Keramik 3535 Serie 1W Rote LED Spezifikation - Abmessungen 3,5x3,5mm - Spannung 2,2V - Leistung 1W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer Hochleistungs-SMD-LED im Keramik-3535-Gehäuse. Das Kernstück ist ein 1W-Rotlicht-LED-Chip, konzipiert für Anwendungen, die hohe Zuverlässigkeit, effizientes Wärmemanagement und konstante optische Leistung erfordern. Das Keramiksubstrat bietet im Vergleich zu Standard-Kunststoffgehäusen eine überlegene Wärmeleitfähigkeit, was diese LED für anspruchsvolle Umgebungen und Hochstrombetrieb geeignet macht.

Der Hauptvorteil dieses Produkts liegt in seiner robusten Bauweise und standardisierten Leistungsparametern. Die Zielmärkte umfassen Automobilbeleuchtung (Innenraum/Signal), industrielle Anzeigeleuchten, Architekturbeleuchtung und alle Anwendungen, die eine zuverlässige, hochhellige Rotlichtquelle in kompakter Bauform erfordern.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Parameter definieren die Grenzwerte, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden an der LED führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Durchlassstrom (IF):500 mA (DC)
• Durchlass-Pulsstrom (IFP):700 mA (Pulsbreite ≤10ms, Tastverhältnis ≤1/10)
• Verlustleistung (PD):1300 mW
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +100°C
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +100°C
• Sperrschichttemperatur (Tj):125°C
• Löttemperatur (Tsld):Reflow-Löten bei 230°C oder 260°C für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen (typisch @ Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen.

• Durchlassspannung (VF):2,2 V (typisch), 2,6 V (maximal) bei IF=350mA
• Sperrspannung (VR):5 V
• Spitzenwellenlänge (λd):625 nm
• Sperrstrom (IR):50 μA (maximal)
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):120°

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.

3.1 Lichtstrom-Binning (bei 350mA)

LEDs werden basierend auf ihrem minimalen und typischen Lichtstromausgang kategorisiert.

• Code 1M:Min. 35 lm, typ. 40 lm
• Code 1N:Min. 40 lm, typ. 45 lm
• Code 1P:Min. 45 lm, typ. 50 lm
• Code 1Q:Min. 50 lm, typ. 55 lm

Hinweis: Die Toleranz der Lichtstrommessung beträgt ±7%.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

LEDs werden auch nach ihrem Durchlassspannungsabfall beim Teststrom sortiert.

• Code C:1,8V - 2,0V
• Code D:2,0V - 2,2V
• Code E:2,2V - 2,4V
• Code F:2,4V - 2,6V

Hinweis: Die Toleranz der Durchlassspannungsmessung beträgt ±0,08V.

3.3 Dominante Wellenlängen-Binning

Dieses Binning stellt sicher, dass der Farbton des roten Lichts innerhalb eines spezifizierten Bereichs liegt.

• Code R1:620 nm - 625 nm
• Code R2:625 nm - 630 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Die folgenden Kennliniendiagramme, die dem Datenblatt entnommen sind, veranschaulichen das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen. Diese sind entscheidend für Schaltungsdesign und Wärmemanagement.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und der daran anliegenden Spannung. Sie ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Die Kurve ist wesentlich für die Auslegung der strombegrenzenden Treiberschaltung. Die "Kniespannung" liegt bei etwa der typischen VF von 2,2V. Ein Betrieb deutlich über dem Nennstrom führt zu einem schnellen Anstieg von Spannung und Wärmeentwicklung.

4.2 Durchlassstrom vs. relativer Lichtstrom

Dieses Diagramm zeigt, wie sich die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom ändert. Anfänglich steigt die Lichtausbeute nahezu linear mit dem Strom. Bei höheren Strömen tritt jedoch ein Effizienzabfall aufgrund erhöhter Sperrschichttemperatur und anderer Halbleitereffekte auf. Für optimale Effizienz und Lebensdauer wird empfohlen, mit dem empfohlenen 350mA oder darunter zu betreiben, auch wenn der maximale DC-Strom 500mA beträgt.

4.3 Sperrschichttemperatur vs. relative spektrale Leistung

Diese Kurve ist entscheidend, um Farbverschiebung und Leistungsabfall mit der Temperatur zu verstehen. Mit steigender Sperrschichttemperatur (Tj) der LED nimmt die Gesamtlichtausbeute ab. Darüber hinaus kann sich bei einigen Halbleitermaterialien die Spitzenwellenlänge leicht verschieben, was die wahrgenommene Farbe beeinflusst. Das Keramikgehäuse hilft, dies zu mildern, indem es Wärme effektiver abführt und Tj für einen gegebenen Treiberstrom niedriger hält.

4.4 Spektrale Leistungsverteilung

Dieses Diagramm stellt die Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen dar. Für diese rote LED zeigt es einen relativ schmalen Peak, der um die dominante Wellenlänge (z.B. 625nm) zentriert ist. Die Halbwertsbreite (FWHM) dieses Peaks bestimmt die Farbreinheit. Ein schmalerer Peak zeigt eine gesättigtere, reine rote Farbe an.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Physikalische Abmessungen & Umrisszeichnung

Die LED ist in einem Keramik-3535-SMD-Gehäuse untergebracht. Die Bezeichnung "3535" bezieht sich typischerweise auf eine Gehäusegröße von etwa 3,5mm x 3,5mm. Die genaue Maßzeichnung im Datenblatt liefert kritische Maße einschließlich Gesamtlänge, -breite, -höhe und der Position der Optiklinse. Toleranzen sind mit ±0,10mm für .X-Maße und ±0,05mm für .XX-Maße angegeben.

5.2 Empfohlene Lötpad-Anordnung & Schablonendesign

Das Datenblatt bietet eine empfohlene Footprint für das Leiterplattendesign. Dies umfasst die Abmessungen und Abstände der Lötpads, die entscheidend für eine zuverlässige Lötstelle und korrekte Ausrichtung während des Reflow sind. Eine begleitende Schablonendesign-Anleitung empfiehlt die Aperturgröße und -form für den Lotpastenauftrag, um das korrekte Pastenvolumen sicherzustellen und Lötbrücken oder unzureichende Lötung zu verhindern.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die LED ist ein gepoltes Bauteil. Das Datenblatt kennzeichnet die Anode- und Kathodenanschlüsse. Typischerweise ist dies auf dem Bauteil selbst markiert (z.B. eine Kerbe, ein Punkt oder eine grüne Markierung auf der Kathodenseite) und entspricht dem Pad-Layout-Diagramm. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essentiell.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist mit Standard-Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötprozessen kompatibel. Die maximal zulässige Löttemperatur beträgt 260°C für 10 Sekunden. Es ist entscheidend, ein kontrolliertes Temperaturprofil mit Aufheiz-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen einzuhalten, um thermischen Schock zu vermeiden, der das Keramikgehäuse reißen oder den internen Chip und Bonddrähte beschädigen kann.

6.2 Handhabungs- & Lagerungsvorkehrungen

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Sie sollten in einer ESD-geschützten Umgebung unter Verwendung geerdeter Handgelenkbänder und leitfähiger Matten gehandhabt werden. Die Bauteile sollten in ihren original Feuchtigkeitssperrbeuteln mit Trockenmittel in einer kontrollierten Umgebung (spezifiziert als -40°C bis +100°C) gelagert werden. Wenn die Verpackung geöffnet wurde, können Trocknungsverfahren vor dem Reflow erforderlich sein, falls die Bauteile Feuchtigkeit aufgenommen haben.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Tape-and-Reel-Spezifikation

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbahn geliefert, die auf Spulen aufgewickelt ist und für automatisierte Bestückungsgeräte geeignet ist. Das Datenblatt enthält detaillierte Abmessungen für die Trägerbahntasche, die Teilung und die Spulengröße. Diese Standardisierung gewährleistet die Kompatibilität mit Standard-SMD-Bestückungszuführungen.

7.2 Modellnummern-Benennungskonvention

Die Produktmodellnummer (z.B. T1901PRA) folgt einem strukturierten Code, der Schlüsselmerkmale zusammenfasst:

• Serien-/Formcode ("19"):Kennzeichnet das Keramik-3535-Gehäuse.
• Optikcode ("01"):Zeigt das Vorhandensein einer Primärlinse an.
• Chip-Konfiguration ("P"):Steht für einen einzelnen Hochleistungs- (1W) Chip.
• Farbcode ("R"):Repräsentiert rote Lichtemission.
• Zusätzliche Codes ("A\

  LED-Spezifikations-Terminologie

  Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

  Photoelektrische Leistung

  Begriff	Einheit/Darstellung	Einfache Erklärung	Warum wichtig
  Lichtausbeute	lm/W (Lumen pro Watt)	Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter.	Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
  Lichtstrom	lm (Lumen)	Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt.	Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
  Betrachtungswinkel	° (Grad), z.B. 120°	Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite.	Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
  Farbtemperatur	K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K	Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl.	Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
  Farbwiedergabeindex	Einheitenlos, 0–100	Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut.	Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
  Farborttoleranz	MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt"	Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe.	Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
  Dominante Wellenlänge	nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot)	Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht.	Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
  Spektralverteilung	Wellenlänge vs. Intensitätskurve	Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen.	Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

  Elektrische Parameter

  Begriff	Symbol	Einfache Erklärung	Design-Überlegungen
  Flussspannung	Vf	Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle".	Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
  Flussstrom	If	Stromwert für normalen LED-Betrieb.	Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
  Max. Pulsstrom	Ifp	Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet.	Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
  Sperrspannung	Vr	Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen.	Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
  Wärmewiderstand	Rth (°C/W)	Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser.	Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
  ESD-Immunität	V (HBM), z.B. 1000V	Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig.	In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

  Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

  Begriff	Schlüsselmetrik	Einfache Erklärung	Auswirkung
  Sperrschichttemperatur	Tj (°C)	Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip.	Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
  Lichtstromrückgang	L70 / L80 (Stunden)	Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt.	Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
  Lichtstromerhaltung	% (z.B. 70%)	Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit.	Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
  Farbverschiebung	Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse	Grad der Farbänderung während der Verwendung.	Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
  Thermisches Altern	Materialabbau	Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur.	Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

  Verpackung & Materialien

  Begriff	Gängige Typen	Einfache Erklärung	Merkmale & Anwendungen
  Gehäusetyp	EMC, PPA, Keramik	Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle.	EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
  Chip-Struktur	Front, Flip-Chip	Chip-Elektrodenanordnung.	Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
  Phosphorbeschichtung	YAG, Silikat, Nitrid	Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß.	Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
  Linse/Optik	Flach, Mikrolinse, TIR	Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert.	Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

  Qualitätskontrolle & Binning

  Begriff	Binning-Inhalt	Einfache Erklärung	Zweck
  Lichtstrom-Bin	Code z.B. 2G, 2H	Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte.	Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
  Spannungs-Bin	Code z.B. 6W, 6X	Nach Flussspannungsbereich gruppiert.	Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
  Farb-Bin	5-Schritt MacAdam-Ellipse	Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich.	Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
  CCT-Bin	2700K, 3000K usw.	Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich.	Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

  Prüfung & Zertifizierung

  Begriff	Standard/Test	Einfache Erklärung	Bedeutung
  LM-80	Lichtstromerhaltungstest	Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall.	Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
  TM-21	Lebensdauerschätzstandard	Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten.	Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
  IESNA	Beleuchtungstechnische Gesellschaft	Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab.	Industrieanerkannte Testbasis.
  RoHS / REACH	Umweltzertifizierung	Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind.	Marktzugangsvoraussetzung international.
  ENERGY STAR / DLC	Energieeffizienzzertifizierung	Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte.	Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.