LED-Lampe 3294-15SURC/S 400-A7 Datenblatt - Leuchtendes Rot - 2,0V - 20mA - 200mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Datenblatt bietet umfassende technische Informationen für die LED-Lampe 3294-15SURC/S 400-A7. Diese Komponente ist eine Durchsteck-LED (Lampentyp), die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine zuverlässige und robuste Anzeigebeleuchtung mit höherer Helligkeit erfordern. Das Bauteil nutzt einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), um eine leuchtend rote Farbe mit einer wasserklaren Harzlinse zu erzeugen, die einen weiten Betrachtungswinkel für verschiedene Anzeige- und Indikationszwecke bietet.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards wie RoHS, EU REACH und halogenfreien Anforderungen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Sie ist auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich, was die Fertigungseffizienz steigert. Die primären Zielmärkte für diese Komponente sind Unterhaltungselektronik und Computerperipherie, wo eine konsistente und sichtbare Statusanzeige entscheidend ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und dürfen unter keinen Betriebsbedingungen überschritten werden.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED-Anode angelegt werden darf.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Dieser Wert gilt unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz. Eine Überschreitung im Dauerbetrieb führt zu einer Degradation der LED.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als Durchlassspannung (VF) * Durchlassstrom (IF).
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löttemperatur (Tsol):Die Anschlussdrähte halten 260°C für 5 Sekunden stand, was mit Standard-Wellen- oder Handlötprozessen kompatibel ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die elektro-optischen Eigenschaften werden bei Ta=25°C mit einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, was der Standard-Testbedingung entspricht. Diese Parameter definieren die Lichtausgabe und das elektrische Verhalten der LED.

• Lichtstärke (Iv):100 mcd (Min), 200 mcd (Typ). Dies ist das Maß für die wahrgenommene Lichtleistung, die in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. Der typische Wert von 200 Millicandela zeigt eine helle Ausgabe an, die für die direkte Betrachtung geeignet ist.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):90° (Typ). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie bei 0° (auf der Achse). Ein Winkel von 90° bietet einen breiten Abstrahlkegel.
• Spitzenwellenlänge (λp):632 nm (Typ). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission maximal ist.
• Farbwert (λd):624 nm (Typ). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge wahrnimmt und die die Farbe als leuchtendes Rot definiert.
• Durchlassspannung (VF):1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) bei IF=20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für den Schaltungsentwurf, um den notwendigen Vorwiderstandswert zu bestimmen.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Ein niedriger Sperrstrom deutet auf eine gute Qualität des pn-Übergangs hin.

Messunsicherheiten werden angegeben: Lichtstärke (±10%), Farbwert (±1,0nm) und Durchlassspannung (±0,1V).

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Datenblatt verweist auf ein Binning-System für Schlüsselparameter, das durch Codes auf dem Verpackungsetikett (CAT, HUE, REF) angezeigt wird. Binning ist der Prozess, LEDs basierend auf gemessenen Leistungswerten in Gruppen zu sortieren, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

• CAT (Klassen der Lichtstärke):LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke (z.B. 150-200 mcd, 200-250 mcd) in Klassen sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit einem bestimmten Helligkeitsbereich auszuwählen.
• HUE (Klassen des Farbwerts):LEDs werden entsprechend ihrer Farbwert-Wellenlänge sortiert, um Farbkonsistenz zu gewährleisten. Für eine leuchtend rote LED könnten Klassen spezifische Nanometerbereiche um den typischen Wert von 624 nm definieren.
• REF (Klassen der Durchlassspannung):Die Durchlassspannung wird sortiert, um LEDs mit ähnlichen Vf-Eigenschaften zu gruppieren. Dies kann für Anwendungen wichtig sein, bei denen ein konsistenter Spannungsabfall über mehrere in Reihe geschaltete LEDs gewünscht ist, obwohl es typischerweise weniger kritisch ist als die Stromregelung.

Um die genauen Code-Definitionen und verfügbaren Bereiche für die 3294-15SURC/S 400-A7 zu verstehen, ist die Konsultation des detaillierten Binning-Spezifikationsdokuments des Herstellers erforderlich.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen wesentlich sind.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung. Für eine AlGaInP-rote LED ist ein relativ schmales Spektrum um 624-632 nm (Farbwert und Spitzenwellenlänge) zu erwarten. Die Kurve bestätigt die monochromatische Natur der Ausgabe, was ideal für farbspezifische Anzeigeanwendungen ist.

4.2 Richtcharakteristik

Die Richtcharakteristik (oder Abstrahlcharakteristik) zeigt, wie sich die Lichtintensität mit dem Betrachtungswinkel ändert. Ein typisches Muster für eine Lampen-LED mit wasserklarer Linse zeigt eine breite, gleichmäßige Verteilung, was die Spezifikation des 90° Abstrahlwinkels unterstützt.

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

Dieses Diagramm zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die Kurve ermöglicht es Entwicklern, die Vf bei Strömen abzuschätzen, die von der Standard-20mA-Testbedingung abweichen. Dies ist entscheidend für den Entwurf der Treiberschaltung, insbesondere für batteriebetriebene Anwendungen, bei denen der Spannungsbereich begrenzt ist.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen Lichtausgabe (relative Intensität) und Treiberstrom. Die Lichtausgabe steigt bis zu einem gewissen Punkt im Allgemeinen linear mit dem Strom an. Ein Betrieb deutlich über 20mA kann zu abnehmenden Erträgen und erhöhter Wärme führen, was möglicherweise die Lebensdauer verringert.

4.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die LED-Lichtausgabe nimmt typischerweise ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Diese Kurve quantifiziert diese Degradation, was für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen entscheidend ist.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Diese Kurve kann die Beziehung zwischen zulässigem Durchlassstrom und Umgebungstemperatur zeigen und zeigt oft eine Reduktionslinie an, um innerhalb der maximalen Verlustleistungsgrenze (Pd) zu bleiben.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungszeichnung

Das Datenblatt enthält eine detaillierte mechanische Zeichnung der LED-Lampe. Wichtige Abmessungen sind der Gesamtdurchmesser der Epoxidharzlinse (typischerweise 5mm für diesen Typ), der Anschlussdrahtabstand (Standard 2,54mm / 0,1\" für Durchsteckplatinen) und die Gesamthöhe. Hinweise geben an, dass alle Maße in Millimetern sind, die Flanschhöhe weniger als 1,5mm betragen muss und die allgemeine Toleranz ±0,25mm beträgt, sofern nicht anders angegeben. Die Zeichnung zeigt auch deutlich die Anoden- und Kathodenanschlüsse, wobei normalerweise der längere Anschluss die Anode (+) ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist für den LED-Betrieb unerlässlich. Das Bauteil verwendet die Standardkonvention: Der längere Anschluss ist die Anode (positiv), der kürzere Anschluss ist die Kathode (negativ). Zusätzlich befindet sich oft eine abgeflachte Stelle am Rand der Kunststofflinsenbasis in der Nähe des Kathodenanschlusses. Der PCB-Fußabdruck muss den spezifizierten Anschlussdrahtdurchmesser und -abstand berücksichtigen.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

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

6.1 Anschlussdrahtverformung

• Biegen Sie die Anschlussdrähte an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Basis der Epoxidharzkugel entfernt ist, um Belastungen der internen Bonddrähte zu vermeiden.
• Führen Sie die Anschlussdrahtverformungvor soldering.
• Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Falsch ausgerichtete PCB-Löcher, die ein erzwungenes Einsetzen verursachen, können das Epoxidharz und die LED schädigen.
• Schneiden Sie die Anschlussdrähte bei Raumtemperatur.

6.2 Lagerung

• Lagern Sie bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Lagerfähigkeit beträgt 3 Monate ab Versand.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden verwenden.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötprozess

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

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

Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen ≤100°C für ≤60 Sekunden. Lötbad-Temperatur ≤260°C für ≤5 Sekunden.

Ein empfohlenes Löttemperaturprofil wird bereitgestellt, das typischerweise einen allmählichen Anstieg, eine stabile Vorwärmphase, eine kurze Zeit über der Liquidustemperatur (z.B. 260°C) und ein kontrolliertes Abkühlen zeigt. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen. Wenden Sie keine Belastung auf die Anschlussdrähte an, solange sie heiß sind. Nachlöten (mehr als ein Zyklus) wird nicht empfohlen.

6.4 Reinigung

Wenn eine Reinigung notwendig ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, es sei denn, es ist unbedingt erforderlich und nur nach Vorqualifikation, da sie die interne Struktur beschädigen kann.

6.5 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 60 mW), muss während des Entwurfs ein angemessenes Wärmemanagement berücksichtigt werden. Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Strömen erhöht die Sperrschichttemperatur, was die Lichtausgabe (Lichtstromrückgang) verringern und den langfristigen Degradationsprozess beschleunigen kann. Eine ausreichende Abstände auf der Leiterplatte und möglicherweise die Verwendung eines kleinen Kühlkörpers an den Anschlussdrähten können bei anspruchsvollen Anwendungen helfen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

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

1. LEDs werden in antistatische Beutel gelegt.

2. Mehrere Beutel werden in einen Innenkarton gepackt.

3. Mehrere Innenkartons werden in einen Außenkarton gepackt.

Verpackungsmenge:Mindestens 200 bis 1000 Stück pro Beutel. Typischerweise 4 Beutel pro Innenkarton und 10 Innenkartons pro Außenkarton.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:

CPN:Kundeneigene Produktionsnummer (optional).

P/N:Produktionsnummer (die Artikelnummer: 3294-15SURC/S 400-A7).

QTY:Menge im Beutel/Karton.

CAT, HUE, REF:Binning-Codes für Lichtstärke, Farbwert und Durchlassspannung.

LOT No:Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Wie im Datenblatt aufgeführt, ist diese LED geeignet für:

Fernseher & Monitore:Netzstatus, Standby-Modus oder Funktionsanzeigen.

Telefone:Leitung belegt, Nachrichtenwarteschlange oder Netzteilanzeigen.

Computer & Peripheriegeräte:Festplattenaktivität, Ein-/Ausschalter oder Netzwerkstatusleuchten an Routern/Modems.

Ihre leuchtend rote Farbe und gute Helligkeit machen sie ideal für jede Anwendung, die eine klare, sichtbare Status- oder Warnanzeige erfordert.

8.2 Entwurfsüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand in Reihe, um den Durchlassstrom auf den gewünschten Wert zu begrenzen (z.B. 20mA für typische Helligkeit). Berechnen Sie den Widerstandswert als R = (Versorgungsspannung - Vf_LED) / I_gewünscht.
• Schaltungslayout:Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um mechanische Belastungen beim Einsetzen zu vermeiden.
• Abstrahlwinkel:Der 90° Abstrahlwinkel ist für Frontplattenanzeigen geeignet. Für eine breitere Sichtbarkeit sollten Linsenhauben oder Lichtleiter in Betracht gezogen werden.
• Mehrere LEDs:Um mehrere LEDs anzusteuern, schalten Sie sie in Reihe mit einer höheren Versorgungsspannung und einem einzigen Vorwiderstand oder schalten Sie sie parallel, jeweils mit ihrem eigenen Widerstand (bevorzugt für gleichmäßige Helligkeit).

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP-roten LEDs bietet diese auf AlGaInP basierende LED eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu einer helleren Ausgabe bei gleichem Treiberstrom führt. Das wasserklare Harz bietet im Gegensatz zu einem diffundierten oder getönten Harz die bestmögliche Lichteinkopplung und eine gesättigtere, lebendigere rote Farbe. Ihre Konformität mit modernen Umweltstandards (RoHS, halogenfrei) macht sie zu einer geeigneten Wahl für Produkte, die in regulierten Märkten wie der EU verkauft werden. Das robuste Gehäuse und die detaillierten Handhabungsrichtlinien deuten auf einen Entwurf hin, der auf Zuverlässigkeit in der Serienfertigung ausgerichtet ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden, um diese LED mit 20mA zu betreiben?

A: Unter Verwendung des typischen Vf von 2,0V: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert (z.B. 150Ω oder 160Ω). Berücksichtigen Sie immer das maximale Vf (2,4V), um im ungünstigsten Fall ausreichend Strom sicherzustellen.

F: Kann ich diese LED direkt von einem Mikrocontroller-Pin (3,3V oder 5V) ansteuern?

A: Es wird nicht empfohlen, sie ohne einen strombegrenzenden Widerstand direkt anzuschließen. Ein typischer MCU-Pin kann nur 20-25mA liefern/aufnehmen, was dem absoluten Grenzwert dieser LED entspricht. Verwenden Sie immer einen Widerstand. Für 3,3V-Logik: R ≈ (3,3V - 2,0V)/0,02A = 65Ω.

F: Die Lichtstärke beträgt typisch 200 mcd. Ist das hell genug für den Außeneinsatz bei Tageslicht?

A: 200 mcd ist für Innenraum-Indikatoren oder Nahbereichsbetrachtung geeignet. Für die Sichtbarkeit bei direktem Sonnenlicht wäre eine viel höhere Intensität (oft >1000 mcd) oder eine fokussierende Linse erforderlich.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (632 nm) und Farbwert (624 nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist die Stelle, an der das physikalische Emissionsspektrum am stärksten ist. Der Farbwert ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge wahrnimmt, unter Berücksichtigung der Farbempfindlichkeit des Auges (photopische Reaktion). Der Farbwert ist die bessere Metrik, um die wahrgenommene Farbe zu beschreiben.

11. Praktischer Entwurf & Anwendungsfall

Fall: Entwurf einer Netzteilanzeige für ein Schaltnetzteil (SMPS).

Das SMPS liefert 5V Standby-Strom. Das Ziel ist es, eine helle, zuverlässige Einschaltanzeige hinzuzufügen.

Umsetzung:Platzieren Sie die LED auf der Frontplatte. Schließen Sie die Anode über einen 150Ω Vorwiderstand an die 5V-Standby-Leitung an. Schließen Sie die Kathode an Masse an. Die benötigte Widerstandsbelastbarkeit ist P = I²R = (0,02)² * 150 = 0,06W, daher ist ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ausreichend.

Überlegungen:Stellen Sie sicher, dass die LED sicher montiert ist, wobei die Anschlüsse vor dem Löten auf der Steuerplatinen korrekt verformt wurden. Der 90° Abstrahlwinkel bietet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln. Die leuchtend rote Farbe ist eine universelle Anzeige für \"Eingeschaltet\". Die im Datenblatt beschriebene Langzeitzuverlässigkeit stellt sicher, dass die Anzeige die Lebensdauer des Netzteils übersteht.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den pn-Übergang angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger (Elektronen und Löcher) rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des im aktiven Bereich verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Für dieses Bauteil entspricht die Bandlücke des AlGaInP-Materialsystems rotem Licht. Das wasserklare Epoxidharz fungiert als Linse, formt die Lichtausgabe und schützt den empfindlichen Halbleiterchip.

13. Technologietrends

Die LED-Industrie entwickelt sich weiter, wobei allgemeine Trends auf erhöhte Effizienz (mehr Lumen pro Watt), höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Kosten abzielen. Für Indikator-LEDs wie die 3294-Serie umfassen die Trends die Entwicklung noch breiterer Abstrahlwinkel, niedrigerer Durchlassspannungen zur Reduzierung des Stromverbrauchs in Batteriegeräten und verbesserte Kompatibilität mit bleifreien und Hochtemperatur-Lötprozessen, die für die moderne PCB-Bestückung erforderlich sind. Es gibt auch einen Trend zur weiteren Miniaturisierung in Oberflächenmontagegehäusen (SMD), obwohl Durchsteck-Lampen für Prototyping, Reparatur und Anwendungen, die hohe Einzelpunkt-Helligkeit oder spezifische mechanische Montage erfordern, beliebt bleiben.