LED-Lampe 333-2UYD/S530-A3 Datenblatt - Brillantgelb - 20mA - 320mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhellige, brillantgelbe LED-Lampe. Das Bauteil ist für Anwendungen konzipiert, die zuverlässige Leistung und verbesserte Sichtbarkeit erfordern. Es nutzt eine AlGaInP-Chip-Technologie, die in einem gelben, diffusen Harz eingekapselt ist, was zu einer ausgeprägten brillantgelben Lichtfarbe führt. Die Serie bietet eine Auswahl an Abstrahlwinkeln und ist auf Tape and Reel für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich.

1.1 Kernvorteile und Konformität

Das Produkt ist mit Zuverlässigkeit und Robustheit als Schlüsselmerkmale ausgelegt. Es entspricht den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsvorschriften und stellt sicher, dass es modernen Fertigungsstandards gerecht wird. Insbesondere ist das Bauteil konform mit der EU-RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), der EU-REACH-Verordnung und als halogenfrei klassifiziert, mit strengen Grenzwerten für Brom (Br) und Chlor (Cl) (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Dies macht es für eine breite Palette von Konsum- und Industrieelektronik geeignet.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED-Lampe zielt auf den Hintergrundbeleuchtungs- und Anzeigemarkt in der Konsumelektronik ab. Ihre Hauptanwendungen umfassen den Einsatz als Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungsquelle in Fernsehgeräten, Computermonitoren, Telefonen und verschiedenen Computerperipheriegeräten. Die Kombination aus Farbe, Helligkeit und Gehäusegröße macht sie zu einer vielseitigen Komponente für Entwicklungsingenieure.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Parameter des Bauteils, wie im Datenblatt definiert.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Bedingungen für den Normalbetrieb.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Das kontinuierliche Überschreiten dieses Stroms erzeugt übermäßige Wärme, was die Lebensdauer und Lichtausbeute der LED beeinträchtigt.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA (bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1 kHz). Dieser Wert ermöglicht kurze Pulse mit höherem Strom, nützlich für Multiplexing oder gepulste Betriebsarten, muss jedoch sorgfältig gesteuert werden, um Überhitzung zu vermeiden.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zu einem sofortigen und katastrophalen Ausfall des LED-Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse unter gegebenen Bedingungen abführen kann, berechnet aus Durchlassspannung und -strom.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden. Diese weiten Bereiche gewährleisten Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen.
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Spitzentemperatur und Zeit-Toleranz für Wellen- oder Reflow-Lötprozesse.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standard-Testbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA, sofern nicht anders angegeben) gemessen und definieren die Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):Reicht von 100 mcd (Minimum) bis zu einem typischen Wert von 320 mcd. Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit des gelben Lichts für das menschliche Auge. Der weite Bereich deutet auf einen Binning-Prozess hin.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typischerweise 30 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Spitzenintensität beträgt. Ein 30-Grad-Winkel zeigt einen relativ fokussierten Strahl an, geeignet für gerichtete Anzeigen.
• Spitzen- & dominante Wellenlänge (λp, λd):Typische Werte sind 591 nm bzw. 589 nm. Die Spitzenwellenlänge ist das spektrale Maximum, während die dominante Wellenlänge mit der wahrgenommenen Farbe (brillantgelb) korreliert.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typischerweise 15 nm. Dies definiert die spektrale Reinheit des emittierten gelben Lichts.
• Durchlassspannung (VF):Reicht von 1,7V (min) bis 2,4V (max), mit einem typischen Wert von 2,0V bei 20mA. Dies ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei VR=5V. Ein niedriger Sperrstrom ist wünschenswert.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt verweist auf ein Binning-System für Schlüsselparameter, das für die Sicherstellung der Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion wesentlich ist.

• CAT (Ränge der Lichtstärke):Dieser Code auf dem Verpackungsetikett gibt den spezifischen Lichtstärke-Bin für diese Charge von LEDs an.
• HUE (Ränge der dominanten Wellenlänge):Dieser Code spezifiziert den Wellenlängen-/Farb-Bin und stellt sicher, dass die Gelbfarbe innerhalb einer definierten Toleranz liegt.
• REF (Ränge der Durchlassspannung):Dieser Code gibt den Durchlassspannungs-Bin an, was beim Entwurf konsistenter Treiberschaltungen hilft, insbesondere wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet sind.

Entwickler sollten die detaillierten Binning-Tabellen des Herstellers (in diesem Kern-Datenblatt nicht enthalten) konsultieren, um die geeigneten Codes für die Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeitsanforderungen ihrer Anwendung auszuwählen.

4. Analyse der Kennlinien

Die typischen Kennlinien geben Aufschluss darüber, wie sich die LED unter variierenden Bedingungen verhält.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung, die bei etwa 591 nm (gelb) mit einer Bandbreite von ungefähr 15 nm ihren Höhepunkt erreicht, was die monochromatische Natur des AlGaInP-Chips bestätigt.

4.2 Richtcharakteristik

Das Richtdiagramm visualisiert den 30-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität abnimmt, wenn der Winkel von der Mittelachse abweicht.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Diese Kurve ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Sie zeigt die Beziehung zwischen der angelegten Durchlassspannung und dem resultierenden Strom. Die Kniespannung liegt bei etwa 2,0V. Bei Betrieb oberhalb dieses Knies führen kleine Spannungsänderungen zu großen Stromänderungen, was eine Konstantstrom-Ansteuerung für stabilen Betrieb erfordert.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die Lichtstärke nimmt im Allgemeinen mit dem Durchlassstrom zu, wird jedoch aufgrund von Effizienzabfall und Erwärmungseffekten schließlich sättigen und dann abnehmen. Die Kurve hilft bei der Bestimmung des optimalen Treiberstroms für die gewünschte Helligkeit im Verhältnis zu Effizienz und Lebensdauer.

4.5 Temperaturabhängigkeit

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtausbeute einer LED nimmt ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Diese Kurve quantifiziert diese Derating, was für Anwendungen, die bei erhöhten Umgebungstemperaturen arbeiten, entscheidend ist.
Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Diese Kurze kann zeigen, wie sich die Durchlassspannungskennlinie mit der Temperatur verschiebt, was für Konstantspannungs-Treiberszenarien wichtig ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 3mm radialen (runden) Durchsteckgehäuse untergebracht. Wichtige dimensionale Hinweise 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 detaillierte Maßzeichnung (im Datenblatt impliziert) spezifiziert den Anschlussabstand, den Körperdurchmesser, die Linsenform und die Gesamthöhe, die für das PCB-Footprint-Design und die Sicherstellung eines korrekten Sitzes in der Anwendung entscheidend sind.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Anschlussbeinformung

Der längere Anschluss ist typischerweise die Anode (positiv). Das Datenblatt betont kritische Regeln für die Anschlussbeinformung, um Schäden zu vermeiden:
- Biegen Sie die Anschlüsse an einem Punkt, der mindestens 3mm von der Basis des Epoxid-Glaskolbens entfernt ist.
- Führen Sie die Formgebung vor dem Löten durch.
- Vermeiden Sie Belastung des Gehäuses. Falsch ausgerichtete PCB-Löcher, die Belastung auf die Anschlüsse ausüben, können die LED beeinträchtigen.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

Sachgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung.

6.1 Lötprozessparameter

Handlötung:Lötspitzentemperatur maximal 300°C (für max. 30W Lötkolben), Lötzeit maximal 3 Sekunden pro Anschluss.
Wellen-/Tauchlötung:Vorwärmtemperatur maximal 100°C (für max. 60 Sekunden), Lötbad-Temperatur maximal 260°C für 5 Sekunden.
Kritische Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm von der Lötstelle zum Epoxid-Glaskolben ein, um thermischen Schock für den LED-Chip zu verhindern.

6.2 Empfohlenes Lötprofil

Ein typisches Profil umfasst eine Vorwärmrampe, ein stabiles Temperaturbad, einen kurzen Peak bei 260°C und eine kontrollierte Abkühlrampe. Schnelles Abkühlen wird nicht empfohlen. Der Prozess sollte eine laminare Welle und geeignetes Flussmittel verwenden.

6.3 Lagerbedingungen

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

6.4 Reinigung

Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, es sei denn, deren Parameter (Leistung, Zeit) wurden vorab qualifiziert, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten, da Ultraschallenergie das Epoxid reißen oder die Bonddrähte beschädigen kann.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um ESD-Schäden zu verhindern. Diese werden in Innenkartons platziert, die dann für den Versand in Außenkartons verpackt werden.
Verpackungsmenge:Mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel. Fünf Beutel werden in einen Innenkarton gepackt. Zehn Innenkartons werden in einen Außenkarton gepackt.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:
- CPN:Kundenteilenummer.
- P/N:Hersteller-Teilenummer (z.B. 333-2UYD/S530-A3).
- QTY:Menge in der Verpackung.
- CAT/HUE/REF:Binning-Codes für Lichtstärke, dominante Wellenlänge bzw. Durchlassspannung.
- LOT No:Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LED muss mit einem strombegrenzenden Mechanismus betrieben werden. Die einfachste Methode ist ein Vorwiderstand. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - Vf) / If. Für eine 5V-Versorgung und einen typischen Vf von 2,0V bei 20mA, R = (5 - 2,0) / 0,02 = 150 Ω. Ein Treiber-IC oder Transistorschaltung wird für Konstantstrombetrieb empfohlen, insbesondere wenn Helligkeitskonstanz oder Dimmung erforderlich ist.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 60mW), muss während des PCB-Designs ein angemessenes Wärmemanagement berücksichtigt werden, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder in geschlossenen Räumen. Ausreichender Abstand zwischen Bauteilen und möglicher Einsatz von Wärmeleitungen kann helfen, Wärme von den LED-Anschlüssen abzuführen, um einen Anstieg der Sperrschichttemperatur und den daraus resultierenden Verlust von Helligkeit und Lebensdauer zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien für gelbe LEDs (z.B. basierend auf GaAsP) bietet dieses AlGaInP-Bauteil eine deutlich höhere Lichtausbeute und eine gesättigtere, reine Gelbfarbe. Der 30-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen guten Kompromiss zwischen weiter Sichtbarkeit und gerichteter Intensität, was es sowohl für Anzeige- als auch Hintergrundbeleuchtungsaufgaben geeignet macht, bei denen ein fokussierter Strahl vorteilhaft ist. Seine Konformität mit modernen halogenfreien und RoHS-Standards ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal für umweltbewusste Designs.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED mit 30mA für mehr Helligkeit betreiben?
A: Nein. Der absolute Grenzwert für den Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA. Das Überschreiten dieses Wertes riskiert dauerhafte Schäden und beschleunigten Leistungsabfall. Betreiben Sie sie bei oder unterhalb der empfohlenen 20mA für zuverlässige Leistung.
F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?
A: Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt der höchsten spektralen Leistungsabgabe. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die für das menschliche Auge die gleiche Farbe zu haben scheint. Sie liegen oft nahe beieinander, wie in diesem Fall (591nm vs 589nm).
F: Warum ist die 3mm-Biege-Regel für die Anschlüsse so wichtig?
A: Ein Biegen näher als 3mm am Epoxid-Glaskolben überträgt mechanische Belastung direkt auf die internen Bonddrähte und den Halbleiterchip, was möglicherweise sofortigen Bruch oder latente Ausfälle verursacht, die sich später manifestieren.
F: Wie interpretiere ich die CAT/HUE/REF-Codes auf dem Etikett?
A: Dies sind interne Binning-Codes. Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in Ihrem Produkt sicherzustellen, sollten Sie beim Bestellen die gewünschten Binning-Bereiche spezifizieren und überprüfen, ob die Codes auf dem erhaltenen Material Ihrer Spezifikation entsprechen.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.Mehrere brillantgelbe LEDs werden verwendet, um verschiedene Aktivitätszustände anzuzeigen. Um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten, spezifiziert der Entwickler einen engen HUE (Wellenlänge)-Bin und einen spezifischen CAT (Intensität)-Bin vom Lieferanten. Die LEDs werden über einen Mikrocontroller-GPIO-Pin mit einem für 15mA-Betrieb berechneten Vorwiderstand angesteuert (um Helligkeit und Langzeit-Zuverlässigkeit auszugleichen). Das PCB-Layout stellt sicher, dass der empfohlene 3mm-Abstand vom Lötpad zum LED-Körper eingehalten wird. Während der Montage wird ein Wellenlötprozess mit einem dem Datenblatt entsprechenden kontrollierten Profil verwendet.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, 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 direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall gelb (~589-591 nm). Die gelbe, diffuse Harzkuppel dient zum Schutz des Chips, zur Formung des Lichtausgangsstrahls (30-Grad-Abstrahlwinkel) und zur Diffusion des Lichts, um ein gleichmäßiges Erscheinungsbild zu erzeugen.

13. Technologieentwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbessertem Farbwiedergabeindex und niedrigeren Kosten. Für Anzeige-LEDs wie diese umfassen die Trends weitere Miniaturisierung (z.B. kleinere SMD-Gehäuse), erhöhte Helligkeit innerhalb desselben Leistungsrahmens und verbesserte Zuverlässigkeit bei höheren Betriebstemperaturen. Es gibt auch einen kontinuierlichen Druck für breitere Konformität mit Umweltvorschriften und den Einsatz nachhaltigerer Materialien in der Verpackung. Das zugrundeliegende AlGaInP-Materialsystem ist ausgereift, sieht aber weiterhin Verbesserungen in der epitaktischen Schichtabscheidung und Chip-Design, um mehr Licht zu extrahieren und die Leistungskonsistenz zu verbessern.