Zweifarbige LED 3,2x1,0x1,48 mm – Blau/Orange – Durchlassspannung 2,0 V/3,0 V – Leistung 48/64 mW – Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die zweifarbige LED ist eine kompakte oberflächenmontierte Baueinheit, die mit separaten blauen und orangen Chips hergestellt wird. Ihre Gehäuseabmessungen betragen 3,2 mm x 1,0 mm x 1,48 mm, was sie für platzbeschränkte Anwendungen geeignet macht. Das Bauteil vereint zwei Emissionswellenlängen in einem einzigen Gehäuse und bietet Designflexibilität für Mehrfarbanzeigen und -displays.

1.1 Hauptmerkmale

• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 140°, der eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet.
• Kompatibel mit allen Standard-SMT-Bestückungs- und Reflow-Lötprozessen.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Stufe 3 (MSL 3) gemäß JEDEC-Standard.
• RoHS-konform, frei von gefährlichen Stoffen.
• Zweifarbige Ausgabe: Orange (dominante Wellenlänge ~620 nm) und Blau (dominante Wellenlänge ~465 nm).
• Niedrige Durchlassspannung: Orange ~2,0 V, Blau ~3,0 V bei 20 mA.

1.2 Zielanwendungen

• Optische Anzeigen für Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und Industrieausrüstung.
• Hintergrundbeleuchtung von Schaltern und Symbolen, Anzeigetafeln.
• Allgemeine Statusanzeige, bei der zwei Farben eine klare visuelle Rückmeldung bieten.

2. Detaillierte technische Parameteranalyse

Alle elektrischen und optischen Kennwerte werden, sofern nicht anders angegeben, bei Ts=25°C und IF=20mA gemessen. Das Produkt ist für einen zuverlässigen Betrieb innerhalb der angegebenen Grenzen ausgelegt.

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Dominante Wellenlänge (λd):Oranger Chip: 615-630 nm, typisch 620 nm (gemessen bei 20 mA). Blauer Chip: 460-475 nm, typisch 465 nm. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt für beide Chips 15-30 nm, was auf eine relativ reine Farbausgabe hinweist.

Durchlassspannung (VF):Der orange Chip hat VF-Bins von 1,8 V bis 2,2 V, typisch 2,0 V. Der blaue Chip hat VF-Bins von 2,8 V bis 3,6 V, typisch 3,0 V. Die niedrige Durchlassspannung reduziert die Anforderungen an die Stromversorgung und minimiert die Wärmeentwicklung.

Lichtstärke (IV):Der orange Chip bietet Intensitäts-Bins von 100 mcd bis 350 mcd, typisch 150-230 mcd. Der blaue Chip bietet Intensitäts-Bins von 100 mcd bis 350 mcd, typisch 150-230 mcd. Die Intensität variiert je nach Bin; Entwickler sollten geeignete Bins für eine gleichmäßige Helligkeit auswählen.

Abstrahlwinkel (2θ1/2):140 Grad, was eine großflächige Sichtbarkeit ermöglicht. Dies ist vorteilhaft für kantenbeleuchtete Anzeigen oder Anwendungen, die eine breite Ausleuchtung erfordern.

Sperrstrom (IR):Weniger als 10 µA bei VR=5 V, was eine minimale Leckage unter Sperrspannungsbedingungen gewährleistet.

Wärmewiderstand (RTHJ-S):450 °C/W, was relativ hoch ist. Ein ausreichendes Wärmemanagement ist unerlässlich, um die Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzen zu halten.

2.2 Absolute maximale Nennwerte

Das Design muss sicherstellen, dass Spitzenstrom und Verlustleistung diese Grenzwerte nie überschreiten. Geeignete Strombegrenzungswiderstände sind zwingend erforderlich.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein Binning-System, um LEDs nach Durchlassspannung (VF), dominanter Wellenlänge (WLD) und Lichtstärke (IV) zu kategorisieren. Jede Rolle enthält Teile aus bestimmten Bins, um die Konsistenz innerhalb einer einzelnen Bestellung zu gewährleisten.

3.1 Durchlassspannungs-Bins (Orange)

VF-Bins des orangen Chips: B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V). Typisch verwendeter Bin ist B0 oder C0.

3.2 Durchlassspannungs-Bins (Blau)

VF-Bins des blauen Chips: G0 (2,8-3,0 V), H0 (3,0-3,2 V), I0 (3,2-3,4 V), J0 (3,4-3,6 V). Häufiger Bin ist H0.

3.3 Wellenlängen-Bins

Wellenlängen-Bins Orange: D00 (615-620 nm), E00 (620-625 nm), F00 (625-630 nm). Wellenlängen-Bins Blau: C00 (460-465 nm), D00 (465-470 nm), E00 (470-475 nm).

3.4 Intensitäts-Bins

Intensitäts-Bins Orange: B0 (100-150 mcd), C0 (150-230 mcd), D0 (230-350 mcd). Intensitäts-Bins Blau: G00 (100-150 mcd), H00 (150-230 mcd), I00 (230-350 mcd).

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, um Entwicklern das Verständnis des Bauteilverhaltens zu erleichtern.

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (IV-Kennlinie)

Die IV-Kennlinie zeigt eine typische exponentielle Beziehung. Bei 20 mA beträgt die Durchlassspannung für Orange etwa 2,0 V und für Blau etwa 3,0 V. Die Kurve ist steil, was die Notwendigkeit einer Stromregelung statt Spannungsansteuerung unterstreicht.

4.2 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die relative Intensität steigt bis zu 20 mA nahezu linear mit dem Durchlassstrom an. Darüber hinaus kann die Effizienz aufgrund von Erwärmung abnehmen. Der Betrieb mit Nennstrom gewährleistet eine optimale Ausgangsleistung.

4.3 Temperatureinflüsse auf Intensität und Durchlassstrom

Bei höheren Umgebungstemperaturen (bis zu 100 °C) nimmt die relative Intensität um etwa 10-15 % ab. Der maximal zulässige Durchlassstrom muss reduziert werden, wenn die Pin-Temperatur über 25 °C steigt.

4.4 Wellenlängenverschiebung vs. Durchlassstrom

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich leicht mit dem Strom: Bei Orange erhöht sich die Wellenlänge von 0 auf 30 mA um ~1 nm; bei Blau erhöht sie sich im gleichen Bereich um ~2 nm. Dieser Effekt sollte bei farbempfindlichen Anwendungen berücksichtigt werden.

4.5 Spektrale Verteilung

Das Spektrum zeigt zwei deutliche Peaks bei ~465 nm (blau) und ~620 nm (orange) mit schmalen Halbwertsbreiten. Es liegt keine signifikante sekundäre Emission vor.

4.6 Abstrahlcharakteristik

Die Abstrahlcharakteristik ist symmetrisch mit einem Halbwertsabstrahlwinkel von 140°. Die Intensitätsverteilung ist lambertähnlich und sorgt für eine gleichmäßige Abdeckung über einen weiten Winkelbereich.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Der LED-Körper misst 3,20 mm (Länge) x 1,00 mm (Breite) x 1,48 mm (Höhe). Die Ansicht von unten zeigt eine Polaritätsmarkierung (Kathode) für die korrekte Ausrichtung. Es sind vier Lötpads vorgesehen: zwei für Anode/Kathode jedes Chips. Das empfohlene Lötaugenmuster umfasst 0,35 mm breite Leiterbahnen mit 2,00 mm Abstand.

5.2 Gurtband und Rolle

Die LEDs sind in Gurtband mit 8,00 mm Breite und 4,00 mm Teilung verpackt. Jede Rolle enthält 3000 Stück. Rollenabmessungen: Außendurchmesser 178 mm, Nabendurchmesser 60 mm, Nabenöffnungsbreite 13 mm. Die Vorschubrichtung des Bands ist markiert.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Polaritätsmarkierung auf der Unterseite gibt an, ob es sich um eine gemeinsame Kathode oder Anode handelt? Gemäß der Ansicht von unten ist Pin 1 die orangefarbene Anode, Pin 2 die orangefarbene Kathode/blaue Anode? Tatsächlich zeigt die Zeichnung Pins mit der Bezeichnung O (Orange) und B (Blau). Detaillierte Verbindung: Die LED hat separate Chips; jeder Chip hat seine eigene Anode und Kathode. Entwickler müssen das Pinbelegungsdiagramm beachten, um eine Verpolung zu vermeiden.

6. Löt- und Bestückungsanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil: Vorheizzone von 150 °C bis 200 °C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤3 °C/s. Die Zeit über 217 °C (Liquidus) sollte 60-150 Sekunden betragen. Spitzentemperatur max. 260 °C, Haltezeit ≤10 Sekunden. Abkühlrate ≤6 °C/s. Nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen durchführen. Liegen mehr als 24 Stunden zwischen den Zyklen, ist ein Backen erforderlich.

6.2 Handlöten

Wenn manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie eine Lötkolbentemperatur von ≤300 °C für weniger als 3 Sekunden pro Lötstelle. Nur eine Berührung ist erlaubt. Vermeiden Sie mechanische Belastung während des Erhitzens.

6.3 Reinigung

Verwenden Sie Isopropylalkohol als Reinigungslösungsmittel. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie die LED beschädigen kann. Stellen Sie sicher, dass das Lösungsmittel die Silikonverkapselung nicht angreift.

6.4 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen: Lagern bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit für bis zu einem Jahr. Nach dem Öffnen: Innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C, ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verarbeiten. Bei Verdacht auf Feuchtigkeitsaufnahme bei 60±5 °C für ≥24 Stunden backen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Standardverpackung: 3000 LEDs pro Rolle in antistatischem Gurtband, versiegelt in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel, dann verpackt in einem Karton. Das Etikett enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (VF, Wellenlänge, Intensität), Menge und Datumscode. Die Bestellung erfolgt in vollen Rollenmengen und spezifischen Bin-Codes.

8. Anwendungsempfehlungen

Typische Anwendungen: Statusanzeigen (z.B. Orange für Warnung, Blau für Betrieb), zweifarbige Hintergrundbeleuchtung, Anzeigetafeln. Designhinweise: Verwenden Sie immer Strombegrenzungswiderstände; berechnen Sie den Widerstandswert basierend auf Versorgungsspannung und VF-Bin. Sorgen Sie für ausreichende Kühlung, wenn die Umgebungstemperatur 50 °C übersteigt oder mehrere LEDs dicht gepackt sind. Bei Reihen-/Parallelschaltungen die VF-Bins aufeinander abstimmen, um eine gleichmäßige Stromverteilung zu gewährleisten.

9. Technischer Vergleich mit einfarbigen LEDs

Diese zweifarbige LED ersetzt zwei separate LEDs und spart so Leiterplattenfläche und Bestückungskosten. Die unabhängigen Chips ermöglichen eine vollständige getrennte Steuerung jeder Farbe, wodurch komplexere Anzeigeschemata möglich sind. Allerdings ist der Wärmewiderstand im Vergleich zu Ein-Chip-Gehäusen höher (450 °C/W gegenüber typisch 200-300 °C/W), daher erfordert das thermische Design mehr Aufmerksamkeit.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich beide Farben gleichzeitig ansteuern?Ja, aber die Gesamtleistung darf den absoluten Maximalwert für jeden Chip nicht überschreiten. Stellen Sie sicher, dass die Summe der Ströme keinen Gesamttemperaturanstieg über 85 °C Sperrschichttemperatur verursacht.

F: Wie kann ich eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere LEDs hinweg sicherstellen?Bestellen Sie LEDs aus demselben Intensitäts-Bin (z.B. H00 für Blau). Verwenden Sie einen geeigneten Ansteuerstrom (z.B. 20 mA) und sorgen Sie für eine konstante Temperatur.

F: Wie hoch ist die ESD-Empfindlichkeit?HBM 1000 V Klasse 1C. Verwenden Sie während der Handhabung und Bestückung die üblichen ESD-Vorsichtsmaßnahmen.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

In einem Netzwerk-Switch werden zweifarbige LEDs zur Anzeige des Link-Status verwendet: Dauerlicht Orange für 100 Mbit/s, Dauerlicht Blau für 1 Gbit/s, blinkend Orange für Aktivität. Die kompakte Größe von 3,2 x 1,0 mm ermöglicht die Montage auf einer Frontplatte mit 2,54 mm Raster. Der weite Abstrahlwinkel von 140° sorgt für Sichtbarkeit aus allen Richtungen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Der blaue Chip besteht typischerweise aus InGaN (Indium-Gallium-Nitrid) und emittiert bei etwa 465 nm. Der orange Chip besteht typischerweise aus AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) und emittiert bei etwa 620 nm. Beide sind auf einem gemeinsamen Substrat mit separaten Bonddrähten montiert. Die Verkapselung verwendet klares Silikon, um eine hohe Lichtauskopplungseffizienz zu erhalten und Vergilbung zu widerstehen.

13. Entwicklungstrends

Der Trend bei zweifarbigen LEDs geht zu höherer Lichtausbeute (bis zu 200 lm/W für monochrom) und kleineren Gehäusegrößen (z.B. 2,5 x 0,5 mm). Auch die Integration mit intelligenten Treibern und Adressierbarkeit (wie WS2812) ist üblich. Dieses Produkt folgt dem Branchentrend zur Miniaturisierung und Multifunktionalität.