LED-Lampe 264-7UYD/S530-A3 Spezifikation - Brillantgelb - 20mA - 125mcd - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle, 5mm brillantgelbe LED-Lampe. Diese für Zuverlässigkeit und Leistung ausgelegte Komponente eignet sich für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen in der Unterhaltungselektronik. Die LED verfügt über eine diffundierende gelbe Epoxidharzlinse, die einen weiten, gleichmäßigen Betrachtungswinkel bietet.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED-Serie umfassen eine höhere Helligkeitsabgabe und die Wahl verschiedener Betrachtungswinkel, um unterschiedliche Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Sie ist auf Band und Rolle für die automatisierte Montage erhältlich, was die Produktionseffizienz steigert. Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie und ist bleifrei. Ihr robustes Design gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb. Die Zielanwendungen liegen hauptsächlich im Bereich der Unterhaltungselektronik, einschließlich der Verwendung in Fernsehgeräten, Computermonitoren, Telefonen und allgemeiner Computerausrüstung, wo eine klare, helle Statusanzeige erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt definierten Schlüsselparameter für Elektrik, Optik und Wärme.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine empfohlenen Betriebsbedingungen.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Das Überschreiten dieses Stroms, insbesondere ohne ausreichende Wärmeableitung, kann zu einem raschen Abbau des internen Quantentopfs der LED und einer dauerhaften Verringerung der Lichtleistung führen.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA (bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1 kHz). Dieser Grenzwert ermöglicht kurze Impulse mit höherem Strom, was für Multiplex-Schaltungen oder zur Erzielung momentaner Spitzenhelligkeit nützlich sein kann. Ein Dauerbetrieb bei oder nahe diesem Strom ist untersagt.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zu einem plötzlichen, katastrophalen Durchbruch der PN-Sperrschicht der LED führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann. Die tatsächliche Verlustleistung beträgt VF * IF. Bei der typischen Durchlassspannung von 2,0V und dem maximalen Dauerstrom von 25mA beträgt die Leistung 50mW, was einen kleinen Sicherheitsspielraum lässt.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C bzw. -40°C bis +100°C. Diese Bereiche definieren die Umgebungsgrenzen für zuverlässigen Betrieb und Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden. Dies definiert das maximale Temperaturprofil, das das LED-Gehäuse während Wellen- oder Reflow-Lötprozessen aushalten kann.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA) gemessen und definieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):63 mcd (Min), 125 mcd (Typ). Dies ist das Maß für die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit. Der typische Wert von 125 mcd zeigt eine hohe Helligkeitsabgabe für eine Standard-5mm-LED an. Der garantierte Mindestwert beträgt 63 mcd.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):60° (Typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt. Ein Winkel von 60° bietet eine gute Balance zwischen fokussiertem Strahl und breiter Sichtbarkeit.
• Spitzenwellenlänge (λp):591 nm (Typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts maximal ist. Für eine brillantgelbe LED liegt diese im gelb-orangen Bereich des sichtbaren Spektrums.
• Dominante Wellenlänge (λd):589 nm (Typisch). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED am besten entspricht. Sie ist der Schlüsselparameter für die Farbangabe.
• Durchlassspannung (VF):1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) bei 20mA. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten (nimmt mit steigender Temperatur ab). Schaltungsentwürfe müssen die Schwankung von 1,7V bis 2,4V berücksichtigen, um eine ordnungsgemäße Stromregelung für alle Einheiten sicherzustellen.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Ein kleiner Leckstrom ist normal. Das Überschreiten der maximalen Sperrspannung führt zu einem dramatischen Anstieg dieses Stroms.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für das Verständnis des LED-Verhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen wesentlich sind.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese spektrale Verteilungskurve zeigt die Lichtleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Für diese brillantgelbe LED weist die Kurve einen einzelnen, deutlichen Peak um 591 nm (typisch) mit einer typischen spektralen Bandbreite (Δλ) von 15 nm auf. Dies deutet auf eine relativ reine gelbe Farbe ohne signifikante Emission in anderen Farbbändern hin.

3.2 Richtcharakteristik

Die Richtcharakteristik (oder Strahlungsdiagramm) veranschaulicht, wie sich die Lichtintensität mit dem Winkel von der Mittelachse ändert. Der typische Betrachtungswinkel von 60° (2θ1/2) bedeutet, dass die Intensität bei ±30° vom Zentrum 50 % ihres Achsenwerts beträgt. Die Form dieser Kurve wird von der diffundierenden Epoxidharzlinse beeinflusst, die das Licht streut und im Vergleich zu einer klaren Linse einen gleichmäßigeren Lichtkegel erzeugt.

3.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassspannung (VF) und Durchlassstrom (IF). Bei einer typischen LED führt ein kleiner Spannungsanstieg über die Einschaltspannung (bei diesem Bauteil etwa 1,7V) zu einem großen Stromanstieg. Deshalb werden LEDs fast immer von einer Konstantstromquelle und nicht von einer Konstantspannungsquelle angesteuert, um eine thermische Instabilität zu verhindern.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, dass die Lichtleistung (Lichtstärke) im normalen Betriebsbereich (z. B. bis zu 20-25mA) annähernd proportional zum Durchlassstrom ist. Die Effizienz (Lumen pro Watt) kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung abnehmen.

3.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtleistung einer LED nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Diese Kurve quantifiziert diese Entlastung. Für auf AlGaInP basierende gelbe LEDs kann die Leistung bei hohen Temperaturen (z. B. über 60-70°C) deutlich abfallen.
Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Diese Kurve zeigt wahrscheinlich den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, um innerhalb des Verlustleistungslimits (Pd) zu bleiben. Mit steigender Umgebungstemperatur muss der maximal sichere Betriebsstrom reduziert werden, um zu verhindern, dass die Sperrschichttemperatur ihren maximalen Grenzwert überschreitet.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-5mm-Radialgehäuse untergebracht. Wichtige dimensionale Hinweise aus dem Datenblatt sind: Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm). Die Höhe des Flansches (der flache Rand an der Basis der Kuppel) muss kleiner als 1,5 mm sein. Sofern nicht anders angegeben, beträgt die allgemeine Toleranz für Abmessungen ±0,25 mm. Die detaillierte Zeichnung zeigt den Anschlussabstand, den Körperdurchmesser, die Gesamthöhe sowie die Anschlusslänge und den -durchmesser, die für das PCB-Footprint-Design und die Montage entscheidend sind.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Bei radialen LEDs wird die Kathode typischerweise durch eine flache Stelle am Rand der Kunststofflinse und/oder durch den kürzeren Anschluss identifiziert. Die Maßzeichnung im Datenblatt sollte klar angeben, welcher Anschluss die Kathode ist. Während der Schaltungsmontage muss die korrekte Polarität beachtet werden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um die LED-Leistung und -Zuverlässigkeit zu erhalten.

5.1 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3 mm von der Basis der Epoxidharzkugel entfernt ist.
• Führen Sie die Anschlussbeinformungvor soldering.
• dem Löten durch. Vermeiden Sie beim Biegen mechanische Belastung des LED-Gehäuses oder seiner Basis.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur, nicht wenn sie heiß sind.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

5.2 Lagerbedingungen

• Lagern Sie die LEDs nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt 3 Monate.
• Für eine 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 Lötprozess

Allgemeine Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm von der Lötstelle zur Epoxidharzkugel ein.
Handlöten:Lötspitzentemperatur: max. 300°C (max. 30W Lötkolben). Lötzeit: max. 3 Sekunden pro Anschluss.
Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur: max. 100°C (max. 60 Sekunden). Lötbad-Temperatur: max. 260°C. Verweilzeit im Lot: max. 5 Sekunden.
Profil:Ein empfohlenes Löttemperaturprofil wird bereitgestellt, das einen kontrollierten Anstieg, eine Haltezeit bei Spitzentemperatur und ein kontrolliertes Abkühlen betont. Ein schneller Abkühlprozess wird nicht empfohlen.
Wichtig:Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse während der Hochtemperaturphasen. Löten Sie das Bauteil nicht mehr als einmal mittels Tauch- oder Handlötverfahren. Schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie nach dem Löten wieder Raumtemperatur erreicht hat.

5.4 Reinigung

Falls eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute. Trocknen Sie bei Raumtemperatur. Ultraschallreinigung wird im Allgemeinen nicht empfohlen. Falls unbedingt erforderlich, müssen deren Parameter (Leistung, Zeit) vorab qualifiziert werden, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

5.5 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist für die Langlebigkeit und stabile Lichtleistung der LED unerlässlich. Der Strom sollte bei höheren Umgebungstemperaturen entsprechend der Entlastungskurve reduziert werden. Berücksichtigen Sie während der Anwendungsentwurfsphase die Verlustleistung der LED und sorgen Sie für ausreichende Wärmeableitung oder Luftströmung, wenn sie nahe den maximalen Grenzwerten betrieben wird.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Materialien verpackt, um sie vor elektrostatischer Entladung (ESD) und Feuchtigkeit zu schützen. Die Verpackungshierarchie ist wie folgt: LEDs werden in antistatische Beutel gelegt. Pro Beutel werden mindestens 200 bis 1000 Stück verpackt. Vier Beutel werden in einen Innenkarton gelegt. Zehn Innenkartons werden in einen Master- (Außen-)Karton verpackt.

6.2 Etikettenerklärung

Die Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen: CPN (Kundenteilenummer), P/N (Herstellerteilenummer: 264-7UYD/S530-A3), QTY (Packmenge), CAT (Ränge/Bin), HUE (Dominante Wellenlänge), REF (Referenz) und LOT No (Losnummer für die Rückverfolgbarkeit).

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

LEDs benötigen eine Strombegrenzung. Die einfachste Methode ist ein Vorwiderstand. Der Widerstandswert (R) wird berechnet als: R = (Vversorgung - VF) / IF. Beispiel: Bei einer Versorgungsspannung von 5V, einer typischen VF von 2,0V und einem gewünschten IF von 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Die Nennleistung des Widerstands sollte mindestens (5V-2,0V)*0,020A = 0,06W betragen (ein 1/8W- oder 1/4W-Widerstand ist geeignet). Für Präzision oder Stabilität wird eine Konstantstrom-Treiberschaltung empfohlen.

7.2 Designüberlegungen

• Stromversorgung:Verwenden Sie immer eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand. Schließen Sie die LED niemals direkt an eine Spannungsquelle an.
• Spannungsschwankungen:Berücksichtigen Sie in Ihrem Design den Durchlassspannungsbereich (1,7V bis 2,4V), um sicherzustellen, dass der gewünschte Strom über alle Einheiten hinweg geliefert wird.
• Thermisches Design:Berücksichtigen Sie für Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur oder Dauerbetrieb bei hohem Strom die thermische Entlastung. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand auf der Leiterplatte oder verwenden Sie gegebenenfalls einen Kühlkörper.
• ESD-Schutz:Obwohl nicht extrem empfindlich, sollten während der Montage die üblichen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Diese brillantgelbe LED, basierend auf AlGaInP-Halbleitermaterial, bietet deutliche Vorteile. Im Vergleich zu älteren gelben LED-Technologien (z. B. basierend auf GaAsP) bietet AlGaInP eine deutlich höhere Lichtausbeute, was bei gleichem Treiberstrom zu größerer Helligkeit führt. Die typische Intensität von 125 mcd ist für ein Standard-5mm-Gehäuse wettbewerbsfähig. Der durch eine diffundierende Linse erreichte weite Betrachtungswinkel von 60° macht sie für Anwendungen geeignet, die eine breite Sichtbarkeit erfordern, im Gegensatz zu fokussierten Strahlanwendungen, die möglicherweise eine klare Linse mit einem engeren Winkel verwenden. Ihre RoHS-Konformität und bleifreie Konstruktion entsprechen modernen Umweltvorschriften.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Kann ich diese LED mit 30mA für mehr Helligkeit betreiben?
A: Nein. Der absolute Grenzwert für den Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA. Ein Betrieb mit 30 mA überschreitet diesen Grenzwert, was die Lebensdauer der LED erheblich verkürzt und aufgrund von Überhitzung zu einem sofortigen Ausfall führen kann.

F: Die Durchlassspannung meiner LED misst 1,8V, nicht die typischen 2,0V. Ist das normal?
A: Ja. Das Datenblatt gibt einen Bereich von 1,7V (Min) bis 2,4V (Max) bei 20mA an. Ein Wert von 1,8V liegt gut innerhalb des angegebenen Bereichs und ist akzeptabel. Ihre strombegrenzende Schaltung sollte so ausgelegt sein, dass sie diesen gesamten Bereich abdeckt.

F: Wie identifiziere ich die Kathode?
A: Suchen Sie nach zwei physischen Indikatoren: 1) Der kürzere Anschluss ist normalerweise die Kathode. 2) Oft befindet sich eine flache Stelle am Rand der runden Kunststofflinse; der dieser flachen Stelle am nächsten liegende Anschluss ist die Kathode.

F: Kann ich diese LED im Freien verwenden?
A: Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, was die meisten Außenumgebungen abdeckt. Sie müssen jedoch sicherstellen, dass die LED ordnungsgemäß abgedichtet und vor direktem Kontakt mit Wasser und UV-Strahlung geschützt ist, da dies das Epoxidharz mit der Zeit abbauen kann. Der Treiberstrom muss möglicherweise auch bei hohen Umgebungstemperaturen reduziert werden.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein Prüfgerät.
Anforderung:Mehrere gelbe LEDs zur Anzeige von "Standby"- oder "Vorsicht"-Zuständen. Die Tafel soll aus verschiedenen Winkeln bis zu 30 Grad außerhalb der Achse betrachtet werden können. Die Versorgungsspannung ist eine geregelte 3,3V.
Entwurfsschritte:
1. LED-Auswahl:Diese brillantgelbe LED mit einem Betrachtungswinkel von 60° ist eine gute Wahl und gewährleistet Sichtbarkeit über den erforderlichen Betrachtungskegel.
2. Stromeinstellung:Wählen Sie einen Treiberstrom von 20mA für eine gute Balance zwischen Helligkeit und Langlebigkeit.
3. Widerstandsberechnung:Verwenden Sie für einen Worst-Case-Entwurf die maximale VF (2,4V), um sicherzustellen, dass der Strom niemals 20mA überschreitet. R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 47 Ohm.
4. Tatsächlichen Strom neu berechnen:Mit einer typischen VF von 2,0V: IF = (3,3V - 2,0V) / 47 Ohm ≈ 27,7 mA. Dies liegt über dem Maximum von 25mA. Um den gesamten VF-Bereich sicher abzudecken, verwenden Sie daher die minimale VF, um die Obergrenze zu prüfen: IF_max = (3,3V - 1,7V) / 47 Ohm ≈ 34 mA. Das ist zu hoch.
5. Überarbeitete Berechnung:Entwerfen Sie für den typischen Fall und fügen Sie eine kleine Marge hinzu. Verwenden Sie VF_typ = 2,0V. R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 68 Ohm. Prüfung: IF_min = (3,3V-2,4V)/68≈13,2mA, IF_typ≈19,1mA, IF_max=(3,3V-1,7V)/68≈23,5mA. Dies hält den maximal möglichen Strom knapp unter der 25mA-Grenze, was 68 Ohm zu einer sicheren und angemessenen Wahl macht.
6. PCB-Layout:Halten Sie sich an die Gehäuseabmessungen für den Lochabstand. Stellen Sie sicher, dass die Kathode (gekennzeichnet durch die flache Stelle an der LED und den kürzeren Anschluss) mit der Masse-Seite der Schaltung verbunden ist.