Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Eigenschaften
- 1.3 Anwendungen
- 2. Technische Parameter
- 2.1 Elektrische und optische Kennwerte bei Ts=25°C
- 2.2 Absolute maximale Nennwerte
- 3. Optische Kennlinien
- 4. Abmessungen und mechanische Informationen
- 5. Bin-System
- 6. Verpackungs- und Bestellinformationen
- 7. Zuverlässigkeitsprüfung
- 8. SMT-Reflow-Lötanleitung
- 9. Handhabungshinweise und Lagerung
- 10. Anwendungshinweise
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
1.1 Allgemeine Beschreibung
Dieses vollfarbige SMD-LED-Gehäuse integriert rote, grüne und blaue Chips in einem kompakten Formfaktor von 2,8 mm x 2,7 mm x 3,0 mm. Es verfügt über eine matte Oberfläche, die Blendung reduziert und den Kontrast verbessert, was es ideal für hochwertige Displayanwendungen macht. Das Produkt ist für vollfarbige Außen-Videowände, Innen- und Außendekorationsbeleuchtung, Vergnügungsanlagen und allgemeine Beleuchtung konzipiert.
1.2 Eigenschaften
- Nicht reflektierende matte Oberfläche für verbesserten visuellen Kontrast.
- Hohe Lichtstärke bei geringer Verlustleistung.
- Gute Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer.
- Wasserbeständig nach IPX6-Standard.
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: 5a.
- RoHS-konform und bleifrei reflow-lötbar.
1.3 Anwendungen
- Vollfarbige Außen-Videowände.
- Innen- und Außendekorationsbeleuchtung.
- Vergnügungs- und Unterhaltungsbeleuchtung.
- Allgemeinbeleuchtung.
2. Technische Parameter
2.1 Elektrische und optische Kennwerte bei Ts=25°C
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Parameter zusammen. Die Durchlassspannung von Rot beträgt 1,7 V bis 2,4 V; Grün und Blau liegen bei 2,7 V bis 3,4 V bei 20 mA. Dominante Wellenlängen: Rot 617-628 nm, Grün 520-545 nm, Blau 460-475 nm. Lichtstärke: Rot 800-1800 mcd, Grün 2000-4500 mcd, Blau 400-900 mcd. Abstrahlwinkel: Rot 70-80°, Grün 60-70°, Blau 75-85°.
| Parameter | Rot | Grün | Blau | Einheit |
|---|---|---|---|---|
| Sperrstrom (VR=5V) | 6 | 6 | 6 | μA |
| Durchlassspannung (min) | 1.7 | 2.7 | 2.7 | V |
| Durchlassspannung (max) | 2.4 | 3.4 | 3.4 | V |
| Dominante Wellenlänge | 617-628 | 520-545 | 460-475 | nm |
| Spektrale Bandbreite | 24 | 38 | 30 | nm |
| Lichtstärke (min) | 800 | 2000 | 400 | mcd |
| Lichtstärke (Mittelwert) | 1200 | 3000 | 600 | mcd |
| Lichtstärke (max) | 1800 | 4500 | 900 | mcd |
| Abstrahlwinkel | 70-80 | 60-70 | 75-85 | Grad |
2.2 Absolute maximale Nennwerte
Maximaler Durchlassstrom: Rot 25 mA, Grün/Blau 20 mA. Spitzenstrom (1/10 Einschaltdauer, 0,1 ms): 80 mA für alle Farben. Sperrspannung: 5 V. Betriebstemperatur: -30 °C bis +85 °C. Lagertemperatur: -40 °C bis +100 °C. Verlustleistung: Rot 60 mW, Grün 68 mW, Blau 68 mW. ESD-Einstufung (HBM): 1000 V.
3. Optische Kennlinien
Abbildung 1-6 zeigt die Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom für jeden Farbkanal und zeigt typisches Diodenverhalten. Abbildung 1-7 veranschaulicht die relative Intensität als Funktion des Durchlassstroms und zeigt einen nahezu linearen Zusammenhang innerhalb des Arbeitsbereichs. Abbildung 1-8 zeigt die Änderung der Lichtstärke mit der Umgebungstemperatur; die Intensität nimmt bei erhöhten Temperaturen ab. Abbildung 1-9 zeigt eine Derating-Kurve des Durchlassstroms in Abhängigkeit von der Lötstellentemperatur, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Abbildung 1-10 zeigt die spektrale Verteilung mit Spitzen, die den dominanten Wellenlängen jedes Chips entsprechen. Abbildungen 1-11 und 1-12 zeigen die Abstrahlcharakteristik entlang der X-X- und Y-Y-Achsen, was die weiten Abstrahlwinkel für Displayanwendungen bestätigt.
4. Abmessungen und mechanische Informationen
Gehäuseabmessungen: 2,8 mm (L) x 2,7 mm (B) x 3,0 mm (H). Pinbelegung: 1R+ (Rote Anode), 2R- (Rote Kathode), 3G+ (Grüne Anode), 4G- (Grüne Kathode), 5B+ (Blaue Anode), 6B- (Blaue Kathode). Die Polarität ist auf der Unterseite des Gehäuses markiert. Ein empfohlenes Lötpad-Muster ist in Abbildung 1-5 dargestellt. Alle Maße sind in Millimetern mit einer Toleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben.
5. Bin-System
Jede LED wird nach Lichtstärke (IV), Durchlassspannung (VF) und dominanter Wellenlänge (Wd) sortiert, um Konsistenz innerhalb der Produktionschargen zu gewährleisten. Der Bin-Code ist zusammen mit der Teilenummer, Chargennummer, Menge und Datum auf dem Rollenetikett aufgedruckt. Dadurch können Kunden LEDs mit übereinstimmenden Eigenschaften für einheitliche Farbe und Helligkeit in großen Displays auswählen.
6. Verpackungs- und Bestellinformationen
Die Standardverpackungsmenge beträgt 2000 Stück pro Rolle. Die Abmessungen von Trägerband und Rolle sind in Abschnitt 2.1 angegeben. Feuchtigkeitsbeständige Verpackung enthält Trockenmittel und eine Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem antistatischen Aluminiumfolienbeutel, gefolgt von Kartons für den Versand mehrerer Rollen. Das Etikett enthält alle notwendigen Bestell- und Bin-Informationen.
7. Zuverlässigkeitsprüfung
Zuverlässigkeitstests werden gemäß Industriestandards durchgeführt: Beständigkeit gegen Löt Hitze (260 °C, 3 Mal), Thermoschock (-40 °C bis +100 °C, 500 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100 °C, 1000 h), Niedertemperaturlagerung (-40 °C, 1000 h), Betriebslebensdauer bei Raumtemperatur (25 °C, 20 mA, 1000 h), Betriebslebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (85 °C/85 % RF, 10 mA, 500 h), Temperatur-Feuchte-Lagerung (85 °C/85 %, 1000 h) und Betriebslebensdauer bei niedriger Temperatur (-40 °C, 20 mA, 1000 h). Annahmekriterien: Durchlassspannungsänderung ≤10 %, Sperrstrom ≤10 μA, durchschnittliche Lichtstärkeabnahme ≤30 % und keine physischen Schäden.
8. SMT-Reflow-Lötanleitung
Empfohlenes Reflow-Profil: Aufheizrate ≤4 °C/s, Vorwärmen bei 150-200 °C für 60-120 s, Zeit über 217 °C ≤60 s, Spitzentemperatur 250 °C für ≤10 s, Abkühlung ≤6 °C/s, Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze ≤8 Minuten. Nur ein Reflow-Durchlauf ist zulässig. Verwenden Sie mitteltemperatur Lotpaste. Zum Handlöten: Lötkolbentemperatur<300 °C, Kontaktzeit<3 Sekunden, nur einmal. Zum Nachbessern einen Doppellötkolben verwenden. Reinigung: bei Bedarf Isopropylalkohol (IPA) verwenden; keine Ultraschallreinigung durchführen.
9. Handhabungshinweise und Lagerung
Lagerung vor dem Öffnen: ≤30 °C, ≤60 % RF, Haltbarkeit 1 Jahr. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden löten oder bei ≤30 °C und ≤10 % RF lagern. Wenn der Feuchtigkeitsindikator ≥30 % anzeigt oder die Lagerzeit überschritten wurde, bei 65 ±5 °C für 24-48 Stunden backen, je nach Dauer. Antistatikmaßnahmen: Arbeitsplatzpotential ≤150 V halten, geerdete Handgelenkbänder tragen. Die Sperrspannung sollte unter 10 V gehalten werden, um Schäden zu vermeiden. Für einen zuverlässigen Betrieb die LED-Oberflächentemperatur ≤55 °C und die Anschlusstemperatur ≤75 °C halten. Die Epoxidoberfläche nicht berühren; die LED an den Seiten mit einer Pinzette oder geeigneten Werkzeugen greifen.
10. Anwendungshinweise
Bei vollfarbigen Außenbildschirmen ist eine ordnungsgemäße Wärmeableitung sicherzustellen und Konstantstromtreiber zu verwenden, um eine gleichbleibende Helligkeit zu gewährleisten. Die matte Oberfläche verbessert den Kontrast bei hohem Umgebungslicht. Verwenden Sie PWM-Dimmung für eine effektive Farbmischung. Stellen Sie ESD-Schutz auf der Leiterplatte bereit, z. B. TVS-Dioden. Die IPX6-Schutzart ermöglicht den Einsatz der LED in feuchten oder staubigen Umgebungen. Das thermische Management auf Systemebene ist entscheidend, um die Sperrschichttemperatur in sicheren Grenzen zu halten und eine lange Lebensdauer sowie Farbstabilität zu gewährleisten.
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. |