LED-Lampe 383-2SDRC/S530-A3 Datenblatt - Super Tiefrot - 650nm - 20mA - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 383-2SDRC/S530-A3 ist eine hochhelle LED-Lampe für Anwendungen, die eine überlegene Lichtleistung erfordern. Sie nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um eine super tiefrote Farbe mit einer typischen Spitzenwellenlänge von 650nm zu erzeugen. Diese Komponente ist auf Zuverlässigkeit und Robustheit ausgelegt und eignet sich für verschiedene elektronische Anzeige- und Indikatoranwendungen.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Lichtstärke erfordern.
• Konformität:Das Produkt entspricht den Standards RoHS, EU REACH und halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Verpackungsoptionen:Erhältlich auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse.
• Auswahl des Abstrahlwinkels:Erhältlich mit verschiedenen Abstrahlwinkeln für unterschiedliche Anwendungsanforderungen.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED richtet sich primär an die Konsumelektronik- und Displayindustrie. Typische Anwendungen sind Hintergrundbeleuchtung oder Statusanzeige in:

• Fernsehgeräten
• Computermonitoren
• Telefonen
• Personal Computern

2. Tiefenanalyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Elektrostatische Entladung (ESD):2000 V (Human Body Model)
• Verlustleistung (P_d):60 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden (Spitze)

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

Die folgenden Parameter werden unter Standardtestbedingungen (I_F=20mA) gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_v):1000 (Min), 2000 (Typ) mcd. Diese hohe Intensität ist ein Schlüsselmerkmal für gute Sichtbarkeit.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):6° (Typ). Dieser enge Abstrahlwinkel bündelt die Lichtausgabe und erhöht die wahrgenommene Helligkeit in Vorwärtsrichtung.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):650 nm (Typ). Definiert das spektrale Maximum des emittierten Lichts.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):639 nm (Typ). Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typ). Zeigt die spektrale Reinheit des roten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,0 (Typ), 2,4 (Max) V bei 20mA. Eine relativ niedrige Durchlassspannung ist charakteristisch für AlGaInP-Technologie.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max) bei V_R=5V.

Hinweis zur Messunsicherheit: Lichtstärke ±10%, dominante Wellenlänge ±1,0nm, Durchlassspannung ±0,1V.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Entwicklungsingenieure entscheidend sind.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung, bestätigt die schmale Bandbreite und das Maximum bei etwa 650nm, was ideal für Anwendungen ist, die eine gesättigte tiefrote Farbe erfordern.

3.2 Richtcharakteristik

Das Abstrahldiagramm veranschaulicht den typischen Abstrahlwinkel von 6° und zeigt, wie die Lichtintensität außerhalb des Hauptstrahls stark abfällt, was für gerichtete Beleuchtung nützlich ist.

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

Dieses Diagramm ist für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung wesentlich. Es zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Spannung und Strom, mit dem typischen Arbeitspunkt bei 20mA/2,0V.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausgabe bis zum maximalen Nennstrom annähernd linear mit dem Strom ansteigt, was eine einfache Helligkeitsmodulation über die Stromsteuerung ermöglicht.

3.5 Temperaturabhängigkeit

Es werden zwei kritische Kurven bereitgestellt:

• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtleistung bei steigender Temperatur. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist erforderlich, um die Helligkeit aufrechtzuerhalten.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann verwendet werden, um zu verstehen, wie sich die I-V-Kennlinie mit der Temperatur verschiebt, was für den Entwurf von Konstantstromtreibern wichtig ist.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Datenblatt enthält eine detaillierte mechanische Zeichnung des LED-Gehäuses. Wichtige Abmessungen sind der Anschlussabstand, die Gehäusegröße und die Gesamthöhe. Kritische Hinweise geben an, dass die Flanschhöhe weniger als 1,5mm betragen muss und die allgemeinen Toleranzen ±0,25mm betragen, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine Abflachung an der Linse, einen kürzeren Anschluss oder eine spezifische Markierung auf dem Gehäuse angezeigt, wie im Abmessungsdiagramm dargestellt. Die korrekte Polarität muss während der Montage beachtet werden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

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

5.1 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Epoxidharz-Glühbirnenbasis entfernt ist.
• Führen Sie die Formgebung vor dem Löten durch.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses. Fehlausrichtung während der Leiterplattenmontage kann zu Belastung und Degradation führen.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

5.2 Lagerung

• Lagern Sie bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Haltbarkeit beträgt 3 Monate ab Versand.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

Wichtige Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Glaskörper ein.

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

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

Lötprofil:Ein empfohlenes Temperatur-Zeit-Profil wird bereitgestellt, das einen kontrollierten Anstieg, einen definierten Spitzentemperaturbereich und ein kontrolliertes Abkühlen betont. Ein schneller Abkühlprozess wird nicht empfohlen.

Wichtig:Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse während der Hochtemperaturphasen. Löten Sie nicht (tauchen/hand) mehr als einmal. Schützen Sie die LED vor Stößen/Vibrationen, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie nur bei Bedarf mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung. Falls unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie den Prozess vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

5.5 Wärmemanagement

Das thermische Management muss während des Leiterplatten- und Systemdesigns berücksichtigt werden. Der Betriebsstrom sollte basierend auf der Umgebungstemperatur und den bereitgestellten Derating-Kurven angemessen reduziert werden, um langfristige Zuverlässigkeit und Leistung zu gewährleisten.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

• Antistatische Beutel:Schützt die LEDs während Transport und Handhabung vor elektrostatischer Entladung.
• Innenkarton:Enthält mehrere Beutel.
• Außenkarton:Der finale Versandbehälter.
• Packmenge:Mindestens 200-500 Stück pro Beutel. 6 Beutel pro Innenkarton. 10 Innenkartons pro Außenkarton.

6.2 Etikettenerklärung

Die Etiketten auf der Verpackung enthalten mehrere Codes:

• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer
• P/N:Produktionsnummer (z.B. 383-2SDRC/S530-A3)
• QTY:Packmenge
• CAT:Sortierung der Lichtstärke (Binning)
• HUE:Sortierung der dominanten Wellenlänge (Binning)
• REF:Sortierung der Durchlassspannung (Binning)
• LOT No:Losnummer für Rückverfolgbarkeit

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LED benötigt einen einfachen Reihenstrombegrenzungswiderstand, wenn sie von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_source- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom I_Fvon 20mA mit V_F=2,0V ergibt sich R = (5 - 2,0) / 0,02 = 150 Ω. Ein Widerstand mit ausreichender Nennleistung (P = I²R) sollte gewählt werden.

7.2 Designüberlegungen

• Stromtreiber:Betreiben Sie die LED immer mit einer Konstantstromquelle oder einer strombegrenzten Quelle für stabile Helligkeit und lange Lebensdauer. Schließen Sie sie nicht direkt ohne Strombegrenzer an eine Spannungsquelle an.
• Leiterplattenlayout:Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlöcher perfekt mit den LED-Anschlüssen übereinstimmen, um mechanische Belastung zu vermeiden. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche oder Wärmeleitungen zur Wärmeableitung, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom betrieben wird.
• Optisches Design:Der enge Abstrahlwinkel von 6° macht diese LED geeignet für Anwendungen, die einen fokussierten Strahl erfordern. Für breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken (z.B. Linsen) erforderlich sein.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 383-2SDRC/S530-A3 unterscheidet sich hauptsächlich durch die Verwendung von AlGaInP-Halbleitermaterial, das hocheffizient für die Erzeugung von roten und bernsteinfarbenen Farben ist. Im Vergleich zu älteren Technologien oder einigen Breitband-Weiß-LEDs mit Filtern bieten AlGaInP-LEDs eine überlegene Lichtausbeute für tiefrotes Licht, was zu höherer Helligkeit bei gegebener Eingangsleistung führt. Die spezifische Spitzenwellenlänge von 650nm bietet eine gesättigte Farbe, die ideal für Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtungen ist, bei denen Farbreinheit wichtig ist.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (650nm) und dominanter Wellenlänge (639nm)?

Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt maximaler Leistung in der spektralen Ausgangskurve. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe des Lichts entspricht. Der Unterschied ergibt sich aus der Form des Emissionsspektrums der LED und der Empfindlichkeit des menschlichen Auges (photopische Reaktion).

9.2 Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 25mA betreiben?

Obwohl möglich, wird im Allgemeinen empfohlen, unterhalb des absoluten Grenzwerts zu arbeiten, um die langfristige Zuverlässigkeit zu verbessern und Temperaturanstiege zu berücksichtigen. Der spezifizierte typische Betriebszustand (20mA) ist ein sicherer und standardmäßiger Arbeitspunkt, der die spezifizierte Lichtstärke liefert.

9.3 Wie kritisch ist der Mindestabstand von 3mm zur Lötstelle?

Sehr kritisch. Lötstellen, die näher als 3mm am Epoxidharz-Glaskörper liegen, können übermäßige Wärme in den LED-Chip und die internen Bonddrähte übertragen, was möglicherweise zu sofortigem Ausfall oder versteckten Schäden führt, die die Lebensdauer verkürzen. Diese Regel muss während des Leiterplattendesigns und der Montage strikt eingehalten werden.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Statusanzeige an einem Netzwerkrouter

Ein Entwickler benötigt eine helle, unverwechselbare "Standby"- oder "Fehler"-Anzeige. Die 383-2SDRC/S530-A3 ist eine ausgezeichnete Wahl. Ihre hohe Lichtstärke (typisch 2000 mcd) gewährleistet Sichtbarkeit auch in gut beleuchteten Räumen. Die tiefrote Farbe wird allgemein mit "Stopp" oder "Warnung" assoziiert. Der Entwickler würde:

1. Die Leiterplatte mit Löchern entwerfen, die dem Anschlussabstand der LED entsprechen.
2. Einen 150Ω Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit der LED schalten, verbunden mit einem 5V-GPIO-Pin des Mikrocontrollers des Routers.
3. Den Mikrocontroller programmieren, um den GPIO-Pin ein-/auszuschalten und so den LED-Status zu steuern.
4. Sicherstellen, dass die LED auf der Frontplatte des Routers mit einer klaren Öffnung platziert wird, um ihren engen Abstrahlwinkel zu nutzen und das Licht auf den Benutzer zu richten.

Diese einfache Implementierung bietet eine zuverlässige, langlebige und hochsichtbare Statusanzeige.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung über den p-n-Übergang des Halbleitermaterials (in diesem Fall AlGaInP) angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. AlGaInP hat eine Bandlücke, die für die Erzeugung von Licht im roten bis bernsteinfarbenen Bereich des sichtbaren Spektrums geeignet ist. Die spezifische Dotierung und Struktur des Chips sind darauf ausgelegt, die Effizienz dieses Lichtgenerierungsprozesses zu maximieren.

12. Technologietrends

Die LED-Industrie konzentriert sich weiterhin auf die Steigerung der Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt elektrischer Eingangsleistung), die Verbesserung der Farbkonstanz und -sättigung sowie die Erhöhung der Zuverlässigkeit. Für monochromatische LEDs wie den Tiefrot-Typ gehören zu den Trends das Erreichen noch höherer Helligkeit in kleineren Gehäusen, die Verbesserung der Hochtemperaturleistung für Automobil- und Industrieanwendungen und die weitere Verfeinerung der Binning-Prozesse, um Entwicklern engere Toleranzen für Schlüsselparameter wie Wellenlänge und Durchlassspannung zu bieten. Der Trend zur Miniaturisierung und Integration setzt sich ebenfalls fort, wobei LEDs in komplexere Module und Systeme integriert werden.