Datenblatt Oval-LED-Lampe 3474BARR/MS - Ovalform - 110°/60° Betrachtungswinkel - 1,6-2,6V Durchlassspannung - Brillantes Rot - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen, ovalförmigen LED-Lampe. Das Bauteil ist für Anwendungen entwickelt, die präzise optische Leistung und zuverlässige Beleuchtung in Informationsanzeigesystemen erfordern.

1.1 Kernvorteile und Produktpositionierung

Der primäre Vorteil dieser LED ist ihr einzigartiges ovales Abstrahlverhalten, das speziell für Farbmischungsanwendungen in gelben, blauen oder grünen Systemen ausgelegt ist. Sie ist darauf ausgelegt, eine hohe Lichtstärke innerhalb eines klar definierten räumlichen Abstrahlprofils zu liefern. Das Produkt positioniert sich als spezialisierte Komponente für kommerzielle und öffentliche Informationsanzeigen, bei denen Klarheit, Zuverlässigkeit und spezifische Lichtformung entscheidend sind.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Der Zielmarkt umfasst Hersteller von professionellen Schildern und Informationssystemen. Zu den Hauptanwendungen gehören:

• Farbige Grafikanzeigen
• Nachrichtentafeln
• Variable Message Signs (VMS)
• Kommerzielle Außenwerbung

Diese Anwendungen profitieren von der hohen Helligkeit, dem definierten Lichtkegel und der Umweltbeständigkeit der LED.

2. Technische Parameter im Detail

Dieser Abschnitt bietet eine objektive Analyse der wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften des Bauteils.

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Dauerbetrieb an oder nahe diesen Grenzen wird nicht empfohlen und beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Durchlassstrom (I_F):50 mA (Dauerbetrieb).
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):160 mA (gepulst, Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz). Dieser Wert ermöglicht kurzzeitige Übersteuerung, was bei multiplexenden Anzeigeanwendungen nützlich ist.
• Verlustleistung (P_d):120 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse bei Ta=25°C abführen kann. Bei höheren Umgebungstemperaturen ist eine Entlastung (Derating) erforderlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Dieser weite Bereich gewährleistet die Funktionalität in rauen Außenumgebungen.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von I_F= 15mA und Ta = 25°C gemessen und bieten eine Basis für Leistungsvergleiche.

• Lichtstärke (I_v):715 mcd (Min), 1573 mcd (Max). Der typische Wert liegt innerhalb dieses Binning-Bereichs (siehe Abschnitt 3). Hohe Lichtstärke ist entscheidend für die Tageslichtsichtbarkeit von Schildern.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):110° (X-Achse) / 60° (Y-Achse). Dieses asymmetrische ovale Muster ist ein Hauptmerkmal und bietet eine breite horizontale Abdeckung und eine fokussiertere vertikale Abstrahlung – ideal für Schilder, die aus verschiedenen horizontalen Blickwinkeln betrachtet werden.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):632 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):619 nm (Min), 621 nm (Typ), 629 nm (Max). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einfarbwellenlänge der LED und unterliegt dem Binning.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies zeigt die spektrale Reinheit des vom AlGaInP-Chip emittierten roten Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):1,6 V (Min), 2,6 V (Max) bei I_F=15mA. Dieser Bereich muss für das Treiberdesign und die Stromversorgungsanforderungen berücksichtigt werden.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max) bei V_R=5V. Ein niedriger Sperrstrom deutet auf eine gute Qualität des pn-Übergangs hin.

2.3 Thermische Kenngrößen

Obwohl nicht explizit in einer separaten Tabelle aufgeführt, wird die thermische Leistung durch die Verlustleistungsangabe und den Betriebstemperaturbereich impliziert. Die Leistung des Bauteils variiert mit der Umgebungstemperatur, wie in den Kennlinien gezeigt. Ein ordnungsgemäßes PCB-Layout und gegebenenfalls eine Kühlkörpermontage sind erforderlich, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten, insbesondere bei Betrieb mit hohen Durchlassströmen oder in erhöhten Umgebungstemperaturen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um eine konsistente Farbe und Helligkeit in einer Baugruppe zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern sortiert (gebinned).

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden anhand ihrer gemessenen Lichtstärke bei I_F= 15mA in drei Bins (RH, RJ, RK) kategorisiert. Die Toleranz innerhalb eines Bins beträgt ±10%.

• Bin RH:715 mcd bis 930 mcd
• Bin RJ:930 mcd bis 1210 mcd
• Bin RK:1210 mcd bis 1573 mcd

Die Angabe eines Bin-Codes ist für Anwendungen, die eine gleichmäßige Paneelhelligkeit erfordern, unerlässlich.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge gebinned, um die Farbkonsistenz zu steuern. Die Toleranz beträgt ±1nm.

• Bin R1:619 nm bis 624 nm
• Bin R2:624 nm bis 629 nm

Für Farbmischungsanwendungen oder Schilder, die einen spezifischen Rotton erfordern, ist die Angabe des Wellenlängen-Bins entscheidend.

4. Analyse der Kennlinien

Die typischen Kennlinien geben Aufschluss über das Verhalten des Bauteils unter nicht standardmäßigen Bedingungen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Maximum bei etwa 632 nm und einer typischen Bandbreite (FWHM) von 20 nm. Sie bestätigt, dass die Emission innerhalb des roten Spektrums eines AlGaInP-Chips liegt.

4.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm stellt das asymmetrische Betrachtungsfeld visuell dar: etwa 110° in der horizontalen (X)-Ebene und 60° in der vertikalen (Y)-Ebene, was das ovale Abstrahlmuster bestätigt.

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

Diese Kurve ist für das Treiberdesign wesentlich. Sie zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Beim typischen Betriebsstrom wird eine Durchlassspannung zwischen 1,6V und 2,6V erwartet. Die Kurve hilft bei der Berechnung von Vorwiderständen oder dem Design von Konstantstromtreibern.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt die Abhängigkeit der Lichtleistung vom Treiberstrom. Während die Ausgabe mit dem Strom ansteigt, ist sie nicht perfekt linear, und der Wirkungsgrad kann bei sehr hohen Strömen aufgrund thermischer Effekte sinken. Ein Betrieb über den absoluten Maximalwerten ist verboten.

4.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie die Lichtleistung mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Diese Entlastung (Derating) muss im thermischen Design berücksichtigt werden, um in heißen Umgebungen ausreichende Helligkeit zu gewährleisten.
Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Zeigt wahrscheinlich, wie sich die Durchlassspannungskennlinie mit der Temperatur verschiebt, was für Konstantspannungs-Treiberszenarien wichtig ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die Maßzeichnung liefert kritische Maße für das PCB-Footprint-Design, die Platzierung und den Bauraum. Wichtige Merkmale sind die ovale Linsenform, der Anschlussabstand (2,54mm Rastermaß) und der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch (1,5mm). Alle nicht spezifizierten Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,25mm. Konstrukteure müssen sich an diese Abmessungen halten, um einen korrekten Sitz und eine korrekte Lötung zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Diagramm im Datenblatt zeigt die Anode- und Kathodenanschlüsse. Typischerweise ist der längere Anschluss die Anode (+), aber das PCB-Footprint-Design muss eindeutig mit der Gehäusezeichnung übereinstimmen, um eine umgekehrte Installation zu verhindern. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb des Bauteils und zur Verhinderung von Schäden durch Sperrspannung unerlässlich.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

Eine sachgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit entscheidend.

6.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxid-Linsenkörpers entfernt erfolgen.
• Formen Sie die Anschlüssevor soldering.
• der Montage. Vermeiden Sie während des Biegens Belastungen auf das Gehäuse.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.
• Haltbarkeit nach Versand: 3 Monate unter diesen Bedingungen.
• 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 Lötprozess

• Halten Sie einen Abstand von mehr als 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxid-Linsenkörper ein.
• Die Lötung sollte nicht über die Basis des Verbindungsstegs am Leadframe hinausgehen.
• Halten Sie sich während des Reflow-Lötens an die maximale Spitzentemperatur von 260°C für 5 Sekunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Feuchtigkeitsresistente Verpackung

Die Bauteile werden in feuchtigkeitsresistenter Verpackung geliefert, die Trägerband und Spule umfasst und in Innen- und Außenkartons verpackt ist.

7.2 Packungsmengen

• 2500 Stück pro Innenkarton.
• 10 Innenkartons pro Außenkarton (insgesamt 25.000 Stück).

7.3 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält wesentliche Informationen für Rückverfolgbarkeit und Verifizierung: Kundenteilenummer (CPN), Artikelnummer (P/N), Packungsmenge (QTY) sowie die Binning-Codes für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF), zusammen mit der Losnummer (LOT No).

7.4 Trägerband- und Spulenspezifikationen

Detaillierte Abmessungen für das Trägerband (Taschenabstand, Tiefe usw.) und die Spule werden für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten bereitgestellt. Zu den Schlüsselparametern gehören ein Bauteilabstand (F) von 2,54mm und ein Bandvorschublochabstand (P) von 12,70mm.

7.5 Produktbezeichnung / Artikelnummernsystem

Die Artikelnummer folgt einem strukturierten Format:3474 B A R R - □ □ □ □. Die "3474" bezeichnet wahrscheinlich die Gehäusefamilie/-größe. Die folgenden Buchstaben (B, A, R, R) spezifizieren Attribute wie Farbe (Brilliant Red), Linsentyp und Leistungsklasse. Die letzten vier Platzhalter (□) dienen zur Angabe der Binning-Codes für Lichtstärke (CAT) und Wellenlänge (HUE), sodass Benutzer die für ihre Anwendung erforderliche exakte Leistungsklasse bestellen können.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Für eine einfache Konstantspannungsversorgung (z.B. 5V) ist ein serieller strombegrenzender Widerstand zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom die Grenzwerte nicht überschreitet. Für Multi-LED-Arrays oder kritische Anwendungen wird ein Konstantstromtreiber dringend empfohlen, um stabile Helligkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten, da er V_F-Schwankungen und Temperatureffekte kompensiert.

8.2 Thermomanagement

Obwohl es sich um ein Niedrigleistungsbauteil handelt, ist das Thermomanagement in dicht bestückten Schildern oder Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur (z.B. Außengehäuse) wichtig. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung und erwägen Sie den Einsatz von Metallkern-Leiterplatten (MCPCBs) für große Arrays, um Wärme effektiv abzuführen und die Lichtleistung aufrechtzuerhalten.

8.3 Optische Integration

Das ovale Lichtkegelmuster ist für die Mischung mit anderen Farben ausgelegt. Bei der Gestaltung eines mehrfarbigen Pixels (z.B. für Vollfarbanzeigen) müssen die physische Platzierung und Ausrichtung der roten, grünen und blauen LEDs deren jeweilige Betrachtungswinkel berücksichtigen, um an den vorgesehenen Betrachtungspositionen eine korrekte Farbmischung zu erreichen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das primäre Unterscheidungsmerkmal dieser LED ist ihrovales Abstrahlmuster (110°x60°). Im Vergleich zu Standard-Rund-LEDs mit symmetrischen Betrachtungswinkeln (z.B. 120°) bietet diese Form eine optimierte Lichtverteilung für horizontale Schilder, reduziert potenziell Lichtverschwendung und verbessert die Effizienz für die Zielanwendung. Die Verwendung vonUV-beständigem Epoxidharzist für Außenanwendungen entscheidend, um ein Vergilben der Linse und einen langfristigen Lichtleistungsverlust zu verhindern. Die Konformität mitHalogenfrei(Br/Cl-Grenzwerte) undRoHS/REACH-Standards macht sie für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A1: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist das physikalische Maximum der spektralen Ausgangskurve (hier 632 nm). Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist der wahrgenommene Farbpunkt (typisch 621 nm). Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation in Displays relevanter.

F2: Kann ich diese LED mit 20mA statt 15mA betreiben?
A2: Ja, aber Sie müssen die Kurve "Relative Intensität vs. Durchlassstrom" konsultieren. Die Lichtstärke wird höher sein, aber Sie müssen sicherstellen, dass das Produkt aus I_Fund V_Fdie absolute maximale Verlustleistung (120mW) nicht überschreitet, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen. Eine Entlastung (Derating) kann erforderlich sein.

F3: Warum beträgt die Lagerhaltbarkeit nur 3 Monate?
A3: Dies ist eine Vorsichtsmaßnahme für feuchtigkeitsempfindliche Bauteile. Das Epoxidgehäuse kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Wenn ein "nasses" Bauteil einer Hochtemperaturlötung unterzogen wird, kann die schnelle Verdampfung der Feuchtigkeit zu internen Schäden ("Popcorning") führen. Die 3-Monats-Grenze geht von Standard-Fabrikbedingungen aus. Für längere Lagerung ist die Stickstoffbeutelmethode vorgeschrieben.

F4: Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?
A4: Sie müssen die erforderliche Kombination aus Lichtstärke-Bin (z.B. RK) und dominantem Wellenlängen-Bin (z.B. R1) in den Platzhalterfeldern der Artikelnummer angeben. Dies stellt sicher, dass Sie LEDs mit konsistenter Helligkeit und Farbe erhalten.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer einzeiligen VMS für eine Autobahn.
Ein Ingenieur entwirft eine variable Nachrichtentafel. Jedes Pixel benötigt einen roten Subpixel. Er wählt diese ovale LED aufgrund ihrer hohen Helligkeit (Tageslichtsichtbarkeit) und des breiten horizontalen Betrachtungswinkels, um die Lesbarkeit für Fahrer über mehrere Fahrspuren hinweg zu gewährleisten. Er wählt Bin RK für maximale Intensität und Bin R1 für einen konsistenten Rotton. Die LEDs werden von einem Konstantstromtreiber angesteuert, der auf 15mA pro LED eingestellt ist, um Langlebigkeit und stabile Ausgangsleistung zu gewährleisten. Das PCB-Layout hält sich genau an die Gehäuseabmessungen, und das Design umfasst thermische Durchkontaktierungen unter dem LED-Pad, um Wärme in das Metallgehäuse des Schildes abzuleiten. Das asymmetrische Strahlmuster ist mit der 110°-Achse horizontal ausgerichtet, um den Betrachtungskorridor entlang der Autobahn zu maximieren.

12. Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung an den pn-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. In AlGaInP-Materialien setzt dieses Rekombinationsereignis Energie in Form von Photonen (Licht) im roten bis bernsteinfarbenen Teil des sichtbaren Spektrums frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die dominante Wellenlänge. Das erzeugte Licht wird dann durch die geformte ovale Epoxidlinse geformt, die als Primäroptik fungiert, um das gewünschte 110°x60°-Abstrahlmuster zu erzeugen.

13. Technologietrends

Im Markt für Anzeige- und Display-LEDs setzen sich Trends zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt) fort, was den Stromverbrauch und die thermische Belastung reduziert. Es gibt auch Bestrebungen nach verbesserter Farbkonsistenz und engeren Binning-Toleranzen, um hochwertige Vollfarbdisplays ohne komplexe Kalibrierung zu ermöglichen. Die Verpackungstechnologie entwickelt sich weiter, um noch größere Zuverlässigkeit und höhere maximale Betriebstemperaturen für anspruchsvolle Umgebungen zu bieten. Während dieses Produkt ein traditionelles bedrahtetes Gehäuse verwendet, bewegt sich die Branche insgesamt in Richtung oberflächenmontierter (SMD) Gehäuse für die automatisierte Bestückung, obwohl bedrahtete Gehäuse für bestimmte Anwendungen, die die Robustheit der Durchsteckmontage oder spezifische optische Eigenschaften erfordern, weiterhin relevant bleiben.