Datenblatt für blaue LED PLCC 2,8x3,5x0,65mm 2,8-3,4V 300mA 12-22lm 450-460nm - Deutsches technisches Dokument

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die BNRI35TS-DK-2T ist eine blaue Leuchtdiode auf Basis der InGaN-Technologie. Sie ist in einem kompakten PLCC-Gehäuse mit den Abmessungen 2,8 mm × 3,5 mm × 0,65 mm untergebracht. Die Komponente bietet einen weiten Abstrahlwinkel und eignet sich für die Oberflächenmontage. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe ist Klasse 3, und sie erfüllt die RoHS-Konformitätsstandards.

1.2 Eigenschaften

• PLCC-Gehäuse für hohe Zuverlässigkeit und einfache Montage.
• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 120°.
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
• Erhältlich in Gurt- und Rollenverpackung (4000 Stück/Rolle).
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3.
• RoHS-konform und bleifrei.

1.3 Anwendungen

• Architekturbeleuchtung: Hotels, Märkte, Haushaltsleuchten.
• Innenraumdisplays und Beschilderung.
• Landschaftsbeleuchtung und dekorative Beleuchtung.
• Allgemeinbeleuchtung, bei der hohe Effizienz und schmale Wellenlänge erforderlich sind.

2. Elektrische und optische Parameter

2.1 Produktparameter (bei TS=25°C)

Tabelle 1-1 fasst die elektrischen und optischen Eigenschaften bei einem Vorwärtsstrom von 300 mA zusammen:

• Vorwärtsspannung (VF): 2,8 V (min) – 3,4 V (max), typisch nicht spezifiziert.
• Sperrstrom (IR): max. 10 µA bei VR=5 V.
• Lichtstrom (Φv): 12 lm (min) – 22 lm (max) bei 300 mA.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2): 120 Grad (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λd): 450 nm (min) – 460 nm (max).
• Wärmewiderstand (RTHJ-S): 35 °C/W (typisch).

Absolute Grenzwerte (Tabelle 1-2):

• Verlustleistung (PD): 1224 mW
• Vorwärtsstrom (IF): 360 mA
• Spitzenvorwärtsstrom (IFP): 400 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Puls)
• Sperrspannung (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V (Ausbeute >80%)
• Betriebstemperatur (TOPR): -40 bis +85 °C
• Lagertemperatur (Tstg): -40 bis +100 °C
• Sperrschichttemperatur (TJ): 110 °C

2.2 Bin-Klassifizierung (IF=300mA)

Vorwärtsspannungs-Bins: G0 (2,8-3,0 V), H0 (3,0-3,2 V), I0 (3,2-3,4 V).
Lichtstrom-Bins: PIA (12-15 lm), PJA (15-18 lm), PED (18-20 lm), QED (20-22 lm).
Dominante Wellenlängen-Bins: A10 (450-452,5 nm), A20 (452,5-455 nm), B10 (455-457,5 nm), B20 (457,5-460 nm).

3. Mechanische und Verpackungsdetails

3.1 Gehäuseabmessungen

Das Gehäuse ist vom Typ PLCC mit den Abmessungen von oben 2,80 mm × 3,50 mm (Länge × Breite). Die Dicke von der Seite beträgt 0,65 mm. Die Unterseite zeigt zwei Pads für Kathode und Anode mit Polaritätsmarkierung. Lötmuster werden für ein optimales Pad-Layout bereitgestellt (siehe Abb. 1-4 und Abb. 1-5). Alle Maßtoleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

3.2 Gurtband und Rolle

Gurtband: Standard 8 mm oder 12 mm Band (genaue Breite nicht angegeben), mit Polaritätsmarkierung und Deckband. Rollenabmessungen: A (Außendurchmesser) 178 ±1 mm, B (Breite) 10,5 ±0,5 mm, C (Nabendurchmesser) 59 mm, D (Nabenlochdurchmesser) 13,5 ±0,5 mm. Max. 4000 Stück pro Rolle.

3.3 Etikettenformspezifikation

Etiketten enthalten: Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (einschließlich Lichtstrom und dominanter Wellenlänge), Vorwärtsspannungsbereich, Menge und Datum.

Die Verpackung besteht aus einer Rolle in einem Feuchtigkeitsbarrierebeutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikator, verpackt in einem Karton.

4. Typische optische und elektrische Kennlinien

Es werden mehrere Kennlinien bereitgestellt, um das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen zu veranschaulichen:

• Vorwärtsspannung über Vorwärtsstrom (Abb. 1-7):Bei 300 mA beträgt die Vorwärtsspannung etwa 2,9-3,1 V. Die Kurve zeigt typisches exponentielles Diodenverhalten.
• Vorwärtsstrom über relative Intensität (Abb. 1-8):Die relative Intensität nimmt mit dem Strom zu und sättigt bei höheren Strömen. Bei 300 mA liegt die relative Intensität nahe 1,0.
• Löttemperatur über relativen Lichtstrom (Abb. 1-9):Der Lichtstrom nimmt mit steigender Löttemperatur ab und sinkt bei 90°C auf etwa 0,8 des Ausgangswerts.
• Löttemperatur über Vorwärtsstrom (Abb. 1-10):Der maximal zulässige Vorwärtsstrom nimmt mit der Temperatur ab, um die Sperrschichttemperaturgrenze einzuhalten.
• Vorwärtsspannung über Löttemperatur (Abb. 1-11):Die Vorwärtsspannung nimmt linear mit der Temperatur ab, mit einem negativen Koeffizienten.
• Wellenlänge über Pins Temperatur (Abb. 1-12):Die dominante Wellenlänge verschiebt sich geringfügig (ca. 2 nm) über den Temperaturbereich von 20°C bis 100°C.
• Spektrale Verteilung (Abb. 1-13):Spitzenemission bei etwa 455-460 nm, mit einer schmalen Halbwertsbreite (FWHM), typisch für InGaN-blaue LEDs.

5. Zuverlässigkeitsprüfung

5.1 Prüfbedingungen

Die LEDs werden mehreren Zuverlässigkeitstests gemäß den JEDEC-Standards unterzogen:

• Reflow: max. 260°C, 2 Mal.
• Thermoschock: -40°C bis 100°C, 15 min Verweilzeit, 100 Zyklen.
• Hochtemperaturlagerung: 100°C, 1000 Stunden.
• Niedertemperaturlagerung: -40°C, 1000 Stunden.
• Lebensdauertest: Ta=25°C, IF=300mA, 1000 Stunden.
• Hochtemperatur-/Hochfeuchtigkeitsbetrieb: 60°C/90%rF, IF=150mA, 1000 Stunden.

5.2 Kriterien zur Schadensbeurteilung

Nach jedem Test müssen die LEDs bestehen: Vorwärtsspannung innerhalb der Spezifikation, Lichtstromerhalt ≥70%, keine Unterbrechungen/Kurzschlüsse oder Flackern.

6. Richtlinien für SMT-Reflow-Löten

6.1 Reflow-Profil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil ist in Abb. 3-1 dargestellt. Wichtige Parameter:

• Durchschnittliche Aufheizrate: max. 3°C/s
• Vorheizen: 150°C bis 200°C für 60-120 Sekunden
• Zeit über 217°C: max. 60 Sekunden
• Spitzentemperatur: max. 260°C, mit Zeit innerhalb von 5°C der Spitze: max. 10 Sekunden
• Abkühlen: max. 6°C/s
• Zeit von 25°C bis Spitze: max. 8 Minuten

Das Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Wenn nach dem ersten Reflow mehr als 24 Stunden vergangen sind, können die LEDs beschädigt werden. Während des Erhitzens keine mechanische Belastung ausüben.

6.2 Handlöten

Beim Handlöten muss die Lötkolbentemperatur unter 300°C liegen, die Lötzeit weniger als 3 Sekunden betragen, und es ist nur ein Versuch erlaubt.

6.3 Reparatur

Eine Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelkopf-Lötkolben. Stellen Sie vorher sicher, dass die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

6.4 Vorsichtsmaßnahmen

Die Silikonvergussmasse ist weich; vermeiden Sie starken Druck auf die Oberseite. Verwenden Sie geeigneten Aufnahmenozzeldruck. Üben Sie nach dem Löten keine mechanische Kraft aus und vermeiden Sie schnelles Abkühlen.

7. Handhabungshinweise und Lagerbedingungen

7.1 Umgebungsbedingungen

Der Schwefelgehalt in den Kontaktmaterialien muss unter 100 ppm liegen, um Anlaufen zu verhindern. Der Bromgehalt<900 ppm, Chlor<900 ppm, gesamt Br+Cl<1500 ppm. VOC, die aus Materialien ausgasen, können die Silikonvergussmasse verfärben; die Kompatibilität muss vorher überprüft werden.

7.2 Mechanische Handhabung

LED seitlich mit Pinzette handhaben. Silikonlinse nicht direkt berühren. Elektrostatische Entladung vermeiden, da die LEDs empfindlich sind (ESD >2000V HBM). Auch EOS kann Schäden verursachen.

7.3 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels: Lagerung bei ≤30°C, ≤75% rF, innerhalb von 1 Jahr ab Datum. Nach dem Öffnen: ≤30°C, ≤60% rF, 24 Stunden. Bei Überschreitung ist ein Backen bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich. Wenn das Feuchtigkeitsabsorptionsmaterial verblasst ist oder die Verpackung beschädigt ist, vor Gebrauch backen.

Reinigung: Isopropylalkohol wird empfohlen. Ultraschallreinigung wird aufgrund möglicher Schäden nicht empfohlen.

8. Anwendungshinweise

Diese blaue LED eignet sich gut für Innen- und Außenarchitekturbeleuchtung, Display-Hintergrundbeleuchtung und Landschaftsbeleuchtung. Bei der Entwicklung mit mehreren LEDs in Reihe oder parallel sind Stromverteilung und Wärmeableitung zu berücksichtigen. Verwenden Sie immer strombegrenzende Widerstände oder Konstantstromtreiber, um thermisches Durchgehen zu vermeiden. Das thermische Design ist entscheidend: Stellen Sie sicher, dass das Platinen-Layout eine Wärmeableitung ermöglicht, um die Sperrschichttemperatur unter 110°C zu halten. Der weite Abstrahlwinkel (120°) sorgt für eine gleichmäßige Lichtverteilung.

9. Technischer Vergleich und Vorteile

Im Vergleich zu ähnlichen PLCC 2835 LEDs bietet dieses Bauteil eng gebinnte Wellenlänge (450-460 nm) und Lichtstrom, was eine Farbkonsistenz über Chargen hinweg gewährleistet. Das PLCC-Gehäuse ist für seine robuste Zuverlässigkeit und einfache Montage bekannt. Der extrem weite Abstrahlwinkel unterscheidet es von Standardbauteilen. Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 ist üblich, aber die Einhaltung von RoHS und die ESD-Robustheit bieten einen Mehrwert. Der Bin-Bereich für den Lichtstrom bis zu 22 lm bei 300 mA ist für eine blaue LED in dieser Gehäusegröße wettbewerbsfähig.

10. Funktionsprinzip und Technologie

Die LED verwendet InGaN (Indiumgalliumnitrid) als aktives Material, das auf einem Substrat aufgewachsen wird. Bei Vorwärtspolarisation rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und emittieren Photonen mit einer Energie, die der Bandlücke entspricht. Die blaue Emission (450-460 nm) wird durch Anpassung der Indiumzusammensetzung erreicht. Das PLCC-Gehäuse umschließt den Chip und stellt über Leiterrahmen elektrische Verbindungen her. Die Silikonvergussmasse schützt den Chip und formt die Lichtabgabe.

11. Branchentrends und Zukunftsausblick

Die LED-Technologie entwickelt sich weiter in Richtung höherer Effizienz, kleinerer Gehäuse und größerer Zuverlässigkeit. Oberflächenmontierte LEDs wie dieses PLCC-Gehäuse werden für die automatisierte Bestückung weitgehend übernommen. Der Trend bei blauen LEDs umfasst verbesserte Quanteneffizienz und schmalere spektrale Ausgabe für Anwendungen in Beleuchtung und Displays. Mit verbessertem Wärmemanagement können die Betriebsströme erhöht werden. Die Leistung dieser LED passt gut zu den aktuellen Marktanforderungen für effiziente, kompakte und zuverlässige blaue Lichtquellen.

12. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Wie hoch ist die typische Vorwärtsspannung bei 300 mA?

A: Die Vorwärtsspannung liegt typischerweise bei etwa 3,0-3,1 V, variiert jedoch je nach Bin im Bereich von 2,8-3,4 V. Bitte beachten Sie den Bin-Code auf dem Etikett.

F: Kann ich diese LED mit Strömen über 300 mA betreiben?

A: Der absolute maximale Vorwärtsstrom beträgt 360 mA (DC) und 400 mA Spitze (gepulst). Ein Betrieb über 360 mA kann das Bauteil beschädigen. Sorgen Sie für ausreichende Wärmeableitung.

F: Wie wähle ich den richtigen Bin für meine Anwendung aus?

A: Wählen Sie den Vorwärtsspannungs-Bin basierend auf dem Treiberdesign. Wählen Sie für Farbkonsistenz einen schmalen Wellenlängen-Bin (z. B. A10 oder B10). Wählen Sie für den Lichtstrom basierend auf den Helligkeitsanforderungen.

F: Wie lange ist die Lagerfähigkeit nach dem Öffnen des Beutels?

A: LEDs müssen innerhalb von 24 Stunden nach dem Öffnen verwendet werden, wenn sie bei ≤30°C und ≤60% rF gelagert werden. Andernfalls vor Gebrauch 24 Stunden bei 60°C backen.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 bis +85°C, daher kann sie bei ordnungsgemäßem Feuchtigkeitsschutz im Freien verwendet werden. Das Gehäuse ist jedoch nicht wasserdicht; ein externes Gehäuse ist erforderlich.

F: Kann ich die LED nach dem Löten reinigen?

A: Ja, verwenden Sie Isopropylalkohol. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung.

13. Designbeispiele

Beispiel 1: Eine lineare Lichtleiste für Innenraumdisplays. Verwenden Sie 10 LEDs in Reihe, angetrieben von einer Konstantstromquelle mit 300 mA. Berechnen Sie den Gesamtspannungsabfall (ca. 30 V). Verwenden Sie thermische Durchkontaktierungen auf der Leiterplatte, um Wärme abzuleiten. Stellen Sie ausreichenden Abstand für eine gute Wärmeverteilung sicher.

Beispiel 2: Ein einzelnes LED-Modul für einen Landschaftsspot. Verwenden Sie einen Abwärtswandler, um eine LED mit 300 mA zu betreiben. Fügen Sie eine Linse zur Strahlformung hinzu. Der weite Abstrahlwinkel der LED selbst kann ohne Diffusor für einen breiten Strahl genutzt werden.