T-1 3mm Diffus-Blau-LED - 468nm Spitzenwellenlänge - 3,0V Durchlassspannung - 102mW Verlustleistung - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hocheffiziente, blaue Leuchtdiode (LED) im gängigen T-1 (3mm) Durchsteckgehäuse. Das Bauteil verfügt über eine diffundierende Linse, die im Vergleich zu klaren Linsen eine breitere und gleichmäßigere Lichtverteilung bietet. Dies macht es ideal für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen, bei denen weiches, blendfreies Licht erwünscht ist. Die Kernvorteile dieser LED sind ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie (Herstellung ohne gefährliche Stoffe wie Blei), ihr geringer Stromverbrauch und ihre hohe Zuverlässigkeit. Sie ist für die vielseitige Montage auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels konzipiert und aufgrund ihres geringen Strombedarfs mit den Pegeln integrierter Schaltkreise (ICs) kompatibel.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C und dürfen unter keinen Betriebsbedingungen überschritten werden.

• Verlustleistung (P_D):102 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA. Dies ist der maximal zulässige Strom unter gepulsten Bedingungen, definiert bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1ms. Er liegt deutlich über dem DC-Wert und ermöglicht kurze, hochintensive Lichtblitze.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximale empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Strom-Derating:Lineares Derating von 0,5 mA/°C ab 30°C. Bei Umgebungstemperaturen über 30°C muss der maximal zulässige DC-Durchlassstrom reduziert werden, um Überhitzung zu vermeiden.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +80°C. Die Funktionsfähigkeit des Bauteils ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs garantiert.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieser Grenzen ohne Qualitätseinbußen gelagert werden.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0mm (0,8\") vom LED-Gehäuse entfernt. Dies definiert das zulässige thermische Profil für Hand- oder Wellenlötprozesse.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei T_A=25°C und I_F=20mA gemessen, was der Standard-Testbedingung entspricht. Sie definieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_V):85 (Min), 180 (Typ), 520 (Max) mcd. Dies ist ein Maß für die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED, gemessen mit einem Sensor, der auf die CIE-Photopik-Kurve abgestimmt ist. Die große Spanne zeigt an, dass ein Binning-System verwendet wird (Details in Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):45° (Typ). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Wertes auf der Mittelachse (0°) abfällt. Die diffundierende Linse erzeugt diesen weiten Abstrahlwinkel.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):468 nm (Typ). Dies ist die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 nm (Min), 475 nm (Max). Dieser Wert wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe (Blau) der LED am besten definiert. Auch dieser Wert unterliegt dem Binning.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm (Typ). Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):3,0 V (Typ), 3,4 V (Max). Der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 20mA.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max) bei V_R=5V. Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zur Charakterisierung des Leckstroms.
• Kapazität (C):40 pF (Typ) bei V_F=0V, f=1 MHz. Dies ist die Sperrschichtkapazität, relevant für Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Um Konsistenz in Helligkeit und Farbe für Produktionsanwendungen sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die bestimmte Mindestleistungskriterien erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Einheiten: mcd @ 20mA. Toleranz für jede Bin-Grenze: ±15%.

• Bin E: 85 – 110 mcd
• Bin F: 110 – 140 mcd
• Bin G: 140 – 180 mcd
• Bin H: 180 – 240 mcd
• Bin J: 240 – 310 mcd
• Bin K: 310 – 400 mcd
• Bin L: 400 – 520 mcd

Der spezifische Bin-Code für die Lichtstärke ist auf der Produktverpackung angegeben.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Einheiten: nm @ 20mA. Toleranz für jede Bin-Grenze: ±1 nm.

• Bin B08: 465 – 470 nm
• Bin B09: 470 – 475 nm

4. Analyse der Kennlinien

Obwohl im Datenblatt auf spezifische Diagramme verwiesen wird (Abb.1, Abb.6), veranschaulichen typische Kennlinien für solche LEDs folgende Schlüsselbeziehungen:

• I-V-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kennlinie):Zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Die Kniespannung liegt bei blauen LEDs bei etwa 2,8V-3,0V.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Die Helligkeit nimmt bis zu einem gewissen Punkt annähernd linear mit dem Strom zu, danach kann die Effizienz aufgrund von Erwärmung abnehmen.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtausbeute nimmt typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur ab. Der Derating-Faktor von 0,5 mA/°C wird angewendet, um diesen thermischen Effekt zu beherrschen.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität über der Wellenlänge, die einen Peak bei etwa 468nm mit einer typischen Halbwertsbreite von 20nm zeigt.
• Abstrahlcharakteristik:Ein Polardiagramm, das die Lambert'sche oder nahezu Lambert'sche Verteilung einer diffundierenden Linse zeigt, wobei die Intensität bei ±22,5° von der Achse auf die Hälfte abfällt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen T-1-Gehäuse mit einer 3mm großen diffundierenden Linse untergebracht. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zollwerte in Klammern).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (±0,010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm (0,04\").
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Kathode typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand, einen kürzeren Anschluss oder eine Kerbe am Flansch gekennzeichnet. Das Diagramm im Datenblatt sollte für die spezifische Polaritätskennzeichnung dieses Bauteils konsultiert werden. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essentiell.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss an einer Stelle durchgeführt werden, die mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Die Basis des Anschlussrahmens darf während des Biegens nicht als Drehpunkt verwendet werden.
• Die Anschlussformung muss bei Raumtemperatur undvordem Lötprozess erfolgen.
• Während der Leiterplattenmontage ist die minimal notwendige Verbiegekraft zu verwenden, um übermäßige mechanische Belastung des LED-Gehäuses zu vermeiden.

6.2 Lötprozess

Kritisch:Es muss ein Mindestabstand von 3 mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden, um zu verhindern, dass Epoxidharz am Anschlussrahmen hochsteigt, was zu Lötproblemen führen kann.

Empfohlene Bedingungen:

• Lötkolben:Temperatur: Max. 300°C. Zeit: Max. 3 Sekunden (nur einmaliges Löten).
• Wellenlöten:Vorwärmen: Max. 100°C für max. 60 Sek. Lötwellen: Max. 260°C für max. 5 Sek.

Wichtiger Hinweis:Übermäßige Löttemperatur und/oder -zeit können zu Verformung der LED-Linse oder katastrophalem Ausfall führen. Infrarot (IR)-Reflow-Löten istkeingeeigneter Prozess für diese Durchsteck-LED.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie ausschließlich alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

6.4 Lagerung

• Die empfohlene Lagerumgebung sollte 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten.
• LEDs, die aus ihrer ursprünglichen, feuchtigkeitsgeschützten Verpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden.
• Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung sollten sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem stickstoffgespülten Exsikkator gelagert werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um Schäden durch elektrostatische Entladung (ESD) zu verhindern.

• Verpackungsbeutel: 1000, 500 oder 250 Stück pro Beutel.
• Innenkarton: 10 Verpackungsbeutel pro Karton (insgesamt 10.000 Stück).
• Außenkarton: 8 Innenkartons pro Außenkarton (insgesamt 80.000 Stück).
• Hinweis: In jeder Versandcharge darf nur die letzte Packung eine nicht vollständige Menge enthalten.

8. Anwendungsdesign-Empfehlungen

8.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs zu gewährleisten, wirddringend empfohlen, für jede LED einen eigenen strombegrenzenden Widerstand in Reihe zu schalten (Schaltungsmodell A). Der Betrieb mehrerer LEDs parallel an einer gemeinsamen Spannungsquelle mit einem gemeinsamen Widerstand (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Schwankungen der Durchlassspannung (V_F) jeder LED zu erheblichen Unterschieden im Strom und folglich in der Helligkeit führen.

8.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Diese LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Die folgenden Vorsichtsmaßnahmen müssen während der Handhabung und Montage beachtet werden:

• Bedienpersonal sollte ein leitfähiges Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie Ionisatoren, um statische Aufladungen im Arbeitsbereich zu neutralisieren.

8.3 Anwendungsbereich und -grenzen

Diese LED ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten wie Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten konzipiert. Sie ist nicht speziell für Anwendungen ausgelegt oder qualifiziert, bei denen hohe Zuverlässigkeit für die Sicherheit entscheidend ist, wie z.B. in der Luftfahrt, im Verkehrswesen, in der Verkehrssteuerung, in medizinischen/Lebenserhaltungssystemen oder in Sicherheitsvorrichtungen. Für solche Anwendungen ist eine Konsultation mit dem Hersteller bezüglich geeigneter, qualifizierter Komponenten zwingend erforderlich.

9. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

Im Vergleich zu T-1-LEDs mit klarer Linse bietet diese diffundierende Version ein viel breiteres und weicheres Lichtmuster und eliminiert den \"Hot-Spot\"-Effekt. Dies macht sie überlegen für Panel-Anzeigen, die aus mehreren Blickwinkeln betrachtet werden müssen. Die 468nm blaue Wellenlänge ist eine gängige Wahl für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und dekorative Beleuchtung. Entwickler müssen das thermische Management sorgfältig berücksichtigen, insbesondere beim Betrieb nahe des maximalen Stroms oder bei erhöhten Umgebungstemperaturen, unter Verwendung der bereitgestellten Derating-Kurve. Die Durchlassspannung von ~3,0V erfordert eine höhere Versorgungsspannung als bei Standard-Rot- oder Grün-LEDs, was im Stromversorgungsdesign berücksichtigt werden muss.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt an einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Nein. Bei einem typischen V_Fvon 3,0V bei 20mA ist ein Vorwiderstand in Reihe erforderlich. Nach dem Ohmschen Gesetz: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom von 20mA: R = (5V - 3,0V) / 0,02A = 100 Ω. Ein Widerstand von 100Ω (oder der nächstgelegene Standardwert) muss verwendet werden.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die physikalische Wellenlänge der höchsten spektralen Leistungsabgabe. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm), der die wahrgenommene Farbe am besten repräsentiert. Bei monochromatischen LEDs wie dieser blauen liegen sie oft nahe beieinander, sind aber nicht identisch.

F: Warum wird für jede parallel geschaltete LED ein separater Widerstand benötigt?

A: Die Durchlassspannung von LEDs kann von Bauteil zu Bauteil leicht variieren, selbst innerhalb desselben Bins. Ohne individuelle Widerstände ziehen LEDs mit einer niedrigeren V_F unverhältnismäßig mehr Strom, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und möglicher Überlastung der LED mit der niedrigeren V_F units.

führt.

F: Ist diese LED für Innenraumbeleuchtung in Kraftfahrzeugen geeignet?

A: Während sie funktionieren kann, weist dieses Standard-Datenblatt keine Qualifikation für die erweiterten Temperaturbereiche, Vibrationen und Zuverlässigkeitsstandards aus, die für Automotive-Anwendungen erforderlich sind. Für solche Zwecke sollten speziell für Automotive-Standards (z.B. AEC-Q102) qualifizierte Komponenten verwendet werden.

11. Praktisches AnwendungsbeispielSzenario:

Entwurf eines Multi-Indikator-Panels für ein Testgerät. Vier blaue Status-LEDs werden benötigt, um verschiedene Betriebsmodi (Standby, Testen, Bestanden, Fehler) anzuzeigen. Eine gleichmäßige Helligkeit ist für das Nutzererlebnis entscheidend.

1. Design-Umsetzung:Schaltung:
2. Verwenden Sie einen Mikrocontroller-GPIO-Pin zum Ansteuern jeder LED. Jeder Pin wird mit einem 100Ω Vorwiderstand und dann mit der Anode der LED verbunden. Die Kathoden der LEDs werden mit Masse verbunden.Bauteilauswahl:
3. Spezifizieren Sie LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. Bin G: 140-180 mcd) und demselben dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. B08: 465-470nm), um Farb- und Helligkeitskonsistenz auf dem Panel sicherzustellen.Layout:
4. Platzieren Sie die LEDs auf der Leiterplatte mit dem empfohlenen minimalen Biegeradius von 3mm für die Anschlüsse. Stellen Sie sicher, dass die Lötpunkte auf der Leiterplatte mindestens 3mm vom LED-Gehäuse entfernt sind.Software:

Setzen Sie die GPIO-Pins auf High (z.B. 3,3V oder 5V), um die jeweiligen LEDs einzuschalten. Der 100Ω-Widerstand begrenzt den Strom auf etwa (3,3V-3,0V)/100Ω = 3mA oder (5V-3,0V)/100Ω = 20mA, abhängig von der Versorgungsspannung, und sorgt so für sichere und kontrollierte Beleuchtung.

12. Funktionsprinzip

Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter-p-n-Übergangsbauelement. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die interne Potentialbarriere des Übergangs übersteigt, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den Übergangsbereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie freigesetzt. Bei dieser speziellen LED ist das Halbleitermaterial (typischerweise basierend auf Indiumgalliumnitrid, InGaN) so konstruiert, dass diese Energie in Form von Photonen (Licht) mit einer Wellenlänge im blauen Spektrum (~468 nm) freigesetzt wird. Die diffundierende Epoxidlinse, die den Halbleiterchip umgibt, enthält Streupartikel, die die Richtung der emittierten Photonen streuen und so einen breiten, gleichmäßigen Abstrahlwinkel anstelle eines schmalen Strahls erzeugen.

13. Technologietrends