Datenblatt Oval-LED-Lampe 3474BKRR/MS - Ovalform - 2,0x3,0x4,5mm - Durchlassspannung 1,6-2,6V - Brillantes Rot - 120mW

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer ovalen LED-Lampe für präzise optische Leistung. Das primäre Konstruktionsziel ist der Einsatz in Fahrgastinformationsanzeigen und ähnlichen Anwendungen, die eine klare, definierte Ausleuchtung eines bestimmten Bereichs erfordern. Die ovale Form und die abgestimmten Abstrahlcharakteristiken sind Schlüsselmerkmale, die eine effektive Farbmischung in Anwendungen ermöglichen, bei denen Gelb, Blau oder Grün neben der primären Rot-Emission eingesetzt werden.

Das Bauteil ist aus UV-beständigem Epoxidmaterial gefertigt, was langfristige Zuverlässigkeit in sonnenexponierten Umgebungen gewährleistet. Es entspricht wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich der EU-RoHS-Richtlinie, der EU-REACH-Verordnung und wird als halogenfreie Komponente hergestellt (mit Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm und deren Summe <1500 ppm).

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Durchlassstrom (I_F):50 mA (Dauerbetrieb).
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):160 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz zulässig. Es ermöglicht ein kurzes Übersteuern, beispielsweise in multiplexenden Display-Anwendungen.
• Verlustleistung (P_d):120 mW. Dies ist der maximal zulässige Leistungsverlust innerhalb des Bauteils, berechnet als Durchlassspannung (V_F) * Durchlassstrom (I_F). Ein Betrieb nahe dieser Grenze erfordert ein sorgfältiges thermisches Management.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40 bis +85 °C. Das Bauteil ist für industrielle Temperaturbereiche ausgelegt.
• Lagertemperatur (T_stg):-40 bis +100 °C.
• Löttemperatur (T_sol):260 °C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen (T_a=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standard-Testbedingungen.

• Lichtstärke (I_v):1205-2490 mcd (Typisch: 1605 mcd) bei I_F=20mA. Diese hohe Ausgangsleistung eignet sich für bei Tageslicht lesbare Schilder.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):110° (X-Achse) / 60° (Y-Achse). Das ovale Abstrahlmuster bietet eine breite horizontale Streuung und einen fokussierteren vertikalen Strahl, ideal für Beschilderung, die aus variierenden horizontalen Winkeln betrachtet wird.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):632 nm (Typisch). Die Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):619-629 nm (Typisch: 621 nm). Dies definiert die wahrgenommene Farbe des Lichts, die im Bereich von brillantem Rot liegt.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typisch). Ein Maß für die spektrale Reinheit des abgegebenen Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):1,6 - 2,6 V bei I_F=20mA. Der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand. Dieser Bereich muss für das Treiberdesign berücksichtigt werden.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max.) bei V_R=5V. Ein sehr geringer Leckstrom im gesperrten Zustand.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert.

3.1 Binning der Lichtstärke

Bins sind mit einer Toleranz von ±10 % von den nominalen Bin-Werten definiert. Die Bin-Codes (RA, RB, RC, RD) repräsentieren aufsteigende Stufen der minimalen Lichtstärke bei 20mA.

• RA:1205 - 1445 mcd
• RB:1445 - 1730 mcd
• RC:1730 - 2075 mcd
• RD:2075 - 2490 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Wellenlängen-Bins gewährleisten eine konsistente wahrgenommene Rotfarbe mit einer engen Toleranz von ±1 nm. Die Bins helfen dabei, LEDs für Anwendungen abzugleichen, bei denen Farbgleichmäßigkeit kritisch ist.

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen wesentlich sind.

4.1 Spektrale Verteilung

DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt ein typisches schmales Emissionsspektrum um 632 nm zentriert, charakteristisch für die AlGaInP-Materialtechnologie, die hocheffizientes rotes Licht erzeugt.

4.2 IV-Kurve und Effizienz

DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung-Kurve zeigt die standardmäßige exponentielle Diodenbeziehung. DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve ist im normalen Betriebsbereich (bis 50mA) im Allgemeinen linear, was auf eine stabile Effizienz hinweist. Konstrukteure müssen sicherstellen, dass der Treiber stabilen Strom, nicht Spannung, liefert, um eine konsistente Lichtausgabe aufrechtzuerhalten.

4.3 Thermische Eigenschaften

DieRelative Intensität vs. Umgebungstemperatur- und dieDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurven sind entscheidend für das thermische Management. Die Lichtstärke nimmt typischerweise ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Die Durchlassspannung hat ebenfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten (nimmt mit der Temperatur ab), was in Konstantspannungs-Treiberszenarien berücksichtigt werden muss, um thermisches Durchgehen zu vermeiden. Eine ausreichende PCB-Kupferfläche oder Kühlkörper werden für Hochstrom- oder Hochtemperaturbetrieb empfohlen.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED folgt einem standardmäßigen Oberflächenmontage-Gehäuseumriss. Wichtige Abmessungen sind der Anschlussabstand (2,54 mm), ein gängiges Footprint für Durchsteckmontage oder direkte PCB-Montage. Die ovale Linse ragt aus dem Hauptkörper heraus. Alle nicht spezifizierten Abmessungen haben eine Standardtoleranz von ±0,25 mm. Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,5 mm, was für den Bauraum während der PCB-Montage wichtig ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine abgeflachte Seite an der Linse, eine Kerbe am Gehäuse oder einen kürzeren Anschluss (bei Durchsteckversionen) angezeigt. Das Diagramm im Datenblatt sollte für die spezifische Markierung dieser 3474BKRR/MS-Variante konsultiert werden. Die korrekte Polarität ist wesentlich, um Sperrspannungsschäden zu verhindern.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Das Bauteil hält einer Spitzenlöttemperatur von 260°C für 5 Sekunden stand. Dies entspricht standardmäßigen bleifreien (SnAgCu) Reflow-Profilen. Die Temperatur sollte am LED-Anschluss, nicht in der Ofenluft, gemessen werden.

6.2 Kritische Vorsichtsmaßnahmen

• Anschlussformen:Wenn Anschlüsse gebogen werden, sollte dies mindestens 3 mm von der Epoxid-Glühbirnenbasis entfernt erfolgen. Führen Sie das Biegen vor dem Löten durch, um Belastungen auf die Lötstelle zu vermeiden. Verwenden Sie geeignete Werkzeuge, um Belastungen des Gehäuses zu vermeiden, die das Epoxid reißen oder die internen Bonddrähte beschädigen können.
• PCB-Lochausrichtung:PCB-Löcher müssen präzise mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein. Eine Montage unter mechanischer Spannung kann die Epoxidabdichtung und die LED-Leistung mit der Zeit beeinträchtigen.
• Lötstellenposition:Halten Sie einen Abstand von mehr als 3 mm von der Lötstelle zur Epoxid-Glühbirne ein. Es wird empfohlen, über die Basis des Verbindungsbügels hinaus zu löten.

6.3 Lagerbedingungen

Nach Erhalt sollten LEDs bei ≤30°C und ≤70 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer in diesem Zustand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) sollten die Bauteile in einem versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel aufbewahrt werden, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, was für die Einhaltung des MSL (Moisture Sensitivity Level) und die Vermeidung von \"Popcorning\" während des Reflow-Lötens entscheidend ist.

7. Verpackung & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Das Bauteil wird in feuchtigkeitsbeständiger Verpackung geliefert. Die Standardpackungsmenge beträgt 2500 Stück pro Innenkarton, mit 10 Innenkartons (insgesamt 25.000 Stück) pro Außenkarton. Die Komponenten sind auf geprägter Trägerfolie mit spezifischen Abmessungen für automatisierte Bestückungsgeräte untergebracht.

7.2 Etikettenerklärung & Modellnummer

Das Rollenetikett enthält wesentliche Informationen für Rückverfolgbarkeit und korrekte Anwendung: Kundenteilenummer (CPN), Herstellertypnummer (P/N), Packungsmenge (QTY) und die spezifischen Binning-Codes für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF) zusammen mit der Produktionslosnummer.

Die vollständige Produktbezeichnung folgt dem Muster:3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:Gehäusetyp/-größe.
• B:Wahrscheinlich kennzeichnet es die Helligkeit oder eine spezifische Serie.
• K:Kann die Farbe bezeichnen (obwohl spezifisch für diese rote Variante).
• R R:Kennzeichnet die Farbe \"Brillantes Rot\".
• - □ □ □ □:Diese Platzhalter repräsentieren die spezifischen Binning-Codes für Intensität (CAT), Wellenlänge (HUE) und Spannung (REF), die für die Bestellung ausgewählt wurden.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Fahrgastinformationsanzeigen (PIS):In Bussen, Zügen und Flughäfen, wo hohe Helligkeit und großer horizontaler Betrachtungswinkel wesentlich sind.
• Nachrichtentafeln & Wechselverkehrszeichen (VMS):Für Verkehrsinformationen, Werbung und öffentliche Bekanntmachungen. Der ovale Strahl hilft, eine gleichmäßige Ausleuchtung über einzelne Pixel oder Segmente zu erzeugen.
• Farbige Grafikschilder & kommerzielle Außenwerbung:Verwendet als rote Komponente in Vollfarb- oder Mehrfarbdisplays. Sein abgestimmtes Abstrahlmuster erleichtert die Farbmischung mit benachbarten blauen, grünen oder gelben LEDs.

8.2 Designüberlegungen

• Stromtreibung:Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber. Der empfohlene Betriebsstrom beträgt 20 mA für typische Helligkeit, er kann jedoch bis zu 50 mA Dauerbetrieb für höhere Ausgangsleistung betrieben werden, wobei der erhöhte Leistungsverlust und die thermischen Managementanforderungen berücksichtigt werden müssen.
• Serien-/Parallelschaltung:Wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden, stellen Sie sicher, dass die Treiberspannung die Summe der Durchlassspannungen aufnehmen kann (unter Berücksichtigung des maximalen V_F). Bei Parallelschaltungen sollte idealerweise jede LED ihren eigenen strombegrenzenden Widerstand haben, um V_F-Binning-Variationen zu berücksichtigen und Stromungleichgewichte zu verhindern.
• Optisches Design:Der 110°x60° Betrachtungswinkel ist dem Gehäuselinsen-Design inhärent. Sekundäroptik (Diffusoren, Linsen) kann bei Bedarf verwendet werden, um den Strahl weiter zu formen, aber das primäre Muster ist gut für Direktsicht-Beschilderung geeignet.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-LEDs mit runder Linse bietet diese ovale Lampe einen entscheidenden Vorteil: ein asymmetrisches Abstrahlmuster (110° x 60°), das sich natürlich der rechteckigen Form typischer Schildersegmente oder Pixel anpasst. Dies ermöglicht eine effizientere Lichtnutzung, reduziert verschwendetes Streulicht außerhalb des gewünschten Betrachtungsbereichs und kann potenziell niedrigere Treiberströme ermöglichen, um dieselbe wahrgenommene Schilderhelligkeit aus dem Zielbetrachtungskorridor zu erreichen. Ihre hohe Lichtstärke (bis zu 2490 mcd) macht sie wettbewerbsfähig für Outdoor- und Hochumgebungslichtanwendungen, bei denen ein überlegener Kontrast erforderlich ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (632 nm) und dominanter Wellenlänge (~621 nm)?

Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung am höchsten ist. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert, der der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbe entspricht, basierend auf dem gesamten Emissionsspektrum und den CIE-Farbwertfunktionen. Für monochromatische LEDs wie diese rote sind sie nahe, aber nicht identisch. Die dominante Wellenlänge ist relevanter für die Farbspezifikation in Displays.

10.2 Kann ich diese LED mit 50 mA kontinuierlich betreiben?

Ja, 50 mA ist der absolute maximale kontinuierliche Durchlassstrom. Ein Betrieb an dieser Grenze erzeugt jedoch mehr Wärme (P_d≈ V_F*I_F). Sie müssen sicherstellen, dass das PCB-Design ausreichende thermische Entlastung bietet (ausreichende Kupferfläche, mögliche Wärmedurchkontaktierungen), um die LED-Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen. Eine Reduzierung des Stroms (z.B. auf 30-40 mA) verbessert die langfristige Zuverlässigkeit und den Lumen-Erhalt.

10.3 Warum ist die Lagerdauer auf 3 Monate begrenzt, und was ist MSL?

Das Epoxidgehäuse absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft. Wenn es der hohen Hitze des Reflow-Lötens ausgesetzt wird, kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der das Gehäuse reißen lassen kann (\"Popcorning\"). Die 3-Monats-Lagerrichtlinie geht von standardmäßigen Fabrikbeutelbedingungen aus. Für längere Lagerung setzt der stickstoffgepackte, getrocknete Behälter die Feuchtigkeitsexpositionsuhr zurück. Die Moisture Sensitivity Level (MSL)-Einstufung, die auf dem Verpackungsetikett überprüft werden sollte, definiert die genaue Standzeit nach dem Öffnen des Trockenbeutels.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer einzeiligen, roten alphanumerischen VMS für einen Bus.

1. Pixel-Layout:Die ovalen LEDs sind in einem 5x7-Punktmatrixmuster für jedes Zeichen angeordnet. Ihr 110° horizontaler Betrachtungswinkel stellt sicher, dass die Nachricht von Sitzen auf der anderen Seite des Ganges lesbar ist.
2. Treiber-Schaltung:Ein Konstantstrom-LED-Treiber-IC wird ausgewählt, konfiguriert, um 20 mA pro Kanal zu liefern. LEDs in einer Spalte sind in Reihe geschaltet, wobei der Treiber die kumulative Durchlassspannung verwaltet.
3. Thermisches Management:Die Leiterplatte ist mit großen Kupferflächen entworfen, die mit den LED-Kathoden-Pads verbunden sind und als Wärmeverteiler dienen. Die Innenraumtemperatur des Busses wird als innerhalb des Bereichs von -40 bis +85°C liegend betrachtet.
4. Binning:Um ein einheitliches Erscheinungsbild über das gesamte Display sicherzustellen, werden LEDs aus demselben Bin für dominante Wellenlänge (R1 oder R2) und einem engen Bereich von Lichtstärke-Bins (z.B. nur RB und RC) in der Bestellung spezifiziert.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED verwendet einen AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei. Das spezifische Verhältnis von Aluminium, Gallium und Indium im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall rot (~621-632 nm). Die ovalförmige Epoxidlinse ist präzisionsgeformt, um das Abstrahlmuster zu steuern, indem sie Licht intern reflektiert und bricht, um den gewünschten 110°x60° Betrachtungswinkel zu erreichen.

13. Branchentrends

Der Trend bei Beschilderungs- und Display-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), was geringeren Stromverbrauch und reduzierte thermische Belastung ermöglicht. Ein weiterer Fokus liegt auf verbesserter Farbkonsistenz und engeren Binning-Toleranzen, um nahtlose Großformatdisplays zu ermöglichen. Darüber hinaus bleiben Zuverlässigkeit und Langlebigkeit unter rauen Umweltbedingungen (UV, Temperaturwechsel, Feuchtigkeit) kritische Treiber für Material- und Verpackungsfortschritte, wie die Verwendung robusterer silikonbasierter Vergussmassen anstelle von traditionellem Epoxid.