LED-Lampe 383-2SUGC/S 400-A4 Datenblatt - Super Grün - 20mA - 4000mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 383-2SUGC/S 400-A4 ist eine hochhelle LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtausbeute konzipiert ist. Sie nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um eine Super-Grün-Farbe zu erzeugen, die mit klarem Harz verkapselt ist. Diese Komponente gehört zu einer Serie mit verschiedenen Abstrahlwinkeln und ist in Tape-and-Reel-Verpackung für automatisierte Bestückungsprozesse erhältlich.

Das Produkt ist auf Zuverlässigkeit und Robustheit ausgelegt, um eine konstante Leistung zu gewährleisten. Es entspricht wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich RoHS, EU REACH, und ist als halogenfrei klassifiziert, wobei der Gehalt an Brom (Br) und Chlor (Cl) unter festgelegten Grenzwerten gehalten wird (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm).

1.1 Kernvorteile

• Hohe Lichtstärke:Liefert eine typische Lichtstärke von 4000 Millicandela (mcd) bei einem Standard-Durchlassstrom von 20mA.
• Enger Abstrahlwinkel:Besitzt einen typischen Halbwertswinkel von 20 Grad (2θ1/2), geeignet für fokussierte Beleuchtung.
• Umweltkonformität:Erfüllt RoHS-, REACH- und halogenfreie Anforderungen, was es für moderne Elektronikprodukte mit strengen Umweltvorgaben geeignet macht.
• Robuste Konstruktion:Für Zuverlässigkeit in verschiedenen Anwendungsumgebungen ausgelegt.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED richtet sich primär an Hintergrundbeleuchtungs- und Anzeigeanwendungen in Consumer- und Profi-Elektronik. Ihre hohe Helligkeit und spezifische Farbe machen sie ideal für:

• Fernsehgeräte (TV)
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerperipherie

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte (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 (IF):30 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz)
• Sperrspannung (VR):5 V
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model:150 V
• Verlustleistung (Pd):120 mW
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (Tsol):260°C für maximal 5 Sekunden.

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

Diese Parameter werden unter Standard-Testbedingungen (Durchlassstrom, IF = 20mA) gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):Minimum 2500 mcd, Typisch 4000 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 20 Grad.
• Spitzenwellenlänge (λp):Typisch 525 nm.
• Farbwert (dominante Wellenlänge) (λd):Typisch 530 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 35 nm.
• Durchlassspannung (VF):Typisch 3,4 V, Maximum 4,0 V.
• Sperrstrom (IR):Maximum 50 μA bei VR=5V.

Messtoleranzen:Lichtstärke (±10%), Farbwert (±1,0nm), Durchlassspannung (±0,1V).

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt weist auf ein Binning-System für Schlüsselparameter hin, um die Konsistenz in Produktionschargen sicherzustellen. Die Etikettenerklärung spezifiziert Codes für die Einstufung:

• CAT:Einstufung der Lichtstärke. Dies gruppiert LEDs basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung (z.B. 4000mcd typisch würde in ein spezifisches Bin fallen).
• HUE:Einstufung des Farbwerts (dominante Wellenlänge). Dies kategorisiert LEDs gemäß ihrem spezifischen Grünton (um die typischen 530nm).
• REF:Einstufung der Durchlassspannung. Dies sortiert LEDs basierend auf ihrem Spannungsabfall beim Teststrom.

Dieses System ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit eng kontrollierten Eigenschaften für Anwendungen auszuwählen, bei denen Farb- oder Helligkeitsgleichmäßigkeit kritisch ist, wie z.B. in Display-Hintergrundbeleuchtungsarrays.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen veranschaulichen.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Super-Grün-Lichts, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 525nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von 35nm. Die schmale Bandbreite trägt zu einer gesättigten grünen Farbe bei.

4.2 Richtcharakteristik

Diese Darstellung visualisiert den 20-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtstärke abnimmt, wenn sich der Beobachtungswinkel von der Mittelachse (0 Grad) entfernt.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieser Graph zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und der daran anliegenden Spannung. Die typische Durchlassspannung beträgt 3,4V bei 20mA. Die Kurve ist essenziell für den Entwurf der strombegrenzenden Treiberschaltung.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtleistung (relative Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt. Der Betrieb muss jedoch innerhalb der absoluten Maximalwerte (30mA Dauerstrom) bleiben, um Überhitzung und beschleunigten Leistungsabfall zu verhindern.

4.5 Thermische Eigenschaften

Zwei wichtige Kurven beziehen die Leistung auf die Umgebungstemperatur (Ta):
Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtleistung bei steigender Temperatur, eine typische Eigenschaft von LEDs aufgrund von Effizienzabfall und anderen physikalischen Mechanismen.
Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht, wie sich die Durchlassspannung der LED mit der Temperatur ändert, was für die Stabilität von Konstantstrom-Treibern wichtig ist.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED wird in einem Standard-Lampengehäuse geliefert. Die Maßzeichnung gibt alle kritischen Maße in Millimetern an. Wichtige Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (mm).
• Die Flanschhöhe muss kleiner als 1,5mm (0,059\") sein.
• Standardtoleranz für nicht spezifizierte Maße ist ±0,25mm.

Das physikalische Design umfasst zwei Anschlussbeine (Anode und Kathode) für die Durchsteckmontage auf einer Leiterplatte (PCB).

5.2 Polaritätskennzeichnung & Anschlussbein-Formgebung

Die Polarität wird typischerweise durch die Anschlussbeinlänge oder eine Abflachung am Gehäuseflansch angezeigt (das längere Bein ist üblicherweise die Anode). Das Datenblatt gibt entscheidende Richtlinien für die Formgebung der Anschlussbeine vor dem Löten:

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis der Epoxid-Linse (der Kuppel) entfernt erfolgen.
• Die Formgebung muss vor dem Lötprozess erfolgen.
• Spannung am Gehäuse während des Biegens muss vermieden werden, um interne Schäden oder Bruch zu verhindern.
• Das Abtrennen der Anschlussbeine sollte bei Raumtemperatur erfolgen.
• Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlussbeinen ausgerichtet sein, um Montagespannung zu vermeiden.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung nach Erhalt: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit (RH).
• Haltbarkeit unter diesen Bedingungen: 3 Monate.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr): Verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

6.2 Lötprozessparameter

Detaillierte Lötinstruktionen werden zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit bereitgestellt:

Handlöten:
• Lötspitzentemperatur: Maximal 300°C (für max. 30W Lötkolben).
• Lötzeit pro Anschlussbein: Maximal 3 Sekunden.
• Mindestabstand von Lötstelle zur Epoxid-Linse: 3mm.

Wellenlöten (DIP):
• Vorheiztemperatur: Maximal 100°C (für max. 60 Sekunden).
• Lötbad-Temperatur & -Zeit: Maximal 260°C für 5 Sekunden.
• Mindestabstand von Lötstelle zur Epoxid-Linse: 3mm.

Allgemeine Regeln:
• Vermeiden Sie Spannung auf den Anschlussbeinen während Hochtemperatur-Operationen.
• Löten Sie dieselbe LED nicht mehr als einmal (Wellen- oder Handlöten).
• Schützen Sie die LED vor mechanischem Stoß/Vibration während des Abkühlens auf Raumtemperatur nach dem Löten.
• Verwenden Sie die niedrigstmögliche Temperatur, die eine zuverlässige Lötstelle gewährleistet.
• Ein empfohlenes Löt-Temperaturprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das einen graduellen Anstieg, ein stabiles Maximum bei 260°C und eine kontrollierte Abkühlphase zeigt.

6.3 Reinigung

• Falls Reinigung notwendig ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute.
• Vor Gebrauch bei Raumtemperatur trocknen.
• Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen. Falls unbedingt erforderlich, ist eine umfangreiche Vorqualifikation notwendig, um sichere Leistungspegel und Bedingungen zu bestimmen, da sie die LED-Struktur beschädigen kann.

7. Verpackung & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um Schäden während Versand und Handhabung zu verhindern:

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innere Kartons.
• Tertiärverpackung:Äußere Kartons.

Verpackungsmengen:
1. 200 bis 500 Stück pro antistatischem Beutel.
2. 6 Beutel pro innerem Karton.
3. 10 innere Kartons pro äußerem Karton.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Spezifikation:
• CPN:Kundeneigene Produktionsnummer.
• P/N:Hersteller-Produktionsnummer (z.B. 383-2SUGC/S 400-A4).
• QTY:Stückzahl im Beutel/Karton.
• CAT/HUE/REF:Binning-Codes für Lichtstärke, Farbwert und Durchlassspannung.
• LOT No:Herstellungslosnummer für Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsvorschläge & Design-Überlegungen

8.1 Thermomanagement

Das Datenblatt stellt ausdrücklich fest: \"Das Wärmemanagement von LEDs muss während der Designphase berücksichtigt werden.\" Obwohl kein Wärmewiderstandswert (Rθ) angegeben wird, impliziert es:
• Die maximale Verlustleistung beträgt 120mW.
• Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Strömen erzeugt Wärme, die über die Anschlussbeine und die Leiterplatte vom LED-Chip abgeführt werden muss.
• Ein ordnungsgemäßes Leiterplattenlayout mit ausreichender Kupferfläche, die mit den LED-Anschlussbeinen verbunden ist, ist für die Wärmeableitung essenziell, insbesondere bei Betrieb nahe der Grenzwerte oder in Hochtemperaturumgebungen.

8.2 Schaltungsdesign

• Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand oder Konstantstromtreiber ist zwingend erforderlich. Die Durchlassspannung hat einen Bereich (Typ. 3,4V, Max. 4,0V), daher gewährleistet ein Design für die maximale VF, dass die Stromgrenze niemals überschritten wird.
• Sperrspannungsschutz:Die maximale Sperrspannung beträgt nur 5V. Schaltungen sollten so ausgelegt sein, dass jede Sperrvorspannung an der LED verhindert wird, z.B. bei Parallelschaltung oder in komplexen Hintergrundbeleuchtungsarrays. In einigen Konfigurationen kann eine parallel geschaltete Schutzdiode (Kathode zu Anode) notwendig sein.
• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Mit einer ESD-Festigkeit von 150V (HBM) sind während der Bestückung und Handhabung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während ein direkter Vergleich zu anderen Artikelnummern nicht in diesem einzelnen Datenblatt enthalten ist, kann die 383-2SUGC/S 400-A4 anhand ihrer angegebenen Parameter bewertet werden:

• Fokus auf hohe Helligkeit:Ihre typische Intensität von 4000mcd bei 20mA ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal für Anwendungen, die hohe Lichtleistung von einer einzelnen diskreten LED benötigen.
• Enger Abstrahlwinkel:Der 20-Grad-Strahl ist enger als bei vielen Standard-LEDs (oft 30-60 Grad), was ihn für gerichtetes Licht oder Hintergrundbeleuchtungs-Lichtleiter geeignet macht, wo Licht effizient eingekoppelt werden muss.
• AlGaInP-Technologie:Dieses Materialsystem ist für hohe Effizienz im roten, orangen, gelben und grünen Spektrum bekannt. Diese LED nutzt dies für ihre Super-Grün-Farbe.
• Umfassende Konformität:Die gleichzeitige Erfüllung von RoHS-, REACH- und halogenfreien Standards macht sie zu einer zukunftssicheren Wahl für globale Märkte.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?
A1: Ja, 30mA ist der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom. Für langfristige Zuverlässigkeit und Wärmemanagement wird jedoch ein Betrieb bei oder unterhalb der Testbedingung von 20mA empfohlen. Bei 30mA muss ein ausgezeichnetes Thermomanagement sichergestellt sein.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (525nm) und Farbwert (530nm)?
A2: Die Spitzenwellenlänge (λp) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Der Farbwert (λd) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Der kleine Unterschied ist normal und λd ist für die Farbangabe relevanter.

F3: Warum beträgt die Lagerhaltbarkeit nur 3 Monate?
A3: Dies ist eine Vorsichtsmaßnahme, die hauptsächlich mit der Feuchtigkeitsaufnahme des Kunststoffgehäuses zusammenhängt. Nach längerer Exposition gegenüber Umgebungsfeuchtigkeit kann die schnelle Erwärmung während des Lötens internen Dampfdruck und Risse (\"Popcorning\") verursachen. Die Stickstofflagerungsmethode mildert dies ab.

F4: Wie interpretiere ich die CAT/HUE/REF-Bin-Codes auf dem Etikett?
A4: Dies sind interne Herstellercodes. Um ein spezifisches Bin für Ihre Anwendung auszuwählen (z.B. einen engen Wellenlängenbereich), müssen Sie das detaillierte Binning-Spezifikationsdokument des Herstellers konsultieren oder direkt mit deren Vertriebs-/Support-Team zusammenarbeiten, um Bauteile aus einem bestimmten Bin anzufordern.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Statusanzeige für ein Netzwerkgerät.
• Anforderung:Eine helle, unverkennbare \"System aktiv\"-grüne Leuchte, sichtbar unter Bürobeleuchtung.
• Auswahlbegründung:Die 4000mcd-Ausgangsleistung gewährleistet hohe Sichtbarkeit. Der 20-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen hellen \"Hot Spot\" bei direkter Betrachtung, ideal für eine Frontplattenanzeige.
• Schaltungsdesign:Annahme: 5V-Systemversorgung (Vcc). Typische VF ist 3,4V bei 20mA. Mit dem Ohmschen Gesetz: R = (Vcc - VF) / IF = (5V - 3,4V) / 0,020A = 80 Ohm. Um VF-Schwankungen zu berücksichtigen, für den Worst-Case auslegen: R_min = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50 Ohm. Ein 68-Ohm-Widerstand gewährleistet einen sicheren Strom zwischen 14,7mA (VF=4,0V) und 23,5mA (VF=3,4V), gut innerhalb der Grenzwerte.
• Layout:Verwenden Sie Leiterplattenpads, die mit einer kleinen Kupferfläche verbunden sind, um die Wärmeableitung von den LED-Anschlussbeinen zu unterstützen.

12. Funktionsprinzip

Dies ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre charakteristische Durchlassspannung (VF) überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des AlGaInP-Halbleiterchips injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie, welche die Wellenlänge (Farbe) der emittierten Photonen vorgibt – in diesem Fall grünes Licht um 530nm zentriert. Die klare Epoxidharz-Kuppel fungiert als Linse und formt das emittierte Licht in den spezifizierten 20-Grad-Abstrahlwinkel.

13. Technologietrends

Die LED-Industrie entwickelt sich stetig weiter. Während dies eine ausgereifte Durchsteckkomponente ist, umfassen Trends, die dieses Produktsegment beeinflussen:
• Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Material- und Prozessverbesserungen führen zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), was potenziell ähnliche Helligkeit bei niedrigeren Strömen für reduzierten Stromverbrauch und Wärme ermöglicht.
• Miniaturisierung & SMD-Übergang:Der breitere Markttrend geht hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für automatisierte Bestückung. Durchstecklampen wie diese bleiben für Anwendungen wichtig, die höhere Einzelhelligkeit, einfachere manuelle Prototypenerstellung oder spezifische mechanische Montage erfordern.
• Engere Farb- & Helligkeits-Binning:Die Nachfrage nach Farbkonstanz in Displays und Beschilderung treibt Hersteller dazu, enger definierte Bins (CAT, HUE) anzubieten, was eine bessere Gleichmäßigkeit in Multi-LED-Arrays ermöglicht.
• Erweiterte Zuverlässigkeitsspezifikationen:Datenblätter enthalten zunehmend Lebensdauerangaben (z.B. L70, L50) unter spezifischen Betriebsbedingungen, was vorhersagbarere Daten für langfristige Designplanung liefert.