LED-Lampe 523-2SURD/S530-A3 Datenblatt - Brillantes Rot - 20mA - 32mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle 5mm LED-Lampe, die für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Das Bauteil nutzt einen AlGaInP-Chip zur Erzeugung einer brillant roten Lichtfarbe mit einer diffusen Harzlinse, die einen weiten und gleichmäßigen Betrachtungswinkel gewährleistet. Es ist für Zuverlässigkeit und Robustheit in verschiedenen elektronischen Baugruppen ausgelegt.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

Die LED-Serie bietet mehrere Schlüsselmerkmale und Konformitätszertifizierungen, die sie für moderne Elektronikdesigns geeignet machen:

• Betrachtungswinkel-Optionen:Verfügbar in verschiedenen Betrachtungswinkeln, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
• Verpackung:Geliefert auf Trägerband und Rolle für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht den EU-Verordnungen RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und REACH. Es wird zudem als halogenfrei eingestuft, wobei der Gehalt an Brom (Br) und Chlor (Cl) jeweils unter 900 ppm und deren Summe unter 1500 ppm liegt.
• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Lichtstärke erfordern.
• Farb- und Intensitätsvarianten:Die Lampenserie ist in verschiedenen Farben und Helligkeitsstufen erhältlich.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist primär für den Einsatz als Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungsquelle in Konsum- und Industrie-Elektronik vorgesehen. Typische Anwendungsbereiche sind:

• Fernsehgeräte
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computer-Peripheriegeräte und Anzeigen

2. Technische Spezifikationen und objektive Interpretation

Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die absoluten Grenzwerte und Standard-Betriebseigenschaften der LED. Alle Parameter sind, sofern nicht anders angegeben, bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder nahe diesen Grenzen wird für den Normalbetrieb nicht empfohlen.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden darf.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Dieser ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz zulässig.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +100°C (Lagerung).
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standard-Testbedingungen (IF=20mA).

• Lichtstärke (Iv):32 mcd (Typisch), 16 mcd (Minimum). Dies ist die wahrgenommene Helligkeit in Richtung der Spitzenintensität.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):120° (Typisch). Der Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte des Spitzenwertes beträgt. Die diffuse Linse erzeugt dieses weite Abstrahlmuster.
• Spitzenwellenlänge (λp):632 nm (Typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):624 nm (Typisch). Die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge wahrnimmt und die die "brillant rote" Farbe definiert.
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (Typisch), im Bereich von 1,7 V (Min) bis 2,4 V (Max) bei 20mA. Dieser Parameter hat eine Messunsicherheit von ±0,1V.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Maximum) bei VR=5V.

Messtoleranzen:Lichtstärke: ±10%, Dominante Wellenlänge: ±1,0nm.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen veranschaulichen. Das Verständnis dieser Kurven ist für ein robustes Schaltungsdesign entscheidend.

3.1 Spektrale und räumliche Verteilung

DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt ein typisches schmales Emissionsspektrum um 632 nm zentriert, charakteristisch für AlGaInP-Materialien. DieRichtcharakteristik-Kurve bestätigt visuell das 120° weite, lambertförmige Abstrahlmuster, das durch die diffuse Linse erzeugt wird, und gewährleistet so gute Sichtbarkeit auch aus schrägen Winkeln.

3.2 Elektrische und thermische Eigenschaften

DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kurve)zeigt die exponentielle Beziehung der Diode. Am typischen Arbeitspunkt von 20mA beträgt die Spannung etwa 2,0V. DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt, dass die Lichtleistung linear mit dem Strom bis zum Maximalwert ansteigt, jedoch müssen Entwickler die Wärmeableitung bei höheren Strömen berücksichtigen.

DieRelative Intensität vs. Umgebungstemperatur- undDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurven sind entscheidend für das thermische Management. Die Lichtstärke nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Umgekehrt steigt bei einer festen Spannung der Durchlassstrom mit der Temperatur aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung der Diode. Dies kann zu thermischem Durchgehen führen, wenn es nicht durch eine strombegrenzende Schaltung ordnungsgemäß gesteuert wird.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-5mm-Radialgehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige Abmessungshinweise sind:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm).
• Die Flanschhöhe muss kleiner als 1,5mm (0,059 Zoll) sein.
• Die Standardtoleranz für nicht spezifizierte Abmessungen beträgt ±0,25mm.

Die Abmessungszeichnung spezifiziert den Anschlussdrahtabstand, den Körperdurchmesser, die Linsenform und die Gesamthöhe, die für das PCB-Footprint-Design und den mechanischen Einbau wesentlich sind.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Kunststoffflansch der LED und/oder durch den kürzeren Anschlussdraht gekennzeichnet. Während der Installation muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

5. Montage-, Löt- und Handhabungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist für die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit und Leistung des Bauteils unerlässlich.

5.1 Anschlussdraht-Formgebung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen, um Belastungen der Dichtung zu vermeiden.
• Formen Sie die Anschlussdrähte vor dem Löten.
• Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Fehlausgerichtete PCB-Löcher, die ein erzwungenes Einsetzen verursachen, können das Epoxidharz schädigen.
• Schneiden Sie die Anschlussdrähte bei Raumtemperatur.

5.2 Lagerung

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit für bis zu 3 Monate ab Versand.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

Kritische Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Glaskörper ein.

Handlöten:Lötspitzentemperatur maximal 300°C (für 30W-Lötkolben), Lötzeit maximal 3 Sekunden.

Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur maximal 100°C (max. 60 Sekunden). Lötbad-Temperatur maximal 260°C für 5 Sekunden.

Allgemeine Löthinweise:

• Vermeiden Sie Belastungen der Anschlussdrähte während der Hochtemperaturphasen.
• Führen Sie Tauch-/Handlöten nicht mehr als einmal durch.
• Schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Verwenden Sie die niedrigste effektive Löttemperatur.
• Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das Zeit vs. Temperaturzonen für Vorwärmen, Einweichen, Reflow und Abkühlung zeigt.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung. Falls unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie die Prozessparameter (Leistung, Zeit) vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

5.5 Wärmemanagement und ESD

Wärmemanagement:Der Betriebsstrom muss entsprechend der Umgebungstemperatur, wie in der Derating-Kurve gezeigt, reduziert werden. Ein ordentliches PCB-Layout und gegebenenfalls Kühlkörper sollten während der Anwendungsentwurfsphase berücksichtigt werden, um die Sperrschichttemperatur zu kontrollieren.

ESD (Elektrostatische Entladung):Die LED ist empfindlich gegenüber ESD. Während der Handhabung und Montage sollten Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen befolgt werden, einschließlich der Verwendung geerdeter Arbeitsplätze und Handgelenkbänder.

6. Verpackung, Kennzeichnung und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schäden während des Versands und der Lagerung zu verhindern:

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innenschachteln mit 5 Beuteln.
• Tertiärverpackung:Außenschachteln mit 10 Innenschachteln.
• Verpackungsmenge:200 bis 500 Stück pro Beutel. Daher enthält eine Außenschachtel zwischen 10.000 und 25.000 Stück (10 Innenschachteln * 5 Beutel * 200-500 Stück).

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Binning:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 523-2SURD/S530-A3).
• QTY:Verpackungsmenge.
• CAT:Ränge der Lichtstärke (Helligkeits-Bin).
• HUE:Ränge der dominanten Wellenlänge (Farb-Bin).
• REF:Ränge der Durchlassspannung (Spannungs-Bin).
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungsdesign-Überlegungen und FAQs

7.1 Schaltungsdesign

Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, wenn diese LED von einer Spannungsquelle betrieben wird. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design die maximale Durchlassspannung (2,4V) aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom auch bei Bauteiltoleranzen 20mA nicht überschreitet. Beispiel: Bei einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Ein Standard-150-Ohm-Widerstand würde einen sicheren Spielraum bieten.

7.2 Typische Benutzerfragen beantwortet

F: Kann ich diese LED mit 25mA kontinuierlich betreiben?

A: Obwohl der absolute Maximalwert 25mA beträgt, sind die elektro-optischen Eigenschaften bei 20mA spezifiziert. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb und zur Berücksichtigung von Temperatureffekten ist es ratsam, für 20mA oder weniger zu dimensionieren, wobei die Derating-Kurven bei hoher Umgebungstemperatur zu verwenden sind.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (632nm) ist das physikalische Maximum des Lichtemissionsspektrums. Dominante Wellenlänge (624nm) ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Übereinstimmung mit der LED-Farbe wahrnimmt. Die dominante Wellenlänge ist für Farbanzeigeanwendungen relevanter.

F: Wird ein Kühlkörper benötigt?

A: Für den Betrieb bei 20mA in moderaten Umgebungstemperaturen wird für eine einzelne LED typischerweise kein separater Kühlkörper benötigt. Das thermische Management wird jedoch bei hochdichten Arrays, hohen Umgebungstemperaturen oder bei Betrieb nahe dem Maximalstrom kritisch. Die PCB-Platine selbst wirkt über die Anschlussdrähte als Kühlkörper.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Diese LED unterscheidet sich durch ihre spezifischen Material- und Konstruktionsentscheidungen:

• Chip-Technologie (AlGaInP):Im Vergleich zu älteren Technologien bietet AlGaInP für rote und bernsteinfarbene LEDs einen höheren Wirkungsgrad und eine bessere Farbreinheit, was zu der spezifizierten "brillant roten" Farbe mit guter Lichtstärke führt.
• Diffuse Linse vs. Klarlinse:Die diffuse Harzlinse tauscht einen kleinen Teil der axialen Spitzenintensität gegen einen viel weiteren und gleichmäßigeren Betrachtungswinkel (120°) ein und eliminiert den "Hot-Spot"-Effekt. Dies ist ideal für Anzeigen, die aus verschiedenen Winkeln sichtbar sein müssen.
• Konformität:Vollständige RoHS-, REACH- und Halogenfrei-Konformität machen sie für globale Märkte und umweltbewusste Designs geeignet und unterscheidet sie von nicht konformen Alternativen.

9. Betriebsprinzipien und Trends

9.1 Grundlegendes Betriebsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Fotodiode, die in Durchlassrichtung betrieben wird. Wenn eine Spannung angelegt wird, die die Durchlassspannung (V_F) überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher am p-n-Übergang innerhalb des AlGaInP-Halbleitermaterials. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) mit einer Wellenlänge frei, die der Bandlückenenergie des Materials entspricht, die im roten Bereich des sichtbaren Spektrums liegt. Die diffuse Epoxidharzlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtausgangsstrahl.

9.2 Branchenkontext und Trends

Die 5mm-Radial-LED bleibt aufgrund ihrer Einfachheit, niedrigen Kosten und einfachen Handhabung für die Durchsteckmontage ein grundlegendes und weit verbreitetes Bauteil. Während SMD-LEDs die Hochvolumen-Automatisierungsproduktion dominieren, sind Durchsteck-LEDs wie diese immer noch in Prototypen, Bildungskits, Reparaturarbeiten und Anwendungen verbreitet, die höhere Einzelpunkt-Helligkeit oder Robustheit gegen Vibrationen erfordern. Der Trend in diesem Segment geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro mA), strengerer Umweltkonformität und konsistenterem Binning für Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit in der Serienproduktion.