LED-Lampe 333-2SURD/S530-A3 Datenblatt - 5mm Rot Diffus - Spannung 2,4V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LED-Lampe 333-2SURD/S530-A3. Diese Bauteil ist eine bedrahtete LED mit 5mm Durchmesser, die für zuverlässige und robuste Leistung in verschiedenen Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Das Bauteil nutzt einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), um ein leuchtendes rotes diffuses Licht zu erzeugen, das in einem roten diffusen Kunststoffgehäuse eingekapselt ist. Der Hauptentwicklungsfokus liegt auf der Bereitstellung einer höheren Helligkeit, die für Unterhaltungselektronik geeignet ist, bei der eine klare visuelle Signalgebung erforderlich ist.

Die LED ist auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), da sie als bleifreie (Pb-freie) Komponente hergestellt wird. Dies macht sie für den Einsatz in Produkten geeignet, die weltweit unter modernen Umweltvorschriften vermarktet werden.

2. Technische Parameter und Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Diese Werte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben und dürfen unter keinen Betriebsbedingungen überschritten werden.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Dies ist der maximale gepulste Durchlassstrom, der bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz zulässig ist.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer Sperrspannung, die diesen Wert überschreitet, kann den Halbleiterübergang der LED beschädigen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil abführen kann.
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem die LED funktionieren soll.
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Die maximale Temperatur und Zeit, der die Anschlüsse während Wellen- oder Handlötung ausgesetzt werden dürfen.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die elektro-optischen Kenngrößen werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED.

• Lichtstärke (Iv):100 mcd (Min), 200 mcd (Typ). Dies gibt die Menge des sichtbaren Lichts an, das die LED emittiert. Der typische Wert von 200 Millicandela zeigt eine mittlere Helligkeit für eine Standard-5mm-LED an.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):30° (Typ). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Intensität bei 0° (auf der Achse) beträgt. Ein Winkel von 30° zeigt einen relativ schmalen Strahl an, der für gerichtete Anzeigelichter geeignet ist.
• Spitzenwellenlänge (λp):632 nm (Typ). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts maximal ist.
• Farbwert (λd):624 nm (Typ). Die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe des Lichts beschreibt. Dieser Wert platziert die LED im leuchtend roten Farbbereich.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typ). Die spektrale Breite des emittierten Lichts, gemessen bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (Min), 2,4 V (Typ). Der Spannungsabfall über der LED, wenn sie mit dem spezifizierten Strom von 20 mA betrieben wird. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung diese Spannung bereitstellen kann.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Der kleine Leckstrom, der fließt, wenn die LED in Sperrrichtung vorgespannt ist.

Messtoleranzen:Das Datenblatt vermerkt spezifische Unsicherheiten: ±0,1V für die Durchlassspannung, ±10% für die Lichtstärke und ±1,0nm für die dominante Wellenlänge. Diese müssen in kritischen Designanwendungen berücksichtigt werden.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Diagramme, die das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen. Das Verständnis dieser Kurven ist für optimales Schaltungsdesign und Wärmemanagement entscheidend.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Dieses Diagramm zeigt die spektrale Verteilung des emittierten Lichts. Es erreicht typischerweise einen Peak um die spezifizierten 632 nm (Typ) mit einer Bandbreite (FWHM) von etwa 20 nm, was die monochromatische rote Ausgangscharakteristik der AlGaInP-Technologie bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Dieses Polardiagramm visualisiert den 30° Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität abnimmt, wenn sich der Beobachtungswinkel von der Mittelachse entfernt. Dieses Muster ist entscheidend für Anwendungen, die spezifische Strahlformen erfordern.

3.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kurve)

Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung in einer Diode. Für diese LED beträgt die Durchlassspannung am typischen Arbeitspunkt von 20 mA etwa 2,4V. Die Kurve hilft bei der Auswahl geeigneter strombegrenzender Widerstände oder beim Entwurf von Konstantstromtreibern.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, dass die Lichtausbeute (Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt, jedoch nicht unbedingt in einer perfekt linearen Weise, insbesondere bei höheren Strömen. Es unterstreicht die Bedeutung, die LED für eine konstante Helligkeit mit einem stabilen Strom und nicht mit einer Spannung zu betreiben.

3.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Zwei wichtige Diagramme veranschaulichen Temperatureffekte:Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtausbeute im Allgemeinen abnimmt, wenn die Umgebungstemperatur steigt. Diese Entlastung muss für Anwendungen in erhöhten Temperaturumgebungen berücksichtigt werden.Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann veranschaulichen, wie sich die Durchlassspannungskennlinie mit der Temperatur verschiebt, was für die Stabilität von spannungsgesteuerten Schaltungen wichtig ist.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungszeichnung

Die LED verfügt über ein standardmäßiges 5mm rundes Radialgehäuse. Wichtige Abmessungen aus der Zeichnung sind:

• Gesamtdurchmesser: 5,0mm (nominal).
• Anschlussabstand: Etwa 2,54mm (0,1 Zoll), ein Standard-Lochrastermaß.
• Minimaler Biegepunkt: Die Anschlüsse müssen an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt gebogen werden, um Spannung auf das Gehäuse zu vermeiden.
• Flanschhöhe: Muss weniger als 1,5mm betragen.

Die allgemeine Maßtoleranz beträgt ±0,25mm, sofern in der Zeichnung nicht anders angegeben. Ingenieure müssen sich für genaue Leiterplattenlayouts auf die exakte Maßzeichnung im Originaldatenblatt beziehen.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (negativer Anschluss) wird typischerweise durch zwei Merkmale identifiziert: eine abgeflachte Stelle am Rand des Kunststoffflansches der LED und eine kürzere Anschlusslänge. Die Anode (positiver Anschluss) ist länger. Die korrekte Polarität muss während der Montage beachtet werden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen und Schäden an der LED zu verhindern.

5.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen.
• Formen Sie die Anschlüsse vor dem Löten.
• Vermeiden Sie Spannung auf das Gehäuse; falsch ausgerichtete Leiterplattenlöcher können Spannung induzieren und das Epoxidharz schädigen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

5.2 Lagerbedingungen

LEDs sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer nach dem Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu einem Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel.

5.3 Lötprozess

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

Handlöten:

• Lötspitzentemperatur: Max. 300°C (für ein 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.

Ein empfohlener Löttemperaturprofil wird bereitgestellt, das einen kontrollierten Anstieg, ein Plateau der Spitzentemperatur und eine kontrollierte Abkühlphase betont. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen. Tauch- oder Handlöten sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden. Lassen Sie die LED nach dem Löten auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen, bevor sie mechanischen Stößen oder Vibrationen ausgesetzt wird.

5.4 Reinigung

Wenn eine Reinigung notwendig ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht mehr als eine Minute. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, es sei denn, es ist unbedingt erforderlich und nur nach gründlicher Vorabprüfung, da Ultraschallenergie den internen Chip oder die Bonddrähte beschädigen kann.

5.5 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (60mW), ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design dennoch wichtig für die Langlebigkeit. Der Betriebsstrom sollte entsprechend reduziert werden, wenn die LED in hohen Umgebungstemperaturen verwendet wird. Entwickler sollten für ausreichende Belüftung sorgen und die LED nicht in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten platzieren.

5.6 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED ist empfindlich gegenüber ESD. Es wird dringend empfohlen, Vorsichtsmaßnahmen zu treffen:

• Verwenden Sie geerdete Handgelenkbänder und ESD-Schuhe.
• Arbeiten Sie auf ESD-sicheren Böden und verwenden Sie ESD-sichere Behälter und Verpackungen.
• Setzen Sie Ionisatoren ein, um Ladungen in der Arbeitsumgebung zu neutralisieren.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

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

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innere Kartons, jeder enthält 5 Beutel.
• Tertiärverpackung:Äußere Kartons, jeder enthält 10 innere Kartons.

Verpackungsmenge:Mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel. Daher enthält ein äußerer Karton zwischen 10.000 und 25.000 Stück (10 innere Kartons * 5 Beutel * 200-500 Stück).

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen:

• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer.
• P/N:Produktionsnummer (die Artikelnummer, z.B. 333-2SURD/S530-A3).
• QTY:Verpackungsmenge.
• CAT / Ranks:Kann Leistungsklassen anzeigen (z.B. Lichtstärkegrad).
• HUE:Farbwert.
• LOT No:Losnummer für die Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungen

Wie im Datenblatt aufgeführt, ist diese LED geeignet für:

• Fernsehgeräte (Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung).
• Monitore (Strom-/Aktivitätslichter).
• Telefone (Leitungsstatus, Nachrichtenwarteindikatoren).
• Computer (Strom-, Festplattenaktivitätslichter).
• Allgemeine Frontplattenanzeigen, elektronische Geräte und Haushaltsgeräte, die eine helle, zuverlässige rote Anzeige erfordern.

7.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

Strombegrenzung:Eine LED muss immer mit einer strombegrenzenden Vorrichtung betrieben werden, typischerweise einem Widerstand in Reihe mit einer Spannungsquelle. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Quelle - V_F) / I_F. Zum Beispiel, mit einer 5V-Quelle, einem V_F von 2,4V und einem gewünschten I_F von 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohm. Ein Standard-130Ω oder 150Ω Widerstand wäre geeignet, wobei auch die Leistungsaufnahme des Widerstands (P = I²R) zu berücksichtigen ist.

Abstrahlwinkel:Der 30° Abstrahlwinkel macht diese LED ideal für Anwendungen, bei denen das Licht hauptsächlich von vorne und nicht aus weiten Seitenwinkeln sichtbar sein muss.

Wärmemanagement im Leiterplattenlayout:Obwohl es sich nicht um ein Hochleistungsbauteil handelt, kann die Bereitstellung einer Kupferfläche um die Anschlüsse auf der Leiterplatte helfen, Wärme abzuführen, insbesondere wenn sie nahe den Maximalwerten oder in einem warmen Gehäuse betrieben wird.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 333-2SURD/S530-A3 LED bietet spezifische Vorteile:

• Chip-Technologie (AlGaInP):Bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP eine höhere Effizienz und helleres rotes/oranges/gelbes Licht, was zu der spezifizierten typischen Intensität von 200 mcd führt.
• Diffuse Linse:Das rote diffuse Harz erzeugt einen weichen, breiten Lichtpunkt ohne einen scharfen zentralen Hotspot, was für Statusanzeigen ästhetisch ansprechend ist.
• Robuste Konstruktion:Das Datenblatt betont zuverlässige und robuste Leistung, was auf ein auf Langlebigkeit und konsistente Ausgabe ausgerichtetes Design hindeutet.
• Umweltkonformität:Bleifrei und RoHS-konform zu sein, ist eine Standard-, aber wesentliche Eigenschaft für die moderne Elektronikfertigung.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λp) und Farbwert (λd)?

Die Spitzenwellenlänge ist die physikalische Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum am stärksten ist. Der Farbwert ist das wahrgenommene Farbäquivalent, berechnet aus dem Spektrum und der Empfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Farbwertfunktionen). Für eine monochromatische rote LED wie diese sind sie oft nahe beieinander, wie hier zu sehen (632nm vs 624nm).

9.2 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?

Nein, das ist gefährlich und wird die LED zerstören.Eine LED verhält sich wie eine Diode; ihre Durchlassspannung ist relativ konstant (~2,4V). Ein direkter Anschluss an eine 3,3V-Quelle würde einen sehr großen, unkontrollierten Stromfluss verursachen (begrenzt nur durch den Innenwiderstand der Quelle und den dynamischen Widerstand der LED), der schnell den Dauerstromwert von 25mA überschreiten und zu einem katastrophalen Ausfall führen würde. Verwenden Sie immer einen Reihenstrombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

9.3 Warum ist die Lagerfeuchtigkeit spezifiziert (≤70% RH)?

Feuchtigkeit kann vom Epoxidgehäuse aufgenommen werden. Während des Hochtemperatur-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und innere Risse oder Delamination (\"Popcorning\") verursachen, die den Chip oder die Bonddrähte beschädigen und zu sofortigem oder latentem Ausfall führen können.

9.4 Was bedeutet \"Auf Gurt und Rolle erhältlich\"?

Es bedeutet, dass die LEDs auf einem kontinuierlichen Trägerband montiert und auf eine Rolle gewickelt geliefert werden. Dieses Format ist für den Einsatz mit automatischen Bestückungsmaschinen in Hochvolumen-SMD-Montagelinien konzipiert. Obwohl es sich um ein bedrahtetes Bauteil handelt, kann es in dieser Form für automatische Einsteckmaschinen geliefert werden.

10. Betriebsprinzipien und Technologietrends

10.1 Grundlegendes Betriebsprinzip

Eine LED ist eine Halbleiterdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlückenenergie übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (in diesem Fall der AlGaInP-Chip). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (Wellenlänge) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. AlGaInP hat eine Bandlücke, die für die Erzeugung von rotem, orangem und gelbem Licht geeignet ist.

10.2 Branchenkontext und Trends

Während dies eine Standard-Bedrahtungs-LED ist, ist die Branche für die meisten neuen Designs weitgehend zu SMD-Gehäusen (Surface-Mount Device) wie 0603, 0805 und 3528 übergegangen, aufgrund ihrer kleineren Größe, Eignung für Reflow-Löten und niedrigeren Bauhöhe. Dennoch bleiben bedrahtete LEDs wie der 5mm-Rundtyp beliebt für Prototypen, Hobbyprojekte, Bildungskits und Anwendungen, die hohe Zuverlässigkeit mit manuellem Löten erfordern oder bei denen die Komponente selbst als frontplattenmontierter Indikator fungiert, der durch ein Gehäuseloch ragt. Die interne Technologie, AlGaInP, bleibt der Standard für hocheffiziente rote, orange und bernsteinfarbene LEDs.