334-15/T1 C3-2TVA LED-Lampe Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 3,6V max. - 30mA - Weißes Licht - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen weißen LED-Lampe. Das Bauteil basiert auf einem InGaN-Halbleiterchip und einem Phosphor-Konversionssystem in einem verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse. Das primäre Entwicklungsziel ist die Bereitstellung einer hohen Lichtstärke für eine Vielzahl von Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen. Das Produkt entspricht mehreren Umwelt- und Sicherheitsstandards, darunter RoHS-Konformität, EU REACH und halogenfreie Anforderungen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Zudem verfügt es über eine robuste ESD-Festigkeit von bis zu 4KV (HBM).

2. Detaillierte Betrachtung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind unter den Bedingungen von Ta=25°C definiert. Eine Überschreitung dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F):30 mA
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):100 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1KHz)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Verlustleistung (P_d):110 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• ESD (HBM):4000 V
• Zener-Sperrstrom (I_z):100 mA
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenndaten

Die wesentlichen Leistungsparameter werden bei Ta=25°C und einem Standard-Prüfstrom von I_F=20mA gemessen.

• Flussspannung (V_F):Min. 2,8V, Typ. --, Max. 3,6V. Dies definiert den Spannungsabfall über die LED im Betrieb.
• Zener-Sperrspannung (V_z):Typ. 5,2V bei I_z=5mA, was auf eine integrierte Schutzfunktion hinweist.
• Sperrstrom (I_R):Max. 50 µA bei V_R=5V.
• Lichtstärke (I_V):Min. 7150 mcd, Typ. --, Max. 14250 mcd. Dies ist das primäre Maß für die Lichtausbeute.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 30 Grad. Dies definiert den Winkelbereich, in dem die Lichtstärke mindestens die Hälfte des Spitzenwertes beträgt.
• Farbwertkoordinaten (CIE 1931):Typisch x=0,26, y=0,27. Dies platziert das weiße Licht in einem spezifischen Bereich des Farbdiagramms.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand wesentlicher Parameter in Bins sortiert, um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden anhand ihrer gemessenen Lichtstärke bei I_F=20mA in drei Bins (T, U, V) kategorisiert, mit einer angegebenen Toleranz von ±10%.

• Bin T:7150 mcd (Min.) bis 9000 mcd (Max.)
• Bin U:9000 mcd (Min.) bis 11250 mcd (Max.)
• Bin V:11250 mcd (Min.) bis 14250 mcd (Max.)

3.2 Flussspannungs-Binning

Die Flussspannung wird in vier Codes (0, 1, 2, 3) mit einer Messunsicherheit von ±0,1V eingeteilt.

• Bin 0:2,8V (Min.) bis 3,0V (Max.)
• Bin 1:3,0V (Min.) bis 3,2V (Max.)
• Bin 2:3,2V (Min.) bis 3,4V (Max.)
• Bin 3:3,4V (Min.) bis 3,6V (Max.)

3.3 Farb-Binning

Die Farbe ist innerhalb spezifischer Grenzen der Farbwertkoordinaten definiert. Das Datenblatt verweist auf Gruppen, die bestimmte Bins kombinieren (z.B. Gruppe 1: A1+A0). Die Farbklassen A1 und A0 haben definierte Koordinatenbereiche im CIE-1931-Diagramm, mit einer Messunsicherheit von ±0,01 für beide x- und y-Koordinaten.

4. Analyse der Kennlinien

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

• Relative Intensität vs. Wellenlänge:Zeigt die spektrale Leistungsverteilung des weißen Lichts, die eine Kombination aus der Emission des blauen InGaN-Chips und der breiteren, phosphorkonvertierten gelben Emission ist.
• Richtcharakteristik:Ein Polardiagramm, das den typischen Abstrahlwinkel von 30 Grad visualisiert und zeigt, wie die Lichtintensität von der Mittelachse abnimmt.
• Vorwärtsstrom vs. Flussspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt die exponentielle Beziehung, die für den Entwurf von strombegrenzenden Schaltungen entscheidend ist.
• Relative Intensität vs. Vorwärtsstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt, wichtig für die Helligkeitssteuerung und das Verständnis der Effizienz.
• Farbwertkoordinaten vs. Vorwärtsstrom:Zeigt an, wie sich die wahrgenommene Farbe des weißen Lichts mit Änderungen des Betriebsstroms leicht verschieben kann.
• Vorwärtsstrom vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Reduzierung des maximal zulässigen Vorwärtsstroms bei steigender Umgebungstemperatur, entscheidend für das Wärmemanagement.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil verwendet ein Standard-T-1 3/4 (ca. 5mm) Rundgehäuse mit zwei axialen Anschlussdrähten. Wichtige Maßangaben umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern (mm).
• Es gilt eine allgemeine Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Der Anschlussdrahtabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Drähte aus dem Gehäusekörper austreten.
• Der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch beträgt 1,5mm.
• Die Gehäusezeichnung liefert detaillierte Maße für Linsendurchmesser, Gehäuselänge, Anschlussdrahtlänge und -durchmesser sowie die Auflageebene.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussdraht-Formgebung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Kolbens entfernt erfolgen.
• Formen Sie die Anschlussdrähte vor dem Löten.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses während des Biegens, um interne Schäden oder Bruch zu verhindern.
• Schneiden Sie die Anschlussdrähte bei Raumtemperatur; Schneiden bei hoher Temperatur kann zu Ausfällen führen.
• Stellen Sie sicher, dass die Leiterplattenlöcher perfekt mit den LED-Anschlussdrähten ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerung

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.
• Standard-Lagerdauer nach Versand: 3 Monate.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel bei hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Löten

Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Kolben ein.

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

Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100°C (für max. 60 Sek.), Lötbad-Temperatur max. 260°C für 5 Sekunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• Verpackung:LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, die in Innenkartons platziert werden, welche dann in Außenkartons verpackt werden.
• Packmenge:200-500 Stück pro Beutel. 5 Beutel pro Innenkarton. 10 Innenkartons pro Außenkarton.

7.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten: Kundeneigene Produktnummer (CPN), Produktnummer (P/N), Menge (QTY), Lichtstärke- und Flussspannungs-Klassen (CAT), Farbklasse (HUE), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No).

7.3 Produktbezeichnung / Artikelnummerierung

Die Artikelnummer folgt dem Format:334-15/T1C3- □ □ □ □. Die leeren Kästchen (□) sind Platzhalter für die spezifischen Bin-Codes bezüglich Farbgruppe, Lichtstärke-Bin und Spannungsgruppe, was eine präzise Auswahl der Leistungsmerkmale ermöglicht.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Meldetafeln & Optische Anzeigen:Nutzt die hohe Lichtstärke für ausgezeichnete Sichtbarkeit.
• Hintergrundbeleuchtung:Geeignet für kleine Displays oder Symbol-Hintergrundbeleuchtung.
• Kennleuchten:Ideal für Status- oder Positionsanzeigen.

8.2 Entwurfsüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um I_Fauf 30mA oder darunter zu begrenzen.
• Wärmemanagement:Berücksichtigen Sie die Reduktionskurve (Vorwärtsstrom vs. Umgebungstemperatur). Reduzieren Sie in Hochtemperaturumgebungen oder geschlossenen Räumen den Treiberstrom, um die Zuverlässigkeit zu erhalten.
• ESD-Schutz:Obwohl für 4KV HBM ausgelegt, ist die Implementierung von Standard-ESD-Schutz auf Leiterplatten eine gute Praxis, insbesondere bei Handhabung und Montage.
• Optischer Entwurf:Der 30-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen relativ fokussierten Lichtkegel. Für breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken (Linsen, Diffusoren) erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale dieser LED in ihrer Klasse (T-1 3/4 weiße LED) umfassen:

• Hohe Lichtstärke:Ein Minimum von 7150 mcd ist für diese Gehäusegröße bemerkenswert hoch und bietet überlegene Helligkeit.
• Integrierter Zener-Schutz:Die spezifizierte Zener-Sperrspannung (Vz) deutet auf einen eingebauten Schutz gegen Sperrspannung hin, der in einfachen LEDs nicht immer vorhanden ist, und erhöht so die Robustheit im Schaltungsentwurf.
• Umfassendes Binning:Detailliertes Binning für Intensität, Spannung und Farbe ermöglicht eine präzise Abstimmung in Anwendungen, die Konsistenz über mehrere Einheiten hinweg erfordern.
• Umweltkonformität:Erfüllt moderne Standards wie halogenfrei und REACH, was für bestimmte Märkte und umweltbewusste Designs entscheidend sein kann.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

A1: Der absolute maximale Dauerstrom beträgt 30mA. Ein typischer Betriebspunkt ist 20mA, was die Standard-Prüfbedingung für die aufgeführten optischen Spezifikationen (Lichtstärke, Farbe) ist. Der Betrieb bei 20mA bietet eine gute Balance aus Helligkeit, Effizienz und Lebensdauer.

F2: Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Bins (T, U, V)?

A2: Diese Bins garantieren eine minimale Lichtausbeute. Beispielsweise garantiert die Bestellung aus Bin V, dass jede LED bei 20mA mindestens 11250 mcd aufweist. Dies ist entscheidend für Anwendungen, bei denen ein Mindesthelligkeitsniveau erreicht werden muss. Die Bins ermöglichen es Entwicklern, eine kostengerechte Leistungsklasse auszuwählen.

F3: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A3: Nicht direkt ohne einen strombegrenzenden Widerstand. Die Flussspannung (Vf) liegt zwischen 2,8V und 3,6V. Ein direkter Anschluss von 5V würde einen übermäßigen Strom verursachen und die LED zerstören. Sie müssen einen Vorwiderstand berechnen und verwenden: R = (Versorgungsspannung - Vf) / I_F. Unter Verwendung eines typischen Vf von 3,2V und I_F=20mA mit einer 5V-Versorgung: R = (5 - 3,2) / 0,02 = 90 Ohm.

F4: Was bedeutet die 4KV-ESD-Bewertung für die Handhabung?

A4: Es bedeutet, dass die LED typischerweise eine elektrostatische Entladung von 4000V gemäß dem Human Body Model (HBM) ohne Schaden überstehen kann. Obwohl dies robust ist, ist es dennoch wesentlich, während der Handhabung und Montage Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen zu befolgen (z.B. geerdete Arbeitsplätze, Handgelenksbänder), um kumulative Schäden oder latente Defekte zu verhindern.

F5: Wie kritisch ist der Mindestabstand von 3mm für Löten/Anschlussdrahtbiegung?

A5: Sehr kritisch. Das Epoxidharz und die internen Bonddrähte nahe der Gehäusebasis sind empfindlich gegenüber Hitze und mechanischer Belastung. Die Nichteinhaltung dieses Abstands kann zu sofortigen Ausfällen (gerissenes Harz, gebrochener Bond) oder langfristigen Zuverlässigkeitsproblemen (verringerte Lichtausbeute, vorzeitiger Ausfall) führen.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines hochsichtbaren Status-Anzeigepanels

Ein Entwickler benötigt 20 helle weiße Anzeigen für ein Bedienfeld, das unter hohem Umgebungslicht sichtbar sein muss. Er wählt LEDs aus dem höchsten Lichtstärke-Bin (V), um ausreichende Helligkeit sicherzustellen. Um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten, spezifiziert er auch eine enge Farbklasse (z.B. Gruppe 1). Eine einfache Treiberschaltung wird unter Verwendung einer 5V-Schiene entworfen. Für jede LED wird ein 100-Ohm-, 1/8W-Widerstand berechnet (unter Verwendung eines konservativen Vf von 3,4V für Bin 2/3: (5-3,4)/0,02=80 Ohm; 100 Ohm ist ein Standardwert, der ~16mA liefert, einen sicheren und hellen Betriebspunkt). Das Leiterplattenlayout stellt einen Abstand von 3mm zwischen dem Lötpad und der LED-Gehäusekontur sicher. Während der Montage wird eine Lötvorrichtung verwendet, um den Biegeabstand der Anschlussdrähte von 3mm vor dem Einstecken in die Platine beizubehalten.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte weiße LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn ein Vorwärtsstrom angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb des Chips und emittieren Photonen im blauen Bereich des Spektrums (typischerweise um 450-455nm). Dieses blaue Licht wird nicht direkt emittiert. Stattdessen trifft es auf eine Schicht aus gelbem (oder gelbem und rotem) Phosphormaterial, das im Reflektorbecken um den Chip abgeschieden ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als ein breiteres Spektrum von Licht mit längerer Wellenlänge (gelb) wieder. Das verbleibende, nicht absorbierte blaue Licht vermischt sich mit dem gelben Phosphoreszenzlicht, und das menschliche Auge nimmt diese Kombination als weißes Licht wahr. Der genaue Farbton oder die "Farbtemperatur" des weißen Lichts wird durch das Verhältnis von blauem zu gelbem Licht bestimmt, das durch die Phosphorzusammensetzung und -konzentration gesteuert wird.

13. Technologietrends und Kontext

Das T-1 3/4-Gehäuse repräsentiert eine ausgereifte, durchsteckbare Technologie, die seit Jahrzehnten weit verbreitet in Anzeigeanwendungen eingesetzt wird. Die Verwendung eines InGaN-Chips mit Phosphorkonversion ist die Standardmethode zur Herstellung weißer LEDs seit der Erfindung der blauen LED. Aktuelle Trends in der breiteren LED-Industrie bewegen sich hin zu:

• Oberflächenmontage-Bauteile (SMD):Für automatisierte Montage und kleinere Bauformen haben Gehäuse wie 3528, 5050 oder 2835 in neuen Hochvolumendesigns weitgehend durchsteckbare LEDs ersetzt.
• Höhere Effizienz:Die laufende Entwicklung konzentriert sich auf die Erhöhung der Lumen pro Watt (lm/W), um den elektrischen Leistungsbedarf für die gleiche Lichtausbeute zu reduzieren.
• Verbesserte Farbwiedergabe (CRI):Verwendung von Multi-Phosphor-Mischungen oder Violett-/Blau-Chips mit Rot-/Grün-Phosphoren, um weißes Licht zu erzeugen, das Objektfarben genauer wiedergibt.
• Integrierte Lösungen:LEDs mit eingebauten Stromreglern, Controllern oder sogar vollständigen RGB-Farbmischfunktionen.

Trotz dieser Trends bleiben durchsteckbare LEDs wie diese relevant für Prototyping, Reparatur, Wartung von Altgeräten, Bildungszwecke und Anwendungen, bei denen manuelle Montage oder extreme Robustheit erforderlich ist. Ihre hohe Intensität in einem einfachen, robusten Gehäuse sichert ihnen eine fortwährende Nische in der Landschaft der Elektronikkomponenten.