote LEDs. DasRichtdiagramm(Polardiagramm) stellt den 100-Grad-Abstrahlwinkel visuell dar und zeigt, wie die Intensität von der Mittelachse abfällt.

3.2 Elektrische & thermische Zusammenhänge

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Diese nichtlineare Kurve ist wesentlich zur Bestimmung des dynamischen Widerstands der LED und für den Entwurf geeigneter Treiberschaltungen. Sie zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung.
• Relative Intensität vs. Durchlassstrom:Zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Strom steigt, jedoch nicht notwendigerweise linear über den gesamten Bereich. Dies beeinflusst Entscheidungen zum Treiberstrom für die gewünschte Helligkeit.
• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten der Lichtausbeute. Mit steigender Temperatur nehmen Effizienz und Lichtausbeute generell ab.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Oft in Verbindung mit Derating-Richtlinien verwendet, hilft diese Kurve, den maximal sicheren Betriebsstrom bei erhöhten Umgebungstemperaturen zu bestimmen.

4. Mechanische & Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil ist in einem standardmäßigen 5mm Radialgehäuse mit Anschlussdrähten untergebracht. Wichtige Abmessungshinweise umfassen:

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

Die Abmessungszeichnung spezifiziert den Anschlussdrahtabstand, Linsendurchmesser und -form sowie die Gesamthöhe, was für das Leiterplatten-Layout und den korrekten Einbau in Gehäuse entscheidend ist.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand und/oder einen kürzeren Anschlussdraht gekennzeichnet. Die korrekte Polarität muss während des Einbaus beachtet werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

5. Löt- & Bestückungsrichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Leistung des Bauteils.

5.1 Anschlussdraht-Formgebung

• Biegen Sie die Anschlussdrähte an einer Stelle mindestens 3mm von der Epoxidharz-Glühbirnenbasis entfernt.
• Führen Sie die Formgebungvor soldering.
• dem Löten durch. Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses. Falsch ausgerichtete Leiterplattenlöcher, die zu Zug auf den Anschlussdrähten führen, können das Epoxidharz und die LED schädigen.
• Schneiden Sie die Anschlussdrähte bei Raumtemperatur.

5.2 Lötparameter

Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300°C (max. 30W), Lötzeit max. 3 Sekunden, halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Glühbirne ein.
Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen max. 100°C (max. 60 Sekunden), Lötbad max. 260°C für 5 Sekunden, halten Sie 3mm Abstand zwischen Lötstelle und Glühbirne ein.
Allgemeine Regeln:Vermeiden Sie Zug auf die Anschlussdrähte bei hoher Temperatur. Löten Sie nicht mehr als einmal. Lassen Sie das Bauteil allmählich ohne mechanischen Stoß auf Raumtemperatur abkühlen. Verwenden Sie die niedrigste effektive Temperatur.

5.3 Lagerung & Handhabung

• Lagerung:Empfohlen bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Haltbarkeit beträgt 3 Monate ab Versand. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• ESD (Elektrostatische Entladung):Das Bauteil ist empfindlich gegenüber ESD. Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen (geerdete Arbeitsplätze, Handgelenksbänder) sollten während der Handhabung angewendet werden.
• Reinigung:Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, sofern nicht speziell für die Anwendung vorqualifiziert, da sie den Chip beschädigen kann.

5.4 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist für die Lebensdauer entscheidend. Der Betriebsstrom sollte bei höheren Umgebungstemperaturen entsprechend der Derating-Kurve reduziert werden. Die Temperatur um die LED in der Endanwendung muss kontrolliert werden.

6. Verpackungs- & Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind mit feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Materialien verpackt, um Schäden während Transport und Lagerung zu verhindern. Die Verpackungshierarchie ist:

1. Antistatische Beutel:Enthält 200 bis 1000 Stück.
2. Innenkarton:Enthält 4 Beutel.
3. Außenkarton:Enthält 10 Innenkartons.

6.2 Etikettenerklärung & Binning

Das Verpackungsetikett enthält Codes zur Produktidentifikation und Leistungs-Binning:

• P/N:Produktionsnummer (z.B. 494-10SURT/S530-A3).
• CAT:Einteilung der Lichtstärke (Helligkeits-Bin).
• HUE:Einteilung der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin).
• REF:Einteilung der Durchlassspannung (Spannungs-Bin).
• LOT No:Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

Dieses Binning-System stellt sicher, dass elektrische und optische Parameter innerhalb spezifizierter Teilbereiche liegen, was eine konsistente Leistung in der automatisierten Produktion ermöglicht.

7. Anwendungsdesign-Überlegungen

7.1 Schaltungsentwurf

Ein Vorwiderstand ist zwingend erforderlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für einen robusten Entwurf, der sicherstellt, dass I_Fselbst mit Bauteiltoleranzen 20mA nicht überschreitet, den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (2,4V). Für eine 5V-Versorgung: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω. Ein Standard-150-Ω-Widerstand würde einen Sicherheitsspielraum bieten.

7.2 Leiterplatten-Layout

Stellen Sie sicher, dass der Lochabstand auf der Leiterplatte genau dem Anschlussdrahtabstand der LED entspricht, um mechanische Belastung zu vermeiden. Sorgen Sie für ausreichenden Freiraum um die Epoxidharz-Glühbirne für den empfohlenen Lötabstand von 3mm.

7.3 Thermischer Entwurf

Berücksichtigen Sie in Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei dicht gepackten LEDs das thermische Derating. Wenn die lokale Temperatur den empfohlenen Bereich überschreitet, reduzieren Sie den Treiberstrom, um eine beschleunigte Lichtstromabnahme und potenziellen Ausfall zu verhindern.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Diese auf AlGaInP basierende rote LED bietet deutliche Vorteile im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP (Galliumarsenidphosphid):

• Höhere Effizienz & Helligkeit:AlGaInP bietet eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu einer helleren Abgabe bei gleichem Treiberstrom führt.
• Bessere Farbreinheit:Die dominante Wellenlänge von 624 nm erzeugt im Vergleich zum oft orangestichigen Rot von GaAsP-LEDs ein tieferes, gesättigteres \"brillantes Rot\".
• Bessere Temperaturstabilität:AlGaInP-Bauteile zeigen generell eine stabilere Leistung über Temperaturbereiche, obwohl Derating dennoch notwendig ist.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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

Nein. Der absolute Maximalwert für den Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA. Ein Betrieb mit 30 mA überschreitet diesen Wert, was zu übermäßiger Sperrschichttemperatur, schnellem Lichtstromverlust und katastrophalem Ausfall führen kann. Für höhere Helligkeit wählen Sie eine LED, die für einen höheren Strom ausgelegt ist.

9.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p):Die physikalische Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung am höchsten ist.
Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. Für rote LEDs ist λ_doft etwas kürzer als λ_p. λ_dist für die Farbangabe in Anwendungen relevanter.

9.3 Warum ist der 3mm-Abstand von der Lötstelle so wichtig?

Das Epoxidharz, das den Halbleiterchip einkapselt, ist empfindlich gegenüber hoher Temperatur. Lötstellen zu nah an der Glühbirne können übermäßige Wärme übertragen, was möglicherweise zu internen Rissen (\"thermischer Schock\"), Delamination oder Veränderungen der optischen Eigenschaften des Harzes führt, was zu vorzeitigem Ausfall oder reduzierter Lichtausbeute führt.

10. Betriebsprinzipien & Technologietrends

10.1 Grundlegendes Betriebsprinzip

Dies ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Durchlassspannung der Diode (ca. 1,7-2,4V) überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich (das AlGaInP-Quantentopf) injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall rot.

10.2 Branchentrends

Während Durchsteck-LEDs wie diese 5mm-Lampe für Anzeigen und einfache Beleuchtung weiterhin weit verbreitet sind, geht der Branchentrend stark in Richtung oberflächenmontierbarer (SMD) Gehäuse (z.B. 0603, 0805, 2835). SMDs bieten Vorteile für die moderne Fertigung: kleinere Größe, geringere Bauhöhe, bessere Eignung für automatisierte Bestückung und oft verbessertes Wärmemanagement durch direkte Leiterplattenbefestigung. Durchsteck-LEDs behalten jedoch Vorteile beim Prototyping, in Hobbyanwendungen und in Situationen, in denen eine überlegene Einzelpunkt-Helligkeit oder breitere Abstrahlwinkel aus einem diskreten Gehäuse benötigt werden.