513S YGD/S530-E2 LED-Lampe Datenblatt - Super Gelb - 140° Abstrahlwinkel - 2,4V Durchlassspannung - 60mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 513S YGD/S530-E2 ist eine hochhelle LED-Lampe, die für allgemeine Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Sie nutzt einen AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip, um ein Super Gelbes Licht zu erzeugen. Das Bauteil verfügt über eine grün diffundierte Harzlinse, die dazu beiträgt, den Abstrahlwinkel zu verbreitern und das Lichtbild zu mildern. Diese LED zeichnet sich durch ihre Zuverlässigkeit, Robustheit und Konformität mit wichtigen Umweltvorschriften wie RoHS, REACH und halogenfreien Standards aus.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED-Serie umfassen die Auswahl verschiedener Abstrahlwinkel für unterschiedliche Anwendungsanforderungen und die Verfügbarkeit auf Band und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse. Ihr Design priorisiert eine höhere Helligkeitsleistung. Die Zielanwendungen liegen hauptsächlich in der Unterhaltungselektronik, einschließlich der Verwendung als Statusanzeigen oder Hintergrundbeleuchtungselemente in Fernsehern, Computermonitoren, Telefonen und anderen Computergeräten.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der wichtigsten technischen Spezifikationen der LED, wie in ihren absoluten Grenzwerten und elektro-optischen Eigenschaften definiert.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Betriebsbedingungen.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Das Überschreiten dieses Stroms kann aufgrund von Überhitzung des Halbleiterübergangs zu katastrophalem Ausfall führen.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model:2000 V. Dieser Wert zeigt ein mittleres Maß an ESD-Empfindlichkeit an. Während der Montage sind geeignete ESD-Handhabungsverfahren erforderlich.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann den P-N-Übergang der LED zerstören.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse unter spezifizierten Bedingungen abführen kann, verbunden mit Durchlassstrom und -spannung.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +100°C (Lagerung). Das Bauteil ist für ein breites Spektrum an Umgebungsbedingungen geeignet.
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Spitzentemperaturtoleranz für Wellen- oder Reflow-Lötprozesse.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter typischen Testbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA, sofern nicht anders angegeben) gemessen und definieren die Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (Iv):Typischer Wert ist 12,5 mcd, mit einem Minimum von 6,3 mcd. Es gibt kein spezifiziertes Maximum, was auf eine Binning-Klassifizierung für die Intensität hindeutet. Die Messunsicherheit beträgt ±10%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):140 Grad (typisch). Dieser breite Abstrahlwinkel ist das Ergebnis der diffundierten Linse und macht die LED für Anwendungen geeignet, bei denen die Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln wichtig ist.
• Spitzenwellenlänge (λp):575 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):573 nm (typisch). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die "Super Gelbe" Farbe definiert. Die Messunsicherheit beträgt ±1,0 nm.
• Durchlassspannung (VF):Typisch 2,0 V, Maximum 2,4 V bei 20mA. Diese niedrige Durchlassspannung ist charakteristisch für AlGaInP-Technologie. Die Messunsicherheit beträgt ±0,1V.
• Sperrstrom (IR):Maximum 10 µA bei VR=5V. Ein niedriger Sperrstrom ist wünschenswert.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt verweist auf ein Binning-System für Schlüsselparameter, obwohl spezifische Bincode-Tabellen im Auszug nicht bereitgestellt werden. Die Etiketten-Erklärung erwähnt Ränge für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF). Dies impliziert, dass Produktionseinheiten basierend auf gemessener Leistung in verschiedene Kategorien oder "Bins" sortiert werden, um Konsistenz innerhalb einer bestimmten Bestellung sicherzustellen. Designer sollten den Hersteller für detaillierte Binning-Spezifikationen konsultieren, wenn eine genaue Farb- oder Intensitätsabstimmung über mehrere LEDs hinweg erforderlich ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die entscheidend für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen sind.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung. Für eine Super Gelbe AlGaInP-LED ist das Spektrum im Vergleich zu weißen LEDs relativ schmal und um 573-575 nm zentriert. Die spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20 nm.

4.2 Richtcharakteristik

Dieses Polardiagramm veranschaulicht den 140-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität vom Zentrum (0°) abnimmt. Die diffundierte Linse erzeugt ein gleichmäßiges, breites Abstrahlmuster.

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

Dieses Diagramm ist für den Schaltungsentwurf wesentlich. Es zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Strom und Spannung. Die LED beginnt um ihre Schwellspannung (~1,8-2,0V für AlGaInP) signifikant zu leiten. Treiber sollten Konstantstrom, nicht Konstantspannung, verwenden, um eine stabile Lichtleistung sicherzustellen.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtleistung (Intensität) mit dem Durchlassstrom zunimmt, jedoch nicht linear über den gesamten Bereich. Die Effizienz kann bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung sinken.

4.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die LED-Lichtleistung nimmt typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur ab. Diese Kurve quantifiziert diese Degradation, was für den Entwurf zuverlässiger Systeme in heißen Umgebungen entscheidend ist.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Dies kann zeigen, wie sich die I-V-Kennlinie mit der Temperatur verschiebt. Die Durchlassspannung nimmt bei LEDs typischerweise mit steigender Temperatur ab.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungszeichnung

Die LED befindet sich in einem standardmäßigen 3mm runden (T-1) radialen Gehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige Abmessungen aus der Zeichnung sind der Anschlussabstand, der Körperdurchmesser und die Gesamthöhe. Kritische Hinweise spezifizieren, dass alle Abmessungen in Millimetern sind, die Flanschhöhe weniger als 1,5 mm betragen muss und die allgemeine Toleranz ±0,25 mm beträgt, sofern nicht anders angegeben. Designer müssen sich an diese Abmessungen halten, um ein korrektes PCB-Footprint-Design zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Für radiale LEDs mit Anschlussdrähten wird die Kathode typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand, einen kürzeren Anschlussdraht oder andere Markierungen identifiziert. Die spezifische Identifikationsmethode sollte mit der Abmessungszeichnung abgeglichen werden. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb unerlässlich.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend, um Schäden zu vermeiden und langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

6.1 Anschlussdraht-Formgebung

• Biegen Sie die Anschlussdrähte an einer Stelle mindestens 3 mm von der Epoxid-Glühbirnenbasis entfernt.
• Führen Sie die Formgebung vor dem Löten durch.
• Vermeiden Sie Belastung des Gehäuses; Belastung kann das Epoxid reißen oder interne Verbindungen beschädigen.
• Schneiden Sie die Anschlussdrähte bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlussdrähten ausgerichtet sind, um Montagespannung zu vermeiden.

6.2 Lagerbedingungen

• Lagern Sie nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit.
• Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötprozess

Allgemeine Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm von der Lötstelle zur Epoxid-Glühbirne ein.

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

Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen max. 100°C für max. 60 Sek. Lötbad-Temperatur max. 260°C für max. 5 Sekunden.

Profil:Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das kontrolliertes Aufheizen, eine definierte Spitzentemperatur/-zeit und kontrolliertes Abkühlen betont. Ein schneller Abkühlprozess wird nicht empfohlen.

Wichtig:Vermeiden Sie Belastung der Anschlussdrähte während hoher Temperaturen. Löten Sie nicht (tauchen/hand) mehr als einmal. Schützen Sie die LED vor Stoß/Vibration, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

6.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung routinemäßig. Wenn unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie den Prozess (Leistung, Dauer) vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Materialien verpackt. Die Verpackungshierarchie ist:

1. Antistatische Beutel:Enthält 200 bis 500 Stück.

2. Innenkarton:Enthält 6 Beutel.

3. Außenkarton:Enthält 10 Kartons.

Daher enthält ein voller Karton mindestens 200 Stück/Beutel * 6 Beutel/Karton * 10 Kartons/Karton = 12.000 Stück.

7.2 Etiketten-Erklärung

Etiketten auf der Verpackung umfassen:

- CPN: Kundeneigene Produktionsnummer

- P/N: Hersteller-Teilenummer (z.B. 513S YGD/S530-E2)

- QTY: Menge in der Verpackung

- CAT, HUE, REF: Binning-Codes für Lichtstärke, dominante Wellenlänge bzw. Durchlassspannung.

- LOT No: Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Ein-/Ausschalt-, Modusauswahl- oder Fehlersignalisierung in Fernsehern, Monitoren, Telefonen und Computern.
• Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung kleiner Beschriftungen, Symbole oder Panels in Geräten der Unterhaltungselektronik.
• Allgemeine Anzeigezwecke:Jede Anwendung, die eine gut sichtbare, zuverlässige gelbe Anzeigeleuchte erfordert.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom auf einen sicheren Wert zu begrenzen (z.B. 20mA für typischen Betrieb, unterhalb des absoluten Maximums von 25mA).
• Wärmemanagement:Obwohl dies ein Niedrigleistungsbauteil ist, stellt das Datenblatt ausdrücklich klar, dass Wärmemanagement während des Designs berücksichtigt werden muss. Der Strom sollte bei hohen Umgebungstemperaturen entsprechend reduziert werden. Siehe Kurve "Relative Intensität vs. Umgebungstemp".
• ESD-Schutz:Implementieren Sie ESD-Schutz auf PCBs oder während der Handhabung, da das Bauteil eine 2000V HBM-Bewertung hat.
• Optisches Design:Der 140° diffundierte Abstrahlwinkel bietet breite Sichtbarkeit, aber geringere axiale Intensität. Für gerichtetes Licht kann eine Sekundäroptik erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren gelben LED-Technologien (z.B. basierend auf GaAsP) bietet diese auf AlGaInP basierende LED deutlich höhere Helligkeit und Effizienz. Die Bezeichnung "Super Gelb" impliziert oft eine gesättigtere, reine gelbe Farbe. Der breite 140-Grad-Abstrahlwinkel aufgrund der diffundierten Linse unterscheidet sie von klaren Linsen-LEDs mit einem engeren Strahl. Ihre Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards macht sie für moderne globale Märkte mit strengen Umweltanforderungen geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden?

Mit dem Ohmschen Gesetz: R = (V_Versorgung - Vf_LED) / I_LED. Für ein typisches Vf von 2,0V bei 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Verwenden Sie das maximale Vf (2,4V), um den minimalen sicheren Widerstandswert zu berechnen: R_min = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Ein Standard-150Ω-Widerstand ist eine gute Wahl, der bei typischem Vf ~20mA liefert und bei max. Vf etwas weniger, was sicher ist.

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

Sie können sie zwar bei 25mA betreiben, jedoch am absoluten Limit. Für verbesserte Lebensdauer und Zuverlässigkeit, insbesondere bei erhöhten Umgebungstemperaturen, wird dringend empfohlen, bei oder unterhalb des typischen Teststroms von 20mA zu arbeiten. Berücksichtigen Sie stets thermische Degradation.

10.3 Warum ist die Lagerfeuchtebedingung wichtig?

Kunststoffgehäuse wie bei dieser LED können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und interne Delamination oder "Popcorning" verursachen, was das Gehäuse reißt und das Bauteil zerstört. Die Lagerbedingungen und Haltbarkeitsgrenzen sind darauf ausgelegt, übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.

Das Panel hat 4 LEDs, die Strom, Internet, Wi-Fi und Ethernet-Aktivität anzeigen. Der Designer wählt die 513S YGD/S530-E2 für ihre hohe Helligkeit und den breiten Abstrahlwinkel, um sicherzustellen, dass der Status aus der ganzen Raumbreite sichtbar ist. Eine Leiterplatte wird mit 2,54mm (0,1") beabstandeten Löchern entworfen, die dem Anschlussdrahtabstand der LED entsprechen. Ein strombegrenzender Widerstand von 180Ω wird in Reihe mit jeder LED auf einer 3,3V-Board-Versorgungsschiene platziert, was zu einem Durchlassstrom von etwa (3,3V - 2,0V)/180Ω ≈ 7,2mA führt, was für die Anzeige ausreichend ist und gleichzeitig die LED-Lebensdauer maximiert und den Stromverbrauch minimiert. Die Montageanweisungen spezifizieren Wellenlöten gemäß dem 260°C für 5s Profil.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des P-N-Übergangs und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der emittierten Lichtwellenlänge entspricht – in diesem Fall gelb (~573-575 nm). Die grün diffundierte Epoxidharzlinse dient zwei Zwecken: 1) Sie verkapselt und schützt den empfindlichen Halbleiterchip und die Bonddrähte, und 2) Die diffundierenden Partikel im Harz streuen das Licht und verbreitern den Abstrahlwinkel vom nativen Muster des Chips auf die spezifizierten 140 Grad.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Obwohl dies ein ausgereiftes Durchsteck-LED-Produkt ist, beeinflussen die breiteren LED-Branchentrends immer noch ihren Kontext. Es gibt einen kontinuierlichen Drang zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt) und verbesserter Farbkonsistenz über Produktionschargen hinweg. Die in diesem Datenblatt hervorgehobenen Umweltkonformitätsstandards (RoHS, REACH, halogenfrei) sind zu Basisanforderungen geworden. Der Markt für solche Anzeige-LEDs bleibt in Legacy- und kostenempfindlichen Anwendungen stabil, obwohl oberflächenmontierbare (SMD) LEDs aufgrund ihrer kleineren Größe und Eignung für automatisierte Pick-and-Place-Montage in neuen Designs zunehmend dominieren. Die Prinzipien des richtigen Wärmemanagements, Stromantriebs und ESD-Schutzes bleiben über alle LED-Technologien hinweg universell kritisch.