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Datenblatt für bicolor SMD-LED RF-P3S155TS-B54 - Abmessungen 3,2x2,7x0,7mm - Spannung 1,8-3,4V - Leistungsaufnahme 72-102mW - Orange/Grün - Technisches Dokument

Vollständiges technisches Datenblatt für die zweifarbige SMD-LED RF-P3S155TS-B54, enthält detaillierte Parameter, optische Eigenschaften, Gehäuseabmessungen, SMT-Lötrichtlinien und Zuverlässigkeitsdaten.
smdled.org | PDF-Größe: 1,5 MB
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PDF-Dokumentendeckblatt - Datenblatt RF-P3S155TS-B54 zweifarbige SMD-LED - Abmessungen 3.2x2.7x0.7mm - Spannung 1.8-3.4V - Leistungsaufnahme 72-102mW - Orange/Grün - Technisches Dokument auf Chinesisch

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für das RF-P3S155TS-B54 Dual-Color SMD-LED-Bauelement. Das Bauteil ist für die moderne Elektronikmontage konzipiert und bietet zuverlässige optische Anzeige in kompakter Bauform.

1.1 Allgemeine Beschreibung

Der RF-P3S155TS-B54 ist eine Dual-Color-LED, die aus einer Kombination eines grünen und eines orangefarbenen Halbleiterchips hergestellt wird. Diese Chips sind in einem einzigen, industrieüblichen SMD-Gehäuse (Surface Mount Device) integriert. Die Hauptfunktion des Bauteils ist die Bereitstellung einer visuellen Statusanzeige, wobei zwei verschiedene Farben (Orange und Grün) von einer einzigen Gehäusefläche emittiert werden können. Seine kompakten Abmessungen (Länge 3,2 mm, Breite 2,7 mm, Höhe 0,7 mm) machen ihn ideal für hochdichte PCB-Designs mit begrenztem Platz auf der Leiterplatte.

1.2 Kernmerkmale und Vorteile

1.3 Zielanwendungen und Märkte

Diese zweifarbige LED ist für den Einsatz in einer breiten Palette von Anwendungen konzipiert, die eine Mehrfachstatusanzeige erfordern. Ihre Hauptanwendungsbereiche umfassen:

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte und objektive Interpretation der für die RF-P3S155TS-B54 LED spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Parameter. Das Verständnis dieser Parameter ist für einen korrekten Schaltungsentwurf und die Gewährleistung langfristiger Zuverlässigkeit entscheidend.

2.1 Optoelektronische Eigenschaften

Sofern nicht anders angegeben, gelten alle Messungen unter den Standardtestbedingungen einer Lötstellentemperatur (Ts) von 25°C und einem Vorwärtsstrom (IF) von 20mA.

2.2 Absolute Maximalwerte und Wärmemanagement

Diese Grenzwerte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung eine dauerhafte Beschädigung des Bauteils möglich ist. Ein Betrieb unter oder außerhalb dieser Grenzen ist nicht gewährleistet und sollte vermieden werden, um eine zuverlässige Funktion sicherzustellen.

2.3 Erläuterung des Binning-Systems

Dieses Produkt verwendet ein umfassendes Binning-System, um die Konsistenz der Schlüsselparameter sicherzustellen. Entwickler müssen beim Bestellen den gewünschten Binning-Code angeben, um die erforderliche Leistung zu gewährleisten.

3. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt bietet typische Kennlinien, die entscheidend sind, um das Verhalten des Bauteils unter nicht standardisierten Bedingungen zu verstehen.

3.1 Vorwärtsspannung vs. Vorwärtsstrom (IV-Kurve)

Die bereitgestellte Kurve (Abbildung 1-6) zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen LED-Spannung und -Strom. Die Kurve zeigt das "Einschalt"-Spannungsverhalten: Eine geringe Erhöhung der Spannung über den Schwellenwert hinaus führt zu einem exponentiell starken Anstieg des Stroms. Deshalb werden LEDs immer mit strombegrenzenden Bauteilen (Widerstand oder Konstantstromtreiber) und nicht direkt mit einer Spannungsquelle betrieben. Die Kurve bestätigt visuell die unterschiedlichen Schwellenspannungen der orangefarbenen und grünen Chips.

3.2 Vorwärtsstrom vs. relative Lichtstärke

Diese Kurve (Abbildung 1-7) veranschaulicht, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt. Im normalen Betriebsbereich (z.B. bis zu 20-30 mA) zeigt sie typischerweise eine nahezu lineare Beziehung. Entwickler müssen jedoch beachten, dass bei sehr hohen Strömen die Effizienz (Lumen pro Watt) aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung (Effizienzdroop-Effekt) typischerweise abnimmt. Diese Kurve hilft bei der Auswahl eines geeigneten Treiberstroms, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen und gleichzeitig die Effizienz zu erhalten und innerhalb der thermischen Grenzwerte zu bleiben.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Die mechanischen Zeichnungen (Abbildungen 1-1 bis 1-4) liefern alle kritischen Abmessungen für das PCB-Pad-Design und die Abstandsprüfung.

4.2 Empfohlenes Lötpastenlayout

Abbildung 1-5 bietet Vorschläge für das Lötpad-Layout im PCB-Design. Die Einhaltung dieses Layouts ist entscheidend für zuverlässige Lötstellen, eine korrekte Selbstausrichtung während des Reflow-Lötens und einen effektiven Wärmeübergang von der LED zur Leiterplatte. Das empfohlene Layout umfasst in der Regel thermische Entlastungsanschlüsse, die mit Kupferflächen zur Wärmeableitung verbunden sind, was für die Regelung der Sperrschichttemperatur von zentraler Bedeutung ist.

5. Richtlinien für Lötung und Montage

5.1 Anleitung für SMT-Reflow-Lötung

A dedicated section (Section 3) is included for reflow soldering. While specific temperature profiles are not detailed in the provided excerpt, standard lead-free (SAC305) reflow profiles are generally applicable. Key considerations include:

5.2 Hinweise zur Handhabung und Lagerung

Abschnitt 4 gibt einen Überblick über allgemeine Handhabungshinweise:

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikationen

Dieses Produkt wird in einer Bandrollenverpackung geliefert, die für automatisierte SMT-Montagemaschinen geeignet ist.

6.2 Feuchtigkeitsschutzverpackung

Für die Langzeitlagerung und den Transport werden die Spulen in versiegelten Feuchtigkeitsschutzbeuteln (MBB) verpackt, die mit einer Feuchtigkeitsanzeigekarte (HIC) und Trockenmitteln ausgestattet sind, um den MSL-3-Level aufrechtzuerhalten.

7. Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung

7.1 Zuverlässigkeitstestprojekte und -bedingungen

Abschnitt 2.4 listet die durchgeführten Standard-Zuverlässigkeitstests zur Produktvalidierung auf, zum Beispiel:

7.2 Ausfallkriterien

Abschnitt 2.5 definiert die Kriterien für die Bestimmung eines Geräteausfalls nach Zuverlässigkeitstests. Dies umfasst in der Regel:

8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

8.1 Treiberschaltungsdesign

Strombegrenzung erforderlich:Aufgrund der exponentiellen I/V-Charakteristik ist für Indikatoranwendungen ein einfacher Vorwiderstand die gebräuchlichste und kostengünstigste Ansteuerungsmethode. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die Durchlassspannung der spezifischen LED-Bin-Klasse und IF der gewünschte Treiberstrom (z.B. 20mA) ist.

Beispiel für grüne LED:Angenommen Vcc = 5V, VF = 3.2V (typisch), IF = 20mA. R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ω. Die Nennleistung des Widerstands sollte mindestens P = IF² * R = (0.02)² * 90 = 0.036W betragen, daher ist ein Standard-1/8W (0.125W) oder 1/10W Widerstand ausreichend.

Zweifarbensteuerung:Um die beiden Farben unabhängig zu steuern, werden zwei separate Treiberschaltungen (Widerstände oder Transistoren) benötigt, die mit den jeweiligen Anodenanschlüssen verbunden sind und eine gemeinsame Kathode teilen (oder umgekehrt, abhängig von der im Polardiagramm gezeigten internen Chipkonfiguration).

8.2 Wärmemanagement im PCB-Layout

Um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur (Tj) unter 95°C bleibt, muss die Wärme effektiv abgeführt werden.

8.3 Optische Designüberlegungen

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die RF-P3S155TS-B54 bietet spezifische Vorteile in ihrer Kategorie:

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Q1: Kann ich diese LED direkt mit einem 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?
A: Nein. Mikrocontroller-GPIO-Pins können typischerweise keinen Dauerstrom von 20 mA liefern und sind Spannungsquellen, keine Stromquellen. Sie müssen einen Vorwiderstand in Reihe schalten und möglicherweise einen Transistor verwenden, wenn der MCU-Pin den benötigten Strom nicht bereitstellen kann.

Q2: Was passiert, wenn die maximale Sperrschichttemperatur von 95°C überschritten wird?
A: Das Überschreiten des maximalen Tj beschleunigt den Abbau der Lichtleistung der LED (Lichtstromdegradation). Es kann auch zu einem Anstieg der Flussspannung, Farbverschiebungen und letztendlich zu katastrophalen Ausfällen wie Bonddrahtbruch oder Delamination des Chips führen.

Q3: Wie wähle ich den richtigen Binning-Code?
A: Wählen Sie das Binning basierend auf den Anforderungen Ihrer Anwendung. Für eine konsistente Farbe zwischen Produkten, geben Sie ein enges Wellenlängen-Binning an (z.B. E20 für Grün). Für die Helligkeit wählen Sie ein Intensitäts-Binning, das bei Ihrem gewählten Treiberstrom die Designziele erfüllt. Konsultieren Sie die vollständige Binning-Code-Liste des Herstellers für verfügbare Kombinationen.

Q4: Ist die Linse aus Silikon oder Epoxidharz gefertigt?
A: Das Datenblatt spezifiziert dies nicht, aber die meisten solcher SMD-LEDs verwenden Hochtemperatur-Epoxidharz oder modifiziertes Epoxidharz als Material für die Verkapselungslinse. Dieses Material wird aufgrund seiner optischen Transparenz, thermischen Stabilität während des Reflow-Lötens und seiner Fähigkeit, den Chip zu schützen, gewählt.

11. Fallstudien zu praktischem Design und Anwendung

Szenario: Entwurf einer Zwei-Zustand-Anzeigeleuchte für einen Netzwerk-Switch
Der Designer muss für jeden Port am Netzwerk-Switch eine Statusanzeige entwerfen: konstantes Grün zeigt "Link aktiv" an, blinkendes Orange zeigt "Datenaktivität" an.

Detaillierte Erläuterung der LED-Spezifikationsbegriffe

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

I. Kernindikatoren der optoelektronischen Leistung

Terminologie Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum ist es wichtig
Lichtausbeute (Luminous Efficacy) lm/W (Lumen pro Watt) Der Lichtstrom pro Watt elektrischer Leistung; je höher, desto energieeffizienter. Bestimmt direkt die Energieeffizienzklasse der Leuchte und die Stromkosten.
Lichtstrom (Luminous Flux) lm (Lumen) Die gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Lichtmenge, umgangssprachlich "Helligkeit". Bestimmt, ob die Leuchte hell genug ist.
Abstrahlwinkel (Viewing Angle) ° (Grad), z.B. 120° Der Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Breite des Lichtkegels. Beeinflusst den Beleuchtungsbereich und die Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur (CCT) K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Die Farbtemperatur des Lichts: Niedrige Werte sind gelblich/warm, hohe Werte sind weißlich/kalt. Bestimmt die Beleuchtungsatmosphäre und die geeigneten Anwendungsbereiche.
Farbwiedergabeindex (CRI / Ra) Keine Einheit, 0–100 Die Fähigkeit einer Lichtquelle, die realen Farben von Objekten wiederzugeben. Ra ≥ 80 ist ideal. Beeinträchtigt die Farbtreue und wird für anspruchsvolle Orte wie Einkaufszentren und Kunstgalerien verwendet.
Farbtoleranz (SDCM) Anzahl der MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-step" Ein quantitatives Maß für die Farbkonstanz; je kleiner die Schrittanzahl, desto einheitlicher die Farbe. Gewährleistet, dass innerhalb derselben Leuchtencharge keine Farbunterschiede auftreten.
Dominante Wellenlänge (Dominant Wavelength) nm (Nanometer), z.B. 620nm (Rot) Wellenlängenwerte, die den Farben von farbigen LEDs entsprechen. Bestimmt den Farbton von monochromatischen LEDs wie Rot, Gelb, Grün usw.
Spektrale Verteilung (Spectral Distribution) Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt die Intensitätsverteilung des von der LED emittierten Lichts über die verschiedenen Wellenlängen. Beeinflusst die Farbwiedergabe und Farbqualität.

II. Elektrische Parameter

Terminologie Symbol Einfache Erklärung Designhinweise
Forward Voltage (Forward Voltage) Vf Die minimale Spannung, die zum Leuchten einer LED benötigt wird, ähnlich einer "Startschwelle". Die Versorgungsspannung der Treiberquelle muss ≥ Vf sein, bei Reihenschaltung mehrerer LEDs addieren sich die Spannungen.
Forward Current If Der Stromwert, der eine LED zum normalen Leuchten bringt. Oft wird eine Konstantstromquelle verwendet, der Strom bestimmt Helligkeit und Lebensdauer.
Maximaler Impulsstrom (Pulse Current) Ifp Kurzzeitig zulässiger Spitzenstrom für Dimmung oder Blitzlicht. Impulsbreite und Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, sonst Überhitzungsschäden.
Sperrspannung (Reverse Voltage) Vr Die maximale Sperrspannung, die eine LED aushalten kann; eine Überschreitung kann zum Durchschlag führen. Im Schaltkreis müssen Verpolung oder Spannungsimpulse verhindert werden.
Thermal Resistance Rth (°C/W) Der Widerstand, mit dem Wärme vom Chip zur Lötstelle abgeführt wird; je niedriger der Wert, desto besser die Wärmeableitung. Ein hoher thermischer Widerstand erfordert ein stärkeres Wärmemanagement-Design, andernfalls steigt die Sperrschichttemperatur.
Elektrostatische Entladungsfestigkeit (ESD Immunity) V (HBM), z.B. 1000V Die Fähigkeit, elektrostatischen Schlägen zu widerstehen; je höher der Wert, desto weniger anfällig ist die Komponente für Beschädigungen durch elektrostatische Entladung. In der Produktion müssen geeignete Maßnahmen zum Schutz vor elektrostatischer Entladung getroffen werden, insbesondere bei hochempfindlichen LEDs.

III. Wärmemanagement und Zuverlässigkeit

Terminologie Schlüsselindikatoren Einfache Erklärung Einfluss
Sperrschichttemperatur (Junction Temperature) Tj (°C) Die tatsächliche Betriebstemperatur innerhalb des LED-Chips. Pro 10°C Reduzierung kann sich die Lebensdauer verdoppeln; zu hohe Temperaturen führen zu Lichtstromrückgang und Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang (Lumen Depreciation) L70 / L80 (Stunden) Die Zeit, die benötigt wird, bis die Helligkeit auf 70 % oder 80 % des Anfangswerts abfällt. Definiert direkt die "Lebensdauer" einer LED.
Lumen-Erhaltung (Lumen Maintenance) % (z.B. 70 %) Der prozentuale Anteil der verbleibenden Helligkeit nach einer bestimmten Nutzungsdauer. Charakterisiert die Fähigkeit zur Helligkeitserhaltung nach langfristigem Gebrauch.
Farbverschiebung (Color Shift) Δu′v′ oder MacAdam-Ellipsen Das Ausmaß der Farbveränderung während des Gebrauchs. Beeinflusst die Farbkonstanz der Beleuchtungsszene.
Thermische Alterung (Thermal Aging) Verschlechterung der Materialeigenschaften Degradation des Verkapselungsmaterials aufgrund langfristiger Hochtemperatureinwirkung. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbveränderung oder Open-Circuit-Ausfall führen.

IV. Gehäuse und Materialien

Terminologie Häufige Typen Einfache Erklärung Merkmale und Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Gehäusematerial, das den Chip schützt und optische sowie thermische Schnittstellen bereitstellt. EMC bietet gute Hitzebeständigkeit und niedrige Kosten; Keramik bietet eine überlegene Wärmeableitung und eine lange Lebensdauer.
Chipstruktur Wire Bonding, Flip Chip Anordnung der Chipelektroden. Flip-Chip bietet bessere Wärmeableitung, höhere Lichtausbeute und eignet sich für hohe Leistung.
Leuchtstoffbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Wird auf den blauen Chip aufgebracht, wandelt teilweise in gelbes/rotes Licht um und mischt sich zu weißem Licht. Unterschiedliche Leuchtstoffe beeinflussen Lichtausbeute, Farbtemperatur und Farbwiedergabe.
Linse/Optisches Design Planar, Mikrolinsen, Totalreflexion Optische Struktur der Gehäuseoberfläche zur Steuerung der Lichtverteilung. Bestimmt den Abstrahlwinkel und die Lichtstärkeverteilungskurve.

V. Qualitätskontrolle und Binning

Terminologie Binning-Inhalte Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Binning Codes wie 2G, 2H Gruppierung nach Helligkeit, jede Gruppe hat einen minimalen/maximalen Lumenwert. Sicherstellung einer einheitlichen Helligkeit innerhalb derselben Produktcharge.
Spannungs-Binning Codes wie 6W, 6X Gruppierung nach Durchlassspannungsbereich. Erleichtert die Anpassung der Treiberstromversorgung und erhöht die Systemeffizienz.
Farbklassifizierung 5-step MacAdam-Ellipse Gruppierung nach Farbkoordinaten, um sicherzustellen, dass die Farben in einem sehr engen Bereich liegen. Gewährleistung der Farbkonsistenz, um Farbunterschiede innerhalb desselben Leuchtmittels zu vermeiden.
Farbtemperatur-Abstufung 2700K, 3000K usw. Gruppierung nach Farbtemperatur, jede Gruppe hat einen entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllung der Farbtemperaturanforderungen für verschiedene Szenarien.

VI. Test und Zertifizierung

Terminologie Norm/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbetrieb unter konstanter Temperatur, Aufzeichnung der Helligkeitsabschwächungsdaten. Zur Berechnung der LED-Lebensdauer (in Kombination mit TM-21).
TM-21 Lebensdauer-Extrapolationsstandard Berechnung der Lebensdauer unter realen Nutzungsbedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bereitstellung einer wissenschaftlichen Lebensdauervorhersage.
IESNA-Standard Standard der Illuminating Engineering Society Umfasst optische, elektrische und thermische Testmethoden. Branchenweit anerkannte Testgrundlage.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung. Sicherstellung, dass das Produkt keine schädlichen Substanzen (wie Blei, Quecksilber) enthält. Zugangsvoraussetzungen für den internationalen Markt.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird häufig in öffentlichen Beschaffungen und Förderprogrammen verwendet, um die Marktkonkurrenzfähigkeit zu steigern.