Blaue SMD-LED Spezifikation - Maße 2,8x3,5x0,65mm - Spannung 2,8-3,4V - Leistung 1,224W - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Diese Spezifikation erläutert die technischen Parameter und Handhabungsrichtlinien für eine hocheffiziente blaue Leuchtdiode (LED), die für Oberflächenmontage (SMD) konzipiert ist. Die Diode nutzt eine InGaN-Halbleiterstruktur zur Erzeugung von blauem Licht und ist in einem robusten PLCC-Kunststoffgehäuse eingekapselt. Ihre kompakte Bauform und SMD-Kompatibilität macht sie für automatisierte Bestückungsprozesse in der Serienfertigung geeignet.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieser LED sind ihr extrem weiter Abstrahlwinkel von 120 Grad für eine gleichmäßige Lichtverteilung und die Einhaltung der RoHS-Richtlinie. Die Feuchtesensitivität ist mit Level 3 klassifiziert und erfordert bestimmte Handhabungsschritte vor dem Löten. Zielmärkte sind u.a. Architekturbeleuchtung für Hotels und Gewerbeflächen, Indoor-Informationsanzeigen, Akzentbeleuchtung im Außenbereich sowie allgemeine Beleuchtungsanwendungen, die zuverlässige blaue Lichtquellen erfordern.

2. Detaillierte Analyse technischer Parameter

Die Leistung einer LED wird durch ihre elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften definiert. Das Verständnis dieser Parameter ist für einen korrekten Schaltungsentwurf und langfristige Zuverlässigkeit entscheidend.

2.1 Elektrische und optische Kennwerte

Alle Messungen erfolgen bei einer Umgebungstemperatur (Ts) von 25°C. Die Vorwärtsspannung (VF) liegt bei einem Konstantstrom von 300 mA zwischen 2,8 V und 3,4 V. Dieser Parameter ist für das Treiberdesign entscheidend. Der Lichtstrom (Φv) liegt unter gleichen Bedingungen zwischen 26 Lumen (lm) und 36 lm. Die dominante Wellenlänge (λd), die den Farbort definiert, liegt im Bereich von 465 nm bis 475 nm im königsblauen Spektrum. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typisch 120 Grad. Der maximale Sperrstrom (IR) bei 5 V Sperrspannung ist mit 10 μA spezifiziert.

2.2 Absolute Maximalwerte und Wärmemanagement

Das Überschreiten der absoluten Maximalwerte kann zu dauerhaften Schäden führen. Der maximal zulässige Dauerstrom (IF) beträgt 360 mA. Ein höherer Impulsstrom (IFP) von 400 mA ist nur bei gepulstem Betrieb mit einem Tastverhältnis von 1/10 und 0,1 ms Impulsbreite erlaubt. Die maximale Sperrspannung (VR) beträgt 5 V. Die maximale Verlustleistung (PD) liegt bei 1224 mW. Der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht und Lötpunkt (RTHJ-S) beträgt 35°C/W. Dieser Wert ist für die thermische Auslegung entscheidend. Die maximale Sperrschichttemperatur (TJ) liegt bei 110°C. Die Betriebstemperatur liegt zwischen -40°C und +85°C, die Lagertemperatur zwischen -40°C und +100°C.

3. Erklärung des Klassifizierungssystems (Binning)

Für eine gleichbleibende Qualität in der Serienfertigung werden LEDs basierend auf Kennwerten bei einem Prüfstrom von 300 mA in Klassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht die Auswahl von Bauteilen, die bestimmte Leistungsanforderungen erfüllen.

3.1 Klassifizierung der Vorwärtsspannung

Die Vorwärtsspannung ist in drei Klassen unterteilt: G0 (2,8 V - 3,0 V), H0 (3,0 V - 3,2 V) und I0 (3,2 V - 3,4 V). Die Auswahl aus einer engeren Spannungsklasse vereinfacht die Treiberauslegung.

3.2 Klassifizierung des Lichtstroms

Der Lichtstrom ist in vier Klassen sortiert: QIA (26-28 lm), REA (28-30 lm), RFA (30-33 lm) und RGA (33-36 lm). Dies ist für Anwendungen mit konsistenten Helligkeitsanforderungen wichtig.

3.3 Klassifizierung der dominanten Wellenlänge

Die Farbe (dominante Wellenlänge) ist in vier Klassen aufgeteilt: D10 (465-467,5 nm), D20 (467,5-470 nm), E10 (470-472,5 nm) und E20 (472,5-475 nm).

4. Analyse der Kennlinien

Die bereitgestellten Kennlinien bieten wertvolle Einblicke in das Verhalten der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

4.1 Abhängigkeit des Vorwärtsstroms von der Vorwärtsspannung (IV-Kennlinie)

Die Kennlinie zeigt eine nichtlineare, für Dioden typische Beziehung. Die Spannung steigt mit dem Strom an. Am typischen Arbeitspunkt von 300 mA beträgt sie etwa 3,0 V bis 3,2 V.

4.2 Abhängigkeit der Lichtleistung vom Vorwärtsstrom

Diese Kennlinie zeigt, dass die Lichtausbeute im typischen Arbeitsbereich etwa proportional zum Vorwärtsstrom ist. Ein Betrieb über dem Nennstrom führt zu überproportionaler Wärmeentwicklung und verkürzter Lebensdauer.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Zwei Kennlinien zeigen Temperatureffekte: Lichtstrom vs. Lötpunkt-Temperatur und Vorwärtsstrom vs. Temperatur. Mit steigender Temperatur nimmt der Lichtstrom ab (thermische Löschung), während die Vorwärtsspannung leicht sinkt. Dies muss in präzisen Beleuchtungssystemen kompensiert werden.

5. Mechanische Daten und Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Das Bauteil hat eine rechteckige Grundfläche von 2,80 mm Länge und 3,50 mm Breite bei einer Bauhöhe von 0,65 mm. Die Toleranz beträgt ± 0,2 mm. Die empfohlene Lötflächengeometrie ist für eine zuverlässige Lötverbindung, mechanische Stabilität und optimale Wärmeableitung essentiell.

6. Löt- und Montagehinweise

6.1 Anweisungen für SMD-Reflow-Lötung

Diese LED ist mit Standard-Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötprozessen kompatibel. Aufgrund der Feuchtesensitivität (MSL) 3 müssen die Bauteile vor dem Löten getrocknet werden, falls die trockene Verpackung geöffnet wurde und die maximale Auslagerungszeit überschritten ist. Ein typisches Reflow-Profil umfasst Aufheiz-, Halte- und Abkühlzone. Die maximale Sperrschichttemperatur von 110°C darf nicht überschritten werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Bauteile werden auf Wickelbändern (Embossed Tape) geliefert, die auf Spulen aufgewickelt sind. Zum Feuchteschutz werden die Spulen in versiegelten Barrieretüten mit Trockenmittel und Feuchteindikator verpackt. Die spezifischen Band- und Spulendaten sind für die Bestückungsautomaten notwendig.

8. Anwendungsempfehlungen

Zusätzlich zu den genannten Anwendungen eignet sich diese LED für die Hintergrundbeleuchtung kleiner LCDs, Statusanzeigen, dekorative Lichtbänder und Automobilinnenbeleuchtung (nicht sicherheitsrelevant). Wichtige Designaspekte sind ein Konstantstromtreiber, ausreichende Wärmeableitung auf der Leiterplatte, ESD-Schutz und die Berücksichtigung des 120-Grad-Abstrahlwinkels für die gewünschte Lichtverteilung.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Welcher Treiber wird für diese LED benötigt?

Ein Konstantstromtreiber ist zwingend erforderlich. Er muss bis zu 360 mA DC bereitstellen können und den Spannungsbereich von 2,8 V bis 3,4 V pro LED (auch in Reihen- oder Parallelschaltung) abdecken.

9.2 Wie wirkt sich die Temperatur auf die Leistung aus?

Mit steigender Temperatur nimmt die Lichtleistung ab und die Vorwärtsspannung sinkt leicht. Für eine konstante Leistung ist ein gutes Wärme-Management entscheidend. Bei hoher Umgebungstemperatur muss der Strom möglicherweise reduziert werden.

9.3 Welche Bedeutung haben die Bincodes?

Codes wie "RF-BNRI35TS-EK-2T" und die VF/Φv/λd-Klassencodes (z.B. H0, RFA, E10) spezifizieren die genaue Leistungsgruppe der LED. Die Bestellung nach Bincode stellt sicher, dass Sie LEDs mit eng gruppierten Eigenschaften für Ihr Projekt erhalten.

10. Praxisbeispiel: Indoor-Anzeigemodul

Für ein feinpixelliges Indoor-LED-Display wählt ein Entwickler eine bestimmte Lichtstromklasse (z.B. RFA für 30-33 lm) und Wellenlängenklasse (z.B. E10 für 470-472,5 nm), um Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit zu gewährleisten. Ein Betrieb mit 280 mA erhöht die Lebensdauer. Die Leiterplatte bietet eine Massenebene und thermische Entlastungspads. Der weite Blickwinkel sorgt für gute Sichtbarkeit aus schrägen Blickwinkeln.

11. Funktionsprinzip

Es handelt sich um eine Halbleiterdiode auf Basis einer InGaN-Multi-Quantum-Well-Struktur. Bei angelegter Vorwärtsspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Bandlücke des InGaN-Materials bestimmt die emittierte Wellenlänge (hier: blau). Die Linse im PLCC-Gehäuse formt den Lichtaustritt und bietet Umweltschutz.

12. Branchentrends und Entwicklung

Die LED-Industrie konzentriert sich weiterhin auf höhere Lichtausbeute (Lumen pro Watt), eine bessere Farbwiedergabe (CRI) für Weißlicht und niedrigere Kosten pro Lumen. Für monochromatische LEDs wie diese blaue Diode zielen Trends auf höhere Leistungsdichte in kleineren Gehäusen, engere Wellenlängenverteilungen und eine verbesserte Langzeitstabilität unter Hitzebedingungen. Effizientere und haltbarere Gehäusematerialien bleiben ein wichtiges Forschungsfeld.