T-1 Durchsteck-LED-Lampe Spezifikation - 3mm Durchmesser - 2,0-2,4V Durchlassspannung - 75mW Leistung - Rot/Grün - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer Serie von Durchsteck-LED-Lampen, die für Statusanzeigen und Signalanwendungen konzipiert sind. Das Produkt wird im gängigen T-1 (3mm) Durchmesser-Gehäuse angeboten und bietet eine kompakte und vielseitige Lösung für eine breite Palette elektronischer Geräte.

1.1 Kernvorteile

• Geringer Stromverbrauch & Hohe Effizienz:Für energieeffizienten Betrieb ausgelegt, ideal für batteriebetriebene oder leistungsempfindliche Anwendungen.
• Bleifrei & RoHS-konform:Hergestellt in Übereinstimmung mit Umweltvorschriften, gewährleistet Sicherheit und Nachhaltigkeit.
• Standard T-1-Gehäuse:Der 3mm-Durchmesser ist ein weit verbreiteter Industriestandard, der eine einfache Integration und Kompatibilität mit bestehenden PCB-Footprints und Frontplattenausschnitten sicherstellt.
• Materialtechnologie:Verwendet AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial für die roten und grünen Emitter, bekannt für hohe Helligkeit und Effizienz. Die Linse ist weiß diffus für ein gleichmäßiges Erscheinungsbild.

1.2 Zielanwendungen

Diese LEDs eignen sich für alle Anwendungen, die eine klare, zuverlässige Statusanzeige erfordern. Hauptmärkte sind:

• Kommunikationsgeräte
• Computer-Peripherie und Hauptplatinen
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte und Bedienfelder

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Das Überschreiten dieser Grenzen kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung (Pd):75 mW für rote und grüne Varianten. Dies ist die maximal zulässige Leistung, die das Bauteil als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (Grün) / 90 mA (Rot). Dies ist der maximal zulässige Momentanstrom unter Impulsbedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Impulsbreite ≤ 10 ms). Er liegt deutlich über dem Dauerstrom-Grenzwert.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA für beide Farben. Dies ist der empfohlene Maximalstrom für Dauerbetrieb.
• Strom-Derating:Oberhalb von 50°C muss der maximal zulässige DC-Durchlassstrom linear mit einer Rate von 0,4 mA/°C reduziert werden. Beispiel: Bei 85°C wäre der maximale I_F = 30 mA - ((85°C - 50°C) * 0,4 mA/°C) = 16 mA.
• Temperaturbereich:Betrieb: -40°C bis +100°C. Lagerung: -55°C bis +100°C.
• Löttemperatur:Die Anschlüsse halten 260°C für maximal 5 Sekunden stand, gemessen 1,6mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kennwerte

Typische Werte gelten bei TA=25°C und I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_v):Ein wichtiger Helligkeitsparameter. Minimale typische Werte sind 65 mcd für beide Farben, mit Maximalwerten bis 250 mcd (Rot) und 450 mcd (Grün). Die Prüfung beinhaltet eine Toleranz von ±30%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):45 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt. Er definiert die Strahlausbreitung.
• Wellenlänge:
  • Spitzenwellenlänge (λ_P):Ca. 639 nm (Rot) und 575 nm (Grün). Dies ist die Wellenlänge am höchsten Punkt des Emissionsspektrums.
  • Dominante Wellenlänge (λ_d):Ca. 631 nm (Rot) und 569 nm (Grün). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm, und definiert die Farbe.
  • Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (Rot) und 11 nm (Grün). Dies zeigt die Farbreinheit; eine kleinere Bandbreite bedeutet monochromatischeres Licht.
• Durchlassspannung (V_F):Liegt im Bereich von 2,0V bis 2,4V (Rot) und 2,1V bis 2,4V (Grün) bei 20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für die Auslegung des in Reihe geschalteten Vorwiderstands.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Test dient nur der Charakterisierung.

3. Binning-System-Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert.

3.1 Lichtstärke-Binning

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

• Gemeinsame Bins für Rot & Grün:
  • DE-Bin:65 mcd (Min) bis 140 mcd (Max)
  • FG-Bin:140 mcd (Min) bis 250 mcd (Max)
• Zusätzlicher Bin nur für Grün:
  • HJ-Bin:250 mcd (Min) bis 450 mcd (Max)

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning (Nur Grün)

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

• H06-Bin:564,0 nm bis 568,0 nm
• H07-Bin:568,0 nm bis 571,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die die Beziehung zwischen Schlüsselparametern veranschaulichen. Obwohl die spezifischen Graphen nicht im Text reproduziert werden, sind ihre Aussagen für das Design entscheidend.

• I-V (Strom-Spannungs)-Kennlinie:Zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassspannung (V_F) und Durchlassstrom (I_F). Die Kurve ist für LEDs steiler als für Widerstände. Diese Nichtlinearität ist der Grund, warum bei Verwendung einer Konstantspannungsquelle ein Vorwiderstand zur Stromregelung zwingend erforderlich ist.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt. Sie ist im Betriebsbereich im Allgemeinen linear, wird aber bei sehr hohen Strömen aufgrund thermischer und Effizienzgrenzen sättigen.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtleistung bei steigender Sperrschichttemperatur. Dieser thermische Derating-Effekt muss in Hochtemperaturumgebungen berücksichtigt werden.
• Spektrale Verteilung:Ein Graph, der die relative Intensität über der Wellenlänge aufträgt und den Peak (λ_P) sowie die Form des Emissionsspektrums zeigt, was die Farbreinheit (Δλ) bestimmt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED verfügt über einen Standard-T-1 (3mm) runden Linsendurchmesser. Wichtige Abmessungshinweise:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (Zoll in Klammern).
• Standardtoleranz ist ±0,25mm (±0,010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Die maximal zulässige Harzausbreitung unter dem Flansch beträgt 1,0mm (0,04\").
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten. Dies ist die kritische Abmessung für die Leiterplattenbohrung.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Durchsteck-LEDs verwenden typischerweise die Anschlusslänge oder eine Abflachung am Linsenflansch, um die Polarität anzuzeigen. Der längere Anschluss ist die Anode (Plus), der kürzere Anschluss (oder der Anschluss neben der Abflachung) ist die Kathode (Minus). Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essentiell.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Anschlussverformung

• Das Biegen muss an einem Punkt erfolgen, der mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Verwenden Sie den Gehäusekörper nicht als Drehpunkt beim Biegen.
• Alle Anschlussverformungen müssenvordem Lötprozess und bei Raumtemperatur abgeschlossen sein.
• Beim Einführen in die Leiterplatte verwenden Sie minimale Verbiegekraft, um übermäßige mechanische Belastung der Anschlüsse oder der Epoxidabdichtung zu vermeiden.

6.2 Lötprozess

Zwischen Lötstelle und Linsenbasis muss ein Mindestabstand von 2mm eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden.

• Handlöten (Lötkolben):
  • Maximale Kolbentemperatur: 350°C
  • Maximale Lötzeit pro Anschluss: 3 Sekunden
  • Pro Anschluss sollte nur einmal gelötet werden.
• Wellenlöten:
  • Maximale Vorwärmtemperatur: 100°C
  • Maximale Vorwärmzeit: 60 Sekunden
  • Maximale Lötwellentemperatur: 260°C
  • Maximale Kontaktzeit: 5 Sekunden
• Kritischer Hinweis:Infrarot (IR)-Reflow-Löten istkeingeeigneter Prozess für dieses Durchsteck-LED-Produkt. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall führen.

6.3 Lagerung & Handhabung

• Lagerung:Empfohlene Lagerbedingungen sind ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit. LEDs, die aus ihrer ursprünglichen Feuchtigkeitssperrverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels verwenden Sie einen verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder einen Stickstoff-Exsikkator.
• Reinigung:Reinigen Sie bei Bedarf nur mit alkoholbasierten Lösungsmitteln wie Isopropanol (IPA).
• ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung):LEDs sind empfindlich gegenüber statischer Elektrizität. Handhabungsvorsichtsmaßnahmen umfassen:
  • Verwendung geerdeter Handgelenkbänder oder antistatischer Handschuhe.
  • Sicherstellen, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
  • Verwendung eines Ionisators, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse ansammeln können.

7. Verpackung & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Das Produkt ist in einem mehrstufigen System verpackt:

1. Verpackungsbeutel:Enthält 500, 200 oder 100 Stück.
2. Innenkarton:Enthält 10 Verpackungsbeutel, insgesamt 5.000 Stück (bei Verwendung von 500-Stück-Beuteln).
3. Außenkarton:Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 40.000 Stück.
4. Ein Hinweis besagt, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung eine nicht vollständige Packung sein darf.

8. Anwendungsdesign-Empfehlungen

8.1 Treiberschaltungs-Design

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel verwendet werden, muss ein Vorwiderstand in Reihe mitjeder LED.

• Empfohlene Schaltung (A):Jede LED hat ihren eigenen Vorwiderstand, der mit der Versorgungsspannung (V_CC) verbunden ist. Dies ermöglicht eine unabhängige Stromregelung und kompensiert natürliche Schwankungen der Durchlassspannung (V_F) einzelner LEDs.
• Nicht empfohlene Schaltung (B):Mehrere LEDs parallel mit einem einzigen gemeinsamen Vorwiderstand. Dies sollte vermieden werden, da kleine Unterschiede in den I-V-Kennlinien jeder LED zu erheblichen Ungleichgewichten in der Stromverteilung führen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenzieller Überlastung der LED mit der niedrigsten V_F.
• Widerstandsberechnung:R = (V_CC- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design, das sicherstellt, dass I_Fden gewünschten Wert auch bei Bauteiltoleranzen nicht überschreitet, den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt.

8.2 Überlegungen zum Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (75mW), muss die Derating-Kurve in Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur beachtet werden. Die Reduzierung des Betriebsstroms (I_F) ist die primäre Methode, um die Sperrschichttemperatur zu managen und langfristige Zuverlässigkeit sowie stabile Lichtleistung zu gewährleisten.

8.3 Anwendungsbereich

Diese LED-Lampe eignet sich sowohl für Innen- als auch Außenbeschilderung sowie für allgemeine elektronische Geräte. Die AlInGaP-Technologie bietet für Anzeigezwecke gute Helligkeit und Stabilität.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP (Galliumphosphid)-LEDs bietet das in diesem Produkt verwendete AlInGaP-Material eine deutlich höhere Lichtausbeute, was bei gleichem Betriebsstrom zu größerer Helligkeit führt. Das T-1-Gehäuse bleibt eine der kosteneffektivsten und mechanisch robustesten Wahlmöglichkeiten für die Durchsteckmontage und bietet im Vergleich zu kleineren oberflächenmontierbaren Bauteilen (SMDs) für bestimmte Anwendungen eine gute Balance aus Größe, Lichtleistung und einfacher Montage.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich diese LED direkt an einer 5V- oder 3,3V-Logikversorgung betreiben?

Nein, Sie müssen einen Vorwiderstand verwenden.Direkter Anschluss würde einen übermäßigen Stromfluss ermöglichen und die LED sofort zerstören. Berechnen Sie den Widerstandswert mit der Formel R = (V_versorgung- V_F) / I_F.

10.2 Warum gibt es einen Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?

DieSpitzenwellenlängeist das physikalische Maximum des Lichtemissionsspektrums. Diedominante Wellenlängeist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Standards). Die dominante Wellenlänge definiert die Farbe, die wir sehen, weshalb sie für das Binning verwendet wird.

10.3 Was passiert, wenn ich die 5-Sekunden-Lötzeit bei 260°C überschreite?

Das Überschreiten der spezifizierten Lötzeit oder -temperatur kann mehrere Ausfälle verursachen: thermische Spannungsrisse in der Epoxylinse, Degradation der internen Bonddrähte oder Delamination innerhalb des Gehäuses. Dies führt wahrscheinlich zu sofortigem Ausfall oder stark reduzierter Langzeitzuverlässigkeit.

10.4 Wie wähle ich den richtigen Bin für meine Anwendung?

Für Anwendungen, bei denen mehrere LEDs zusammen betrachtet werden (z.B. eine Reihe von Statusleuchten), wählen Sie LEDs aus demselben Helligkeits-Bin (DE, FG, HJ) und für grüne LEDs aus demselben Wellenlängen-Bin (H06, H07), um visuelle Konsistenz in Helligkeit und Farbton sicherzustellen.