LED-Lampe 513UYD/S530-A3 Datenblatt - Super Gelb - 20mA - 32mcd - 150° Abstrahlwinkel - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 513UYD/S530-A3 ist eine hochhelle LED-Lampe für Durchsteckmontage, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Lichtausbeute und Zuverlässigkeit konzipiert ist. Sie gehört zu einer Serie, die speziell für eine verbesserte Helligkeitsleistung entwickelt wurde. Das Bauteil nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um eine Super Gelb-Farbe zu erzeugen, und ist in einem gelben, diffusen Kunstharzgehäuse eingekapselt. Diese Kombination ist für Anwendungen optimiert, bei denen klare Sichtbarkeit und robuste Leistung entscheidend sind.

1.1 Kernvorteile

Die LED bietet mehrere Schlüsselvorteile, die sie für anspruchsvolle elektronische Anwendungen geeignet machen. Sie bietet eine Auswahl verschiedener Abstrahlwinkel für unterschiedliche Designanforderungen. Das Produkt ist auf Tape & Reel für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich, was die Fertigungseffizienz verbessert. Es ist zuverlässig und robust ausgelegt, um langfristige Leistungsstabilität zu gewährleisten. Darüber hinaus erfüllt das Bauteil wichtige Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich RoHS, EU REACH, und ist halogenfrei, wobei der Brom- (Br) und Chlorgehalt (Cl) jeweils streng unter 900 ppm und deren Summe unter 1500 ppm kontrolliert wird.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED zielt auf die Konsumelektronik- und Displayindustrie ab. Ihre Hauptanwendungen umfassen Hintergrundbeleuchtung und Anzeigefunktionen in Fernsehern, Computermonitoren, Telefonen und allgemeinen Computerperipheriegeräten. Die hohe Helligkeit und das diffuse gelbe Licht machen sie ideal für Statusanzeigen, Betriebsanzeigen und Hintergrundbeleuchtung, bei denen ein warmes, gut sichtbares Signal erforderlich ist.

2. Technische Parameter & Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der technischen Spezifikationen der LED gemäß ihrem Datenblatt.

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 spezifiziert. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) darf 25 mA nicht überschreiten. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von bis zu 2000V (Human Body Model) stand. Die maximal zulässige Sperrspannung (VR) beträgt 5V. Die gesamte Verlustleistung (Pd) ist mit 60 mW angegeben. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) reicht von -40°C bis +85°C, während die Lagertemperatur (Tstg) von -40°C bis +100°C reicht. Die Löttemperatur (Tsol) ist mit 260°C für maximal 5 Sekunden angegeben.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die elektro-optischen Eigenschaften werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Wert von 32 Millicandela (mcd), mit einem Minimum von 20 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel bei halber Intensität, beträgt typischerweise 150 Grad. Die Spitzenwellenlänge (λp) beträgt typisch 591 Nanometer (nm), und die dominante Wellenlänge (λd) beträgt typisch 589 nm. Die spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ) beträgt typisch 20 nm. Die Durchlassspannung (VF) misst typischerweise 2,0V, mit einem Maximum von 2,4V bei 20mA. Der Sperrstrom (IR) hat einen Maximalwert von 10 Mikroampere (μA), wenn eine Sperrspannung (VR) von 5V angelegt wird. Wichtige Messunsicherheiten werden angegeben: ±0,1V für die Durchlassspannung, ±10% für die Lichtstärke und ±1,0nm für die dominante Wellenlänge.

2.3 Thermische Eigenschaften

Obwohl nicht explizit in einer separaten Tabelle aufgeführt, ist das thermische Management ein kritischer Aspekt, der sich aus den Maximalwerten und Handhabungshinweisen ableiten lässt. Die Verlustleistungsangabe von 60 mW und der Betriebstemperaturbereich bis +85°C definieren den thermischen Betriebsbereich. Eine ordnungsgemäße Kühlung oder Stromreduzierung ist entscheidend, wenn die oberen Grenzen von Strom oder Umgebungstemperatur erreicht werden, um Langlebigkeit und optische Leistung zu gewährleisten.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt weist auf die Verwendung eines Binning-Systems hin, um LEDs basierend auf wichtigen Leistungsparametern zu kategorisieren. Dies gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge und ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen. Die Kennzeichnungserklärung definiert drei primäre Binning-Klassen: CAT für Klassen der Lichtstärke, HUE für Klassen der dominanten Wellenlänge und REF für Klassen der Durchlassspannung. Durch den Kauf von LEDs innerhalb spezifischer Bin-Codes können Designer eine einheitliche Helligkeit, Farbe und elektrische Eigenschaften über ihre Produkte hinweg erreichen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die einen tieferen Einblick in das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen geben.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts. Sie zeigt die relative Intensität über verschiedene Wellenlängen, zentriert um die typische Spitzenwellenlänge von 591 nm. Die Form und Breite dieser Kurve (verbunden mit der 20 nm Bandbreite) bestimmt die Farbreinheit und das visuelle Erscheinungsbild des gelben Lichts.

4.2 Richtcharakteristik

Die Richtcharakteristik-Kurve veranschaulicht, wie sich die Lichtstärke mit dem Betrachtungswinkel relativ zur zentralen Achse der LED ändert. Für ein Bauteil mit einem 150° Abstrahlwinkel zeigt diese Kurve ein breites, abgerundetes Profil, was die breite, diffuse Lichtabstrahlung des gelben, diffusen Kunstharzgehäuses bestätigt.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kurve)

Diese grundlegende elektrische Kurve zeigt die Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und dem Spannungsabfall über ihr. Sie ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Die Kurve ermöglicht es Designern, den Arbeitspunkt und die notwendigen Vorwiderstandswerte für eine gegebene Versorgungsspannung zu bestimmen.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie sich die Lichtausbeute (relative Intensität) mit steigendem Durchlassstrom ändert. Sie zeigt im Allgemeinen eine sublineare Beziehung, bei der der Wirkungsgrad bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung abnehmen kann.

4.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Zwei wichtige Kurven zeigen den Einfluss der Umgebungstemperatur:Relative Intensität vs. UmgebungstemperaturundDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur(wahrscheinlich bei konstanter Spannung). Typischerweise nimmt die Lichtausbeute einer LED mit steigender Umgebungstemperatur ab. Die Durchlassspannung hat ebenfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Temperatur leicht abnimmt. Diese Kurven sind entscheidend für das Design stabiler Schaltungen über den spezifizierten Betriebstemperaturbereich.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 3mm oder 5mm runden Durchsteckgehäuse untergebracht (spezifische Größe ist aus der Maßzeichnung zu entnehmen). Die Zeichnung liefert alle kritischen mechanischen Abmessungen einschließlich Anschlussabstand, Gehäusedurchmesser, Gesamthöhe und Position der Epoxidlinse. Wichtige Hinweise spezifizieren, dass alle Maße in Millimetern angegeben sind, die Höhe des Flansches weniger als 1,5mm betragen muss und die allgemeine Toleranz ±0,25mm beträgt, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Anschluss-/Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Polarität typischerweise durch die Anschlusslänge (der längere Anschluss ist die Anode) oder durch eine Abflachung am Rand der Kunststofflinse angezeigt. Die Kathode ist normalerweise mit dem Anschluss neben dieser Abflachung verbunden. Die korrekte Polarität muss während der Leiterplattenbestückung beachtet werden.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um Schäden an der LED zu vermeiden.

6.1 Anschlussformen

Die Anschlüsse sollten an einer Stelle mindestens 3mm von der Basis der Epoxidkugel entfernt gebogen werden. Das Biegen muss vor dem Löten, bei Raumtemperatur und mit Vorsicht erfolgen, um Belastungen des Gehäuses oder der Anschlüsse zu vermeiden, die zu Bruch oder Leistungsverschlechterung führen können. Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lötparameter

Für Handlötung sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten (für maximal 30W Lötkolben), und die Lötzeit pro Anschluss sollte maximal 3 Sekunden betragen. Für Tauchlötung sollte die Vorwärmtemperatur maximal 100°C für maximal 60 Sekunden betragen, und das Lötbad sollte maximal 260°C für maximal 5 Sekunden betragen. In beiden Fällen muss die Lötstelle mindestens 3mm von der Epoxidkugel entfernt sein. Ein empfohlenes Lötprofil wird bereitgestellt, das die Bedeutung von Vorwärmung, kontrollierter Spitzentemperatur und kontrollierter Abkühlung betont. Tauch- oder Handlötung sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden. Es sollte keine Belastung auf die Anschlüsse ausgeübt werden, während die LED heiß ist, und die Kugel sollte vor Stößen geschützt werden, bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

6.3 Lagerbedingungen

LEDs sollten nach dem Versand bei 30°C oder weniger und 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung bis zu einem Jahr sollten sie in einem versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Feuchtigkeitsabsorber aufbewahrt werden. Schnelle Temperaturwechsel in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit müssen vermieden werden, um Kondensation zu verhindern.

6.4 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht mehr als eine Minute und lassen Sie ihn dann an der Luft trocknen. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie das LED-Gehäuse beschädigen kann. Falls unbedingt erforderlich, muss der Prozess sorgfältig vorqualifiziert werden.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um ESD-Schäden zu verhindern. Diese werden in Innenkartons platziert, die dann in Außenkartons für den Versand verpackt werden. Die Packmenge beträgt typischerweise mindestens 200 bis 500 Stück pro Beutel, mit 5 Beuteln pro Box und 10 Boxen pro Karton.

7.2 Etikettenerklärung

Verpackungsetiketten enthalten mehrere Codes: CPN (Kunden-Produktionsnummer), P/N (Produktionsnummer), QTY (Packmenge), CAT (Lichtstärkenklasse), HUE (Dominante Wellenlängenklasse), REF (Durchlassspannungsklasse) und LOT No (Losnummer für Rückverfolgbarkeit).

8. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Die häufigste Anwendung ist als Anzeigelampe, die von einer Gleichspannungsquelle über einen Vorwiderstand betrieben wird. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Versorgung - VF_LED) / I_gewünscht. Zum Beispiel, bei einer 5V-Versorgung, einer typischen VF von 2,0V und einem gewünschten Strom von 20mA, wäre der Widerstand (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Ein etwas höherer Wert (z.B. 180 Ohm) wird oft für Spielraum und zur Reduzierung der Verlustleistung verwendet.

8.2 Wärmemanagement

Effektives Wärmemanagement ist entscheidend für die Langlebigkeit und stabile Lichtausbeute der LED. Der Strom sollte angemessen reduziert werden, wenn die Umgebungstemperatur 25°C überschreitet. Designer müssen in der endgültigen Anwendung für ausreichende Belüftung oder Kühlung sorgen, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder sie nahe ihrem maximalen Nennstrom betrieben werden. Die Temperatur um die LED herum muss innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs kontrolliert werden.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Gelb-LEDs bietet die 513UYD/S530-A3 durch die Verwendung von AlGaInP-Technologie typischerweise höhere Effizienz und Helligkeit. Der breite 150° Abstrahlwinkel, der durch die diffuse Linse bereitgestellt wird, ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal für Anwendungen, die breite Sichtbarkeit erfordern. Ihre Einhaltung strenger Umweltstandards (RoHS, REACH, halogenfrei) macht sie für moderne Elektronik mit strengen Materialanforderungen geeignet. Die Verfügbarkeit auf Tape & Reel unterstützt die automatisierte Serienfertigung.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λp) ist die Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED-Ausgabe entspricht. Für eine LED mit schmalem Spektrum liegen sie oft sehr nahe beieinander, wie hier zu sehen (591 nm vs 589 nm).

F: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle ohne Widerstand betreiben?

A: Nein. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ihre Durchlassspannung hat eine Toleranz und einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss, der die LED möglicherweise zerstört. Verwenden Sie immer einen Reihen-Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

F: Warum ist die Lagerdauer auf 3 Monate begrenzt?

A: Dies ist eine Vorsichtsmaßnahme gegen Feuchtigkeitsaufnahme durch das Kunststoffgehäuse, die während des Hochtemperatur-Lötprozesses zu \"Popcorning\" oder Delaminierung führen kann. Für längere Lagerung mindert die stickstoffgepackte, trockene Umgebung dieses Risiko.

F: Wie interpretiere ich den Abstrahlwinkel von 150°?

A: Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) ist der volle Winkelbereich, in dem die Lichtstärke mindestens die Hälfte der bei 0° (direkt auf der Achse) gemessenen Intensität beträgt. Ein Winkel von 150° bedeutet, dass die LED über einen sehr breiten Bereich nutzbares Licht abgibt, was sie gut für allseitige Anzeigen macht.

11. Praktische Design- & Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Frontplatten-Betriebsanzeige:Eine einzelne 513UYD/S530-A3 LED, betrieben mit 15-20mA über einen Widerstand von einer 3,3V- oder 5V-Schiene auf der Hauptplatine, kann als gut sichtbare Einschaltanzeige dienen. Der breite Abstrahlwinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Positionen.

Beispiel 2: Hintergrundbeleuchtung für Folientastaturen:Mehrere dieser LEDs können hinter einer lichtdurchlässigen Folientastaturplatte angeordnet werden. Das diffuse gelbe Licht bietet gleichmäßige, weiche Beleuchtung für Beschriftungen oder Symbole bei schlechten Lichtverhältnissen.

Beispiel 3: Statusanzeige-Array:Mehrere LEDs können in einer Gruppe verwendet werden, um verschiedene Systemzustände (z.B. Standby, aktiv, Fehler) auf Geräten wie Monitoren oder Telefonen anzuzeigen. Die Verwendung von Bauteilen aus denselben Helligkeits- (CAT) und Farbklassen (HUE) gewährleistet visuelle Konsistenz.

12. Technologie & Funktionsprinzip

Die LED basiert auf einem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall gelb. Das gelbe, diffuse Kunstharz-Einkapselungsmaterial dient dazu, den Chip zu schützen, den Lichtausgangsstrahl zu formen und das Licht zu streuen, um einen breiten, gleichmäßigen Abstrahlwinkel zu erzeugen.

13. Branchentrends & Kontext

Während oberflächenmontierbare (SMD) LEDs aufgrund ihrer geringen Größe und Eignung für Reflow-Lötung neue Designs dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie die 513UYD/S530-A3 in Anwendungen relevant, die höhere Einzelpunkt-Helligkeit, einfachere manuelle Prototypenerstellung oder Ersatz in Altgeräten erfordern. Der Trend zu höherer Effizienz und strengerer Umweltkonformität spiegelt sich in den Spezifikationen dieses Produkts wider. Die Entwicklung hin zu breiteren Abstrahlwinkeln und konsistenter Farbklassierung sind ebenfalls Standarderwartungen in der Industrie für Anzeige-LEDs.