LED RGB SMD 1,6x1,7x1,6mm - Spannung R:1,7-2,4V G:2,5-3,3V B:2,5-3,3V - Leistung 48-49,5mW - Vollfarben - Technisches Datenblatt (DE)

1. Produktübersicht

Diese Vollfarben-LED ist eine RGB-SMD (Surface Mount Device) mit gemeinsamer Anode, die für Anwendungen mit hohem Kontrast und einer komplett schwarzen Oberfläche ausgelegt ist. Das Produkt misst 1,6 mm x 1,7 mm x 1,6 mm und eignet sich daher für feine Pixelabstände in farbigen Videoaußen- und Innenanzeigen. Der extrem weite Blickwinkel von 110° sorgt für eine gleichmäßige Lichtverteilung auf großen Displays. Die LED bietet eine hohe Lichtstärke, geringe Verlustleistung, gute Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer. Sie ist nach IPX6 wassergeschützt und entspricht der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe MSL5a, was eine sorgfältige Handhabung vor dem Löten erfordert. Das Bauteil ist RoHS-konform und mit bleifreien Reflow-Lötprozessen kompatibel. Die matte Oberfläche reduziert Blendung und verbessert den Kontrast bei direktem Sonnenlicht.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische und optische Kennwerte

Bei einer Prüftemperatur von 25 °C (Ts = 25 °C) werden die elektrischen und optischen Parameter für jeden Farbchip (R, G, B) angegeben. Der Sperrstrom (IR) bei VR = 5 V ist für alle Kanäle auf maximal 6 μA begrenzt, was eine geringe Leckage gewährleistet. Die Durchlassspannungsbereiche (VF) betragen: Rot: 1,7 V min bis 2,4 V max; Grün: 2,5 V min bis 3,3 V max; Blau: 2,5 V min bis 3,3 V max. Die Dominanzwellenlängen (λD) sind in Bins unterteilt: Rot 617–628 nm (5 nm pro Bin), Grün 520–545 nm (3 nm pro Bin), Blau 460–475 nm (3 nm pro Bin). Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt für Rot 24 nm, Grün 38 nm, Blau 30 nm. Die Lichtstärke (IV) bei Prüfströmen (Rot 10 mA, Grün 10 mA, Blau 5 mA) zeigt Minimal-, Durchschnitts- und Maximalwerte: Rot: min 120 mcd, Mittelwert 195 mcd, max 310 mcd; Grün: min 290 mcd, Mittelwert 470 mcd, max 750 mcd; Blau: min 20 mcd, Mittelwert 35 mcd, max 55 mcd. Das Bin-Verhältnis für jede Farbe beträgt 1:1,3. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 110° symmetrisch.

2.2 Absolute Maximalbewertungen

Die absoluten Maximalwerte bei Ts = 25 °C definieren die sicheren Betriebsgrenzen. Maximaler Durchlassstrom (IF): Rot 20 mA, Grün 15 mA, Blau 15 mA. Maximale Sperrspannung (VR): 5 V pro Kanal. Betriebstemperaturbereich: -30 °C bis +85 °C. Lagertemperaturbereich: -40 °C bis +100 °C. Maximale Verlustleistung (PD): Rot 48 mW, Grün 49,5 mW, Blau 49,5 mW. Maximale Sperrschichttemperatur (TJ): 100 °C für alle Chips. Der Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) (HBM) ist mit 1000 V bewertet, sodass beim Umgang mit dem Bauteil Standard-Antistatikmaßnahmen erforderlich sind.

2.3 Erläuterung des Bin-Systems

Die LED wird nach Dominanzwellenlänge und Lichtstärke in Bins sortiert. Die Wellenlängen-Bins betragen für Rot 5 nm pro Bin, für Grün und Blau 3 nm pro Bin. Die Intensitätsbins folgen einem Verhältnis von 1:1,3, d. h. jede Intensitätsstufe deckt einen Bereich ab, in dem die Obergrenze das 1,3-fache der Untergrenze beträgt. Dieses Bin-System gewährleistet eine gleichbleibende Farb- und Helligkeitshomogenität über mehrere LEDs in einer Anzeige hinweg. Die spezifischen Bin-Codes sind auf dem Produktetikett aufgedruckt. Der Kunde muss die für seine Anwendung geeigneten Bins auswählen, um eine gleichmäßige visuelle Leistung zu erzielen.

3. Analyse der Leistungskurven

3.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (I-V-Kennlinie)

Die typischen I-V-Kennlinien zeigen einen für LEDs typischen nichtlinearen Zusammenhang. Bei niedriger Durchlassspannung ist der Strom minimal; oberhalb der Schwellenspannung (ca. 1,8 V für Rot, 2,6 V für Grün/Blau) steigt der Strom steil an. Die Kurven sind für Rot, Grün und Blau dargestellt und zeigen, dass die Durchlassspannung mit der Farbe variiert. Konstrukteure müssen diese Unterschiede berücksichtigen, wenn LEDs in Reihen- oder Parallelschaltung betrieben werden.

3.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Die relative Intensität steigt mit zunehmendem Durchlassstrom, zeigt jedoch bei höheren Strömen eine Sättigung. Für den Rot-Chip beträgt die relative Intensität bei 60 mA etwa 500 % im Vergleich zu 10 mA. Grün und Blau zeigen ähnliche Tendenzen, jedoch mit unterschiedlichen Steigungen. Diese Nichtlinearität muss bei der Auslegung von PWM-Dimming- oder Konstantstromansteuerungen berücksichtigt werden.

3.3 Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die Lichtstärke ab. Bei 85 °C sinkt die relative Intensität je nach Farbe auf etwa 60–70 % des Werts bei 25 °C. Rot zeigt den geringsten Abfall, während Grün und Blau stärker abfallen. Die Wärmemanagement ist entscheidend für die Stabilität der Helligkeit über den Temperaturbereich hinweg.

3.4 Spektrale Verteilung

Die spektralen Verteilungskurven zeigen die relative Emissionsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Rot hat einen Peak bei etwa 620–625 nm, Grün bei etwa 530 nm, Blau bei etwa 465 nm. Die spektralen Breiten (Halbwertsbreite) entsprechen den angegebenen Δλ-Werten. Diese spektrale Reinheit gewährleistet einen guten Farbumfang für Display-Anwendungen.

3.5 Abstrahlwinkel

Die Richtcharakteristik-Kurven (X-X- und Y-Y-Achse) zeigen die relative Intensität in Abhängigkeit vom Winkel. Der Blickwinkel von 110° (Halbwinkel) entspricht dem Winkel, bei dem die Intensität auf 50 % des achsennahen Werts abfällt. Die Abstrahlcharakteristik ist nahezu lambertsch und sorgt für eine breite und gleichmäßige Lichtverteilung, die für Außenbildschirme geeignet ist.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen des Gehäuses und Polarität

Die Gehäuseabmessungen: Die Draufsicht zeigt einen Körper von 1,6 mm x 1,7 mm mit einer Höhe von 1,15 mm. Die Seitenansicht zeigt eine Gesamthöhe von 1,6 mm. Die Bodenansicht zeigt vier Anschlussflächen mit den Bezeichnungen 1+ (gemeinsame Anode), 2R- (Kathode Rot), 3G- (Kathode Grün), 4B- (Kathode Blau). Die Polmarkierung (PIN-MARK) ist deutlich angegeben. Lötmuster (empfohlenes PCB-Layout) werden mit Abmessungen bereitgestellt: 0,7 mm x 0,5 mm Pads mit spezifischem Abstand. Empfehlung zum Klebefüllen: Füllhöhe muss ≥ 0,65 mm betragen. Alle Toleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Abmessungen des Trägerbands und der Spule

Die LEDs sind in einem Trägerband verpackt, das mit Standard-Bestückungsautomaten kompatibel ist. Die Spulenabmessungen: A=400±2 mm, B=100,0±0,4 mm, C=14,3±0,3 mm, D=2,6±0,2 mm, E=12,4±0,3 mm, F=8,6+0,2/-0,3 mm, T=1,9±0,2 mm. Jede Spule enthält 15.500 Stück. Die Taschenkonstruktion des Bands gewährleistet eine korrekte Ausrichtung und Schutz während des Transports.

4.3 Etikett und Feuchtigkeitssperrbeutel

Jede Spule ist mit Teilenummer, Chargennummer, Lichtstärke-Bin, Durchlassspannungs-Bin, Wellenlängen-Bin, Durchlassstrom, Menge und Datum gekennzeichnet. Die Verpackung enthält Trockenmittel und eine Feuchtigkeitsanzeigekarte (HIC) in einem feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Aluminiumfolienbeutel. Der Beutel ist vakuumversiegelt, um eine niedrige Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten (<10 % RH) während der Lagerung. Lagerbedingungen: Temperatur ≤30 °C, Luftfeuchtigkeit ≤60 % RH vor dem Öffnen; nach dem Öffnen innerhalb von 12 Stunden verwenden und bei ≤30 °C / ≤10 % RH lagern; vor der nächsten Verwendung ist ein Backen erforderlich.<10% RH) während der Lagerung. Lagerbedingungen: Temperatur ≤30 °C, Luftfeuchtigkeit ≤60 % RH vor dem Öffnen; nach dem Öffnen innerhalb von 12 Stunden verwenden und bei ≤30 °C / ≤10 % RH lagern; vor der nächsten Verwendung ist ein Backen erforderlich.

5. Richtlinien zum Löten und zur Montage

5.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil basiert auf bleifreiem Löten mit einer Spitzentemperatur (TP) von 245 °C (maximal 10 Sekunden). Vorheizen von 150 °C auf 200 °C über 60–120 Sekunden. Anstiegsrate ≤4 °C/s bis TP und Abkühlrate ≤6 °C/s. Die Zeit über 217 °C (TL) darf 60 Sekunden nicht überschreiten. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze beträgt ≤8 Minuten. Es ist nur ein Reflow-Zyklus zulässig. Die Verwendung einer Stickstoffatmosphäre wird empfohlen, um Oxidation und optische Verschlechterung zu verhindern.

5.2 Handlöten und Reparatur

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben bei 300 °C für weniger als 3 Sekunden und führen Sie den Vorgang nur einmal durch. Für Reparaturen sollte ein Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, und die Auswirkung auf die LED-Kennwerte muss vorher überprüft werden. Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen.<300 °C für weniger als 3 Sekunden, und nur einmal durchführen. Für Reparaturen sollte ein Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, und die Auswirkung auf die LED-Kennwerte muss vorher überprüft werden. Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen.

5.3 Reinigung

Verwenden Sie kein Wasser, Benzol oder Verdünner. Empfohlenes Reinigungsmittel ist Isopropylalkohol (IPA). Vermeiden Sie chlor- oder schwefelhaltige Lösungsmittel. Stellen Sie sicher, dass die Reinigung die LED-Oberfläche oder das Gehäuse nicht beschädigt.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

Standardverpackung: 15.500 Stück pro Spule. Jede Spule wird in einen Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel und HIC gelegt. Der Beutel wird versiegelt und dann in einen Karton verpackt (spezifizierte Abmessungen im Datenblatt). Das Etikettenformat enthält alle erforderlichen Tracking-Codes. Für die Bestellung enthält die vollständige Teilenummer die Bin-Codes. Kunden sollten die erforderlichen Wellenlängen- und Intensitäts-Bins für ihre Anwendung angeben. Das Produkt ist als MSL5a klassifiziert, daher ist eine strenge Feuchtigkeitskontrolle obligatorisch.

7. Anwendungshinweise

7.1 Typische Anwendungen

Farbige Videoaußenanzeigen (feiner Pitch), Innen- und Außendekorationsbeleuchtung, Vergnügungsgeräte und allgemeine Beschilderung. Die schwarze Oberfläche mit hohem Kontrast verbessert den wahrgenommenen Kontrast in Außenumgebungen. Die IPX6-Wasserbeständigkeit ermöglicht den Einsatz an exponierten Stellen mit Regen oder Wasserstrahlen.

7.2 Konstruktionshinweise

Jeder LED-Chip muss mit einer Konstantstromquelle angesteuert werden, und der Durchlassstrom darf die absoluten Maximalwerte niemals überschreiten. Bei Matrixansteuerung ist sicherzustellen, dass die Sperrspannung 5 V nicht überschreitet. Wärmemanagement: Halten Sie die LED-Oberflächentemperatur unter 55 °C und die Lötstellentemperatur unter 75 °C, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Verwenden Sie geeignete Kühlkörper und ein PCB-Layout mit ausreichender Kupferfläche. Vermeiden Sie die Reihenschaltung von LEDs unterschiedlicher Farbe aufgrund unterschiedlicher Durchlassspannungen; verwenden Sie separate Konstantstromtreiber pro Farbe. Bei großen Displays sind Binning und Alterung zu berücksichtigen, um eine gleichmäßige Leistung zu erzielen. In feuchten oder korrosiven Umgebungen (Küste, heiße Quellen) kann eine zusätzliche Schutzlackierung erforderlich sein.

8. Technischer Vergleich mit Wettbewerbslösungen

Im Vergleich zu Standard-RGB-SMD-LEDs ohne schwarze Oberfläche bietet dieses Produkt ein höheres Kontrastverhältnis bei Sonnenlicht aufgrund des vollständig schwarzen Gehäuses. Die IPX6-Einstufung ist besser als typische IPX4- oder nicht wasserdichte LEDs. Der weite Abstrahlwinkel (110°) entspricht dem Industriestandard für Außendisplays. Allerdings ist die MSL5a-Empfindlichkeit anspruchsvoller als die übliche MSL3 und erfordert eine strenge Feuchtigkeitskontrolle. Die Körnigkeit des Binnings (5 nm für Rot, 3 nm für Grün/Blau, Intensitätsverhältnis 1:1,3) ist mit hochwertigen Display-LEDs vergleichbar.

9. Häufig gestellte Fragen

F: Wie lange ist die empfohlene Lagerfähigkeit vor dem Öffnen?
A: Bis zu 6 Monate bei ≤30 °C und ≤60 % RH.

F: Kann ich diese LED in einer Matrixschaltung mit Multiplexing verwenden?
A: Ja, aber stellen Sie sicher, dass die Sperrspannung 5 V nicht überschreitet, und verwenden Sie eine geeignete Strombegrenzung.

F: Wie ist die Lumen-Wartung über die Lebensdauer?
A: Die typische L70-Lebensdauer hängt vom Treiberstrom und den thermischen Bedingungen ab; siehe Zuverlässigkeitsdaten (1000 Stunden bei 85 °C/85 % RH zeigten keine Ausfälle).

F: Ist dieses Produkt für den Außeneinsatz geeignet?
A: Ja, mit IPX6-Einstufung und weitem Temperaturbereich ist es für Außenbildschirme ausgelegt.

F: Kann ich diese LED zweimal reflowlöten?
A: Nein, nur ein Reflow-Zyklus ist zulässig.

10. Praktische Anwendungsbeispiele

Fall 1: Feinpitch-Außen-LED-Display (P4-P8)
Ein Hersteller entwarf ein 320x160-mm-Modul mit 64x32 Pixeln (RGB pro Pixel). Mit dieser LED erreichte er eine Helligkeit von 5000 Nits bei 20 % Einschaltdauer. Die schwarze Oberfläche sorgte für hohen Kontrast selbst bei direkter Sonneneinstrahlung. Ein geeignetes Binning gewährleistete Farbgleichmäßigkeit über den gesamten Bildschirm.

Fall 2: Dekorative lineare Beleuchtung für Gebäudefassaden
Ein Architekturbeleuchtungsunternehmen verwendete die LED auf flexiblen Leiterplatten, um RGB-Streifen herzustellen. Dank IPX6-Schutz wurden die Streifen ohne zusätzliche Vergussmasse an Gebäudeaußenseiten installiert. Der weite Abstrahlwinkel (110°) sorgte für eine gleichmäßige Ausleuchtung entlang der Fassade.

11. Erklärung des Funktionsprinzips

Diese LED enthält drei unabhängige Halbleiterchips (Rot, Grün, Blau) in einem einzigen Gehäuse mit gemeinsamer Anode. Jeder Chip ist ein p-n-Übergang, der bei Durchlasspolarisation Licht emittiert. Die emittierte Wellenlänge wird durch das Halbleitermaterial bestimmt: Rot verwendet AlInGaP, Grün und Blau verwenden InGaN. Die schwarze Epoxid-Verkapselung absorbiert Umgebungslicht, um den Ein-/Aus-Kontrast zu verbessern. Die Anschlüsse sind versilbert für Lötbarkeit, und das Gehäuse ist für die Oberflächenmontage ausgelegt. Die Konfiguration mit gemeinsamer Anode vereinfacht die Ansteuerschaltung, indem eine positive Versorgung und drei negative Kanäle für die RGB-Steuerung verwendet werden.

12. Technologietrends und Zukunftsaussichten

Vollfarben-SMD-LEDs schrumpfen weiter in der Größe, während Helligkeit und Kontrast zunehmen. Dieses Gehäuse mit 1,6 x 1,7 mm repräsentiert ein typisches Produkt der aktuellen Generation für feine Außen-Pitch-Displays. Zukünftige Trends umfassen weitere Miniaturisierung (z. B. 1,0 x 1,0 mm), höhere Effizienz und verbessertes Wärmemanagement. Die Einführung von Architekturen mit gemeinsamer Kathode (zur Reduzierung der Durchlassspannung) zeichnet sich ab. Die gemeinsame Anode bleibt jedoch für Multiplex-Displays beliebt. IPX6 und höhere Wasserschutzklassen (IPX8) werden für Außenanwendungen zum Standard. Die Entwicklung der MicroLED-Technologie könnte SMD-LEDs bei ultrafeinem Pitch irgendwann herausfordern, aber SMD bleibt aufgrund von Kosten und Zuverlässigkeit für die meisten mittelgroßen bis großen Displays dominierend.