LED-Lampe 594SURD/S530-A3 Datenblatt - Brillantes Rot - 20mA - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 594SURD/S530-A3 ist eine hochhellige LED-Lampe, die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine überlegene Lichtstärke und Zuverlässigkeit erfordern. Diese Komponente nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um eine brillante rote Lichtfarbe zu erzeugen. Sie ist für Robustheit und die Einhaltung moderner Umwelt- und Sicherheitsstandards ausgelegt, einschließlich RoHS, REACH und halogenfreier Anforderungen.

Die Serie bietet eine Auswahl verschiedener Betrachtungswinkel, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden, und ist in Tape-and-Reel-Verpackung für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich. Ihr primäres Designziel ist die Bereitstellung einer konsistenten, leistungsstarken Beleuchtung in kompakten elektronischen Geräten.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Lichtausbeute erfordern.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht RoHS-konformen Versionen und erfüllt die EU-REACH-Verordnungen.
• Halogenfrei:Entspricht halogenfreien Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Zuverlässigkeit:Für einen zuverlässigen und robusten Langzeitbetrieb konstruiert.
• Verpackungsflexibilität:Erhältlich auf Tape-and-Reel für effiziente Serienfertigung.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED zielt auf den Markt für Unterhaltungselektronik und Display-Hintergrundbeleuchtung ab. Typische Anwendungen sind:

• Fernsehgeräte
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerperipherie und Anzeigen

Die Komponente eignet sich sowohl für Statusanzeigen als auch für Hintergrundbeleuchtung, wo eine deutliche rote Farbe erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt angegebenen Schlüsselparameter. Das Verständnis dieser Grenzwerte und Eigenschaften ist für ein korrektes Schaltungsdesign und einen zuverlässigen Betrieb entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder nahe diesen Grenzwerten über längere Zeit wird nicht empfohlen.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden kann, ohne die Leistung oder Lebensdauer der LED zu beeinträchtigen. Das Überschreiten dieses Werts erhöht die Sperrschichttemperatur und beschleunigt den Lichtstromrückgang.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz). Dieser Wert erlaubt kurze Stromimpulse, was für Multiplexing oder das Erreichen einer höheren momentanen Helligkeit nützlich sein kann. Das 10% Tastverhältnis ist kritisch; der mittlere Strom muss weiterhin dem Dauerwert entsprechen.
• Sperrspannung (V_R):5 V. LEDs sind nicht dafür ausgelegt, signifikante Sperrspannungen zu ertragen. Das Anlegen einer Sperrspannung größer als 5V kann aufgrund von Sperrschichtdurchbruch zu sofortigem und katastrophalem Ausfall führen.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann. Sie wird berechnet als Durchlassspannung (V_F) * Durchlassstrom (I_F). Entwickler müssen sicherstellen, dass der Arbeitspunkt diese Grenze nicht überschreitet.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +100°C (Lagerung). Der weite Temperaturbereich macht sie für industrielle und automobiltaugliche Umgebungen (nicht-kritische Bereiche) geeignet.
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils, entscheidend für die Leiterplattenbestückung ohne Beschädigung des Epoxidharzes oder der internen Bonddrähte.

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

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (20mA Durchlassstrom, 25°C Umgebung).

• Lichtstärke (I_v):Typisch 16 mcd, Minimum 10 mcd. Dies spezifiziert die Menge an sichtbarem Licht, die in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Der Mindestwert ist die garantierte Untergrenze für die Produktannahme. Die ±10% Messunsicherheit sollte bei Designs mit engen Toleranzen berücksichtigt werden.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):Typisch 170 Grad. Dieser sehr große Betrachtungswinkel deutet auf eine diffundierende Linse/Resin hin, die ein breites, gleichmäßiges Beleuchtungsmuster erzeugt, anstatt eines schmalen Strahls. Er ist ideal für Anwendungen, bei denen die LED aus vielen Winkeln sichtbar sein muss.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch 632 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Sie definiert die "Farbe" des vom Halbleiterchip selbst emittierten Lichts.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typisch 624 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. Sie ist für die Farbspezifikation oft relevanter als die Spitzenwellenlänge. Die ±1,0nm Messunsicherheit ist angegeben.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typisch 20 nm. Dies ist die spektrale Breite bei halber Maximalintensität (FWHM). Ein Wert von 20nm ist charakteristisch für AlGaInP rote LEDs und deutet auf eine relativ reine Farbsättigung hin.
• Durchlassspannung (V_F):Min 1,7V, Typ 2,0V, Max 2,4V (bei I_F=20mA). Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Die Treiberschaltung muss für diesen Bereich ausgelegt sein. Die ±0,1V Messunsicherheit ist spezifiziert.
• Sperrstrom (I_R):Max 10 μA (bei V_R=5V). Dies ist der Leckstrom, wenn das Bauteil in Sperrrichtung vorgespannt ist. Ein Wert von 10μA ist für Anzeige-LEDs Standard.

2.3 Thermische Eigenschaften

Obwohl nicht explizit in einer separaten Tabelle aufgeführt, ist das Wärmemanagement durch die Verlustleistungsgrenze und den Betriebstemperaturbereich impliziert. Die Leistungskurven zeigen die Abhängigkeit der Lichtausgabe und des Durchlassstroms von der Umgebungstemperatur, was eine kritische Designüberlegung ist. Effektive Wärmeableitung oder Stromreduzierung ist bei Betrieb in hohen Umgebungstemperaturen notwendig, um Leistung und Langlebigkeit zu erhalten.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt verweist auf ein Binning-System für Schlüsselparameter, wie in der Etikettenerklärung für Verpackungsmaterialien angegeben. Binning ist der Prozess des Sortierens von LEDs in Gruppen (Bins) basierend auf gemessener Leistung, um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

• CAT (Ränge der Lichtstärke):LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke sortiert (z.B. 10-12 mcd, 13-15 mcd, 16-18 mcd). Dies ermöglicht es Entwicklern, einen für ihre Anwendung geeigneten Helligkeitsgrad auszuwählen.
• HUE (Ränge der dominanten Wellenlänge):LEDs werden gemäß ihrer dominanten Wellenlänge gebinnt (z.B. 622-624 nm, 624-626 nm). Dies gewährleistet Farbkonsistenz über mehrere in einem Produkt verwendete LEDs.
• REF (Ränge der Durchlassspannung):Die Durchlassspannung wird ebenfalls gebinnt (z.B. 1,9-2,1V, 2,1-2,3V). Dies kann für Designs mit mehreren LEDs in Reihe wichtig sein, da es die Gesamtspannungsanforderung und die Stromanpassung in Parallelschaltungen beeinflusst.

Die spezifischen Bincode-Bereiche sind in diesem öffentlichen Datenblatt nicht detailliert und werden typischerweise in separaten Binning-Dokumenten bereitgestellt oder während des Bestellprozesses vereinbart.

4. Analyse der Leistungskurven

Die bereitgestellten Diagramme bieten wertvolle Einblicke in das Verhalten des Bauteils unter nicht-standardisierten Bedingungen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese spektrale Verteilungskurve bestätigt die typische Spitzenwellenlänge von ~632 nm und eine FWHM von ~20 nm, charakteristisch für eine brillante rote AlGaInP-LED. Die Form ist typisch, mit einem scharfen Abfall auf der langwelligen Seite und einem allmählicheren Abfall auf der kurzwelligen Seite.

4.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht den 170-Grad-Betrachtungswinkel. Die Intensität ist über einen sehr großen Bereich nahezu gleichmäßig, was die diffundierende Natur der Linse bestätigt. Es gibt keine signifikanten Nebenkeulen oder schmalen Hotspots, was ideal für Weitwinkel-Anzeigeanwendungen ist.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Dieses Diagramm zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die "Kniespannung", bei der die LED signifikant zu leiten beginnt, liegt bei etwa 1,6V. Bei dem empfohlenen Betriebsstrom von 20mA beträgt die Durchlassspannung etwa 2,0V. Die Kurve ist wesentlich für das Design von Konstantstrom-Treibern oder einfachen widerstandsbasierten Strombegrenzungsschaltungen.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die Lichtausgabe (relative Intensität) steigt linear mit dem Durchlassstrom bis zum Nennmaximum. Diese lineare Beziehung vereinfacht die Helligkeitssteuerung via Strommodulation (analoge Dimmung). Allerdings kann der Wirkungsgrad bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter thermischer Effekte sinken.

4.5 Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur & Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur

Dies sind Reduzierungskurven, wohl die kritischsten für ein zuverlässiges Design.

• Lichtausgabe vs. Temperatur:Die relative Intensität nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Bei 85°C kann die Lichtausgabe beispielsweise nur ~70-80% ihres Wertes bei 25°C betragen. Dies muss in Anwendungen, die eine konsistente Helligkeit über Temperaturbereiche hinweg erfordern, kompensiert werden.
• Durchlassstrom vs. Temperatur:Diese Kurve zeigt wahrscheinlich den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, um innerhalb der Verlustleistungsgrenze zu bleiben. Um Zuverlässigkeit zu gewährleisten, muss der Betriebsstrom mit steigender Umgebungstemperatur reduziert (reduziert) werden. Der Betrieb am absoluten Maximalstrom von 25mA ist nur bei niedrigeren Umgebungstemperaturen sicher.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-Radialgehäuse (oft als "3mm" oder "T1" Gehäuse bezeichnet, obwohl genaue Abmessungen der Zeichnung entnommen werden sollten). Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern.
• Die Höhe des Flansches (der Rand an der Basis der Kuppel) muss kleiner als 1,5mm (0,059") sein. Dies ist wichtig für den Bauraum während der Leiterplattenmontage.
• Standardtoleranz für nicht spezifizierte Abmessungen ist ±0,25mm.

Die Maßzeichnung ist für das Leiterplatten-Footprint-Design wesentlich, um korrekten Lochabstand und Bauteilplatzierung sicherzustellen.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Für radiale LED-Gehäuse wird die Kathode typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Rand der Kunststofflinse, einen kürzeren Anschluss oder eine Kerbe im Flansch gekennzeichnet. Die spezifische Kennzeichnungsmethode sollte auf der Gehäuseabmessungszeichnung angegeben sein. Korrekte Polarität ist essentiell; Sperrspannung über 5V kann das Bauteil zerstören.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

Strikte Einhaltung dieser Richtlinien ist notwendig, um mechanische und thermische Schäden während des Bestückungsprozesses zu verhindern.

6.1 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3mm von der Basis der Epoxidkugel entfernt.
• Führen Sie die Anschlussbeinformungvor soldering.
• Vermeiden Sie Belastung des LED-Gehäuses während des Formens. Belastung kann das Epoxidharz reißen oder interne Bonddrähte beschädigen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur. Hochtemperaturschneiden kann thermischen Schock verursachen.
• Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlöcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannung zu vermeiden.

6.2 Lagerbedingungen

• Lagern Sie nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit.
• Lagerfähigkeit im Originalbeutel: 3 Monate.
• 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 Lötprozessparameter

Allgemeine Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm von der Lötstelle zur Epoxidkugel ein.

Handlöten:

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

Wellenlöten (DIP):

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

Kritische Hinweise:

• Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse, während die LED heiß ist.
• Nicht mehr als einmal löten (tauchen oder von Hand).
• Schützen Sie die LED vor mechanischem Stoß/Vibration, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Von der Spitzentemperatur allmählich abkühlen lassen; schnelles Abkühlen wird nicht empfohlen.
• Verwenden Sie stets die niedrigstmögliche Löttemperatur, die eine zuverlässige Verbindung gewährleistet.

6.4 Reinigung

• Falls notwendig, nur mit Isopropanol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute reinigen.
• An der Luft bei Raumtemperatur trocknen lassen.
• Keine Ultraschallreinigung verwendenes sei denn, unter spezifischen Bedingungen vorqualifiziert, da sie die interne Struktur beschädigen kann.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeitseintritt zu verhindern:

1. Primärverpackung:Antistatischer Beutel mit mindestens 200 bis 1000 Stück.
2. Sekundärverpackung:4 Beutel werden in einen Innenkarton gelegt.
3. Tertiärverpackung:10 Innenkartons werden in einen Master- (Außen-)Karton gelegt.

7.2 Etikettenerklärung

Das Beuteletikett enthält mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Spezifikation:

• CPN:Kunden-Produktionsnummer (optionale Kundenreferenz).
• P/N:Produktionsnummer (die Hersteller-Teilenummer, z.B. 594SURD/S530-A3).
• QTY:Verpackungsmenge im Beutel.
• CAT, HUE, REF:Binning-Codes für Lichtstärke, dominante Wellenlänge bzw. Durchlassspannung.
• LOT No:Herstellungslosnummer für Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Treiberschaltungsdesign

Die gängigste Ansteuerungsmethode ist ein Vorwiderstand in Reihe. Der Widerstandswert (R) wird berechnet als: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie die maximale V_Faus dem Datenblatt (2,4V), um sicherzustellen, dass der Strom auch bei einer LED mit niedriger V_Fden gewünschten Wert nicht überschreitet. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung und einem Ziel-I_Fvon 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130Ω. Der nächstgelegene Standardwert (120Ω oder 150Ω) würde gewählt, wobei 150Ω konservativer ist. Für kritische Helligkeitskonsistenz oder Betrieb über einen weiten Temperaturbereich wird ein Konstantstromtreiber empfohlen.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl es sich um eine kleine Anzeige-LED handelt, ist Wärmemanagement dennoch wichtig für die Langlebigkeit. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte ausreichend Kupferfläche um die LED-Anschlüsse hat, um als Kühlkörper zu wirken. Vermeiden Sie es, die LED in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten zu platzieren. Halten Sie sich bei der Auslegung für Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur an die in den Leistungskurven gezeigten Stromreduzierungsrichtlinien.

8.3 ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung)

Das Datenblatt vermerkt, dass das Produkt ESD-empfindlich ist. Während der Bestückung müssen Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen befolgt werden: Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder und leitfähige Bodenmatten. Transport und Lagerung in ESD-geschützter Verpackung.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich diese LED mit 3,3V-Logik ansteuern?

Ja. Mit einem Vorwiderstand: Bei einer typischen V_Fvon 2,0V wird ein Widerstand von (3,3V - 2,0V)/0,02A = 65Ω benötigt. Wenn die LED jedoch eine maximale V_Fvon 2,4V hat, wäre der Strom bei 3,3V mit einem 65Ω-Widerstand nur ~14mA, was zu geringerer Helligkeit führt. Ein kleinerer Widerstand (z.B. 47Ω) könnte verwendet werden, aber Sie müssen überprüfen, ob der Strom bei minimaler V_F conditions.

9.2 Warum ist der Betrachtungswinkel so groß (170°)?

Das "SURD" in der Teilenummer und die "Red Diffused"-Resin-Beschreibung deuten auf eine diffundierende Linse hin. Diese streut das Licht und erzeugt einen sehr großen, gleichmäßigen Betrachtungswinkel, ideal für Statusanzeigen, die aus vielen Richtungen, nicht nur frontal, gesehen werden müssen.

9.3 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (632nm) und dominanter Wellenlänge (624nm)?

Die Spitzenwellenlänge ist das physikalische Maximum des vom Chip emittierten Lichtspektrums. Die dominante Wellenlänge ist der wahrgenommene "Farbpunkt", wie ihn das menschliche Auge sieht, der durch die gesamte spektrale Form und die Empfindlichkeit des Auges (photopische Reaktion) beeinflusst wird. Die dominante Wellenlänge ist oft nützlicher für Farbabgleichanwendungen.

9.4 Wie viele LEDs kann ich in Reihe schalten?

Die Grenze wird durch Ihre Treiberspannung bestimmt. Für einen Konstantstromtreiber addieren Sie die maximale V_Fjeder LED. Zum Beispiel, mit einem 12V-Treiber: 12V / 2,4V = maximal 5 LEDs in Reihe. Immer einen Sicherheitsabstand einplanen. Für einen widerstandsgetriebenen String von einer Spannungsquelle ist die Berechnung komplexer und muss den gesamten Spannungsabfall und Strom berücksichtigen.

10. Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Kniespannung der Diode überschreitet, werden Elektronen und Löcher aus der n-dotierten bzw. p-dotierten Schicht in den aktiven Bereich injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren strahlend und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Bandlückenenergie der AlGaInP-Legierung bestimmt die Wellenlänge der emittierten Photonen, in diesem Fall im roten Teil des sichtbaren Spektrums (~624-632 nm). Das diffundierende Epoxidharz-Encapsulant schützt den Halbleiterchip, wirkt als Linse zur Formung der Lichtausgabe und enthält Leuchtstoffe oder streuende Partikel, um den großen Betrachtungswinkel zu erzeugen.