Grüne SMD LED 1,6x0,8x0,7mm Spezifikation – Vorwärtsspannung 2,8-3,5V – Leistung 105mW – Wellenlänge 515-530nm

1. Produktübersicht

Es handelt sich um eine oberflächenmontierte grüne LED, die mit einem grünen Chip in einem kompakten Gehäuse von 1,6 mm x 0,8 mm x 0,7 mm (Länge x Breite x Höhe) gefertigt wird. Sie ist für die allgemeine optische Anzeige, Schalter, Symbole und Displays konzipiert. Das Bauteil bietet einen extrem weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad und eignet sich daher für Anwendungen, die eine großflächige Sichtbarkeit erfordern. Es ist RoHS-konform und hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von Level 3. Die LED ist mit allen SMT-Bestückungs- und Lötprozessen kompatibel, was eine einfache Integration in standardmäßige Fertigungsabläufe gewährleistet.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische / optische Kennwerte (bei Ts = 25 °C)

Bei einem Prüfstrom von IF = 20 mA weist die LED folgende Eigenschaften auf:

• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 15 nm (kein Min./Max. angegeben).
• Vorwärtsspannung (VF):Bereich von 2,8 V bis 3,5 V, abhängig vom Bin. Das Bauteil wird in mehrere Spannungs-Bins sortiert: G1 (2,8 V - 2,9 V), G2 (2,9 V - 3,0 V), H1 (3,0 V - 3,1 V), H2 (3,1 V - 3,2 V), I1 (3,2 V - 3,3 V), I2 (3,3 V - 3,4 V), J1 (3,4 V - 3,5 V).
• Dominante Wellenlänge (λD):Sortiert in sechs Bins von 515 nm bis 530 nm: D10 (515 - 517,5 nm), D20 (517,5 - 520 nm), E10 (520 - 522,5 nm), E20 (522,5 - 525 nm), F10 (525 - 527,5 nm), F20 (527,5 - 530 nm).
• Lichtstärke (IV):Sortiert in sechs Bins von 260 mcd bis 900 mcd: 1AU (260 - 330 mcd), 1AV (330 - 430 mcd), 1CG (430 - 560 mcd), 1CL (560 - 700 mcd), 1CM (700 - 900 mcd).
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 140°.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA bei VR = 5 V.
• Wärmewiderstand (RTHJ-S):Maximal 450 °C/W bei IF = 20 mA.

2.2 Absolute Maximalwerte (bei Ts = 25 °C)

Das Bauteil darf die folgenden Maximalwerte nicht überschreiten, um dauerhafte Schäden zu vermeiden:

• Verlustleistung (Pd): 105 mW
• Vorwärtsstrom (IF): 30 mA
• Spitzenvorwärtsstrom (IFP): 60 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• Elektrostatische Entladung (ESD, HBM): 1000 V
• Betriebstemperatur (Topr): -40 °C bis +85 °C
• Lagertemperatur (Tstg): -40 °C bis +85 °C
• Sperrschichttemperatur (Tj): 95 °C

Es ist darauf zu achten, dass die Verlustleistung den absoluten Maximalwert nicht überschreitet. Der maximale Strom ist nach Messung der Gehäusetemperatur zu bestimmen, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur den Maximalwert nicht überschreitet.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LED wird mit Binning-Codes für Spannung (VF), dominante Wellenlänge (WLD) und Lichtstärke (IV) geliefert. Dies ermöglicht Designern die Auswahl von Komponenten mit präzisen Eigenschaften für eine gleichbleibende Leistung in der Massenproduktion. Die Bin-Codes sind auf dem Rollenetikett aufgedruckt. Die Messungstoleranz beträgt ±0,1 V für die Vorwärtsspannung, ±2 nm für die dominante Wellenlänge und ±10 % für die Lichtstärke. Alle Messungen erfolgen unter standardmäßigen Refond-Prüfbedingungen.

4. Analyse der Leistungskurven

Die typischen optischen Kennlinien liefern wertvolle Einblicke für das Schaltungsdesign:

• Vorwärtsspannung vs. Vorwärtsstrom (Abb. 1-6):Zeigt den typischen Anstieg der Vorwärtsspannung mit zunehmendem Strom, der für die Bestimmung der erforderlichen Ansteuerspannung wesentlich ist.
• Vorwärtsstrom vs. relative Intensität (Abb. 1-7):Veranschaulicht, dass die relative optische Ausgangsleistung bis zum Maximalwert nahezu linear mit dem Vorwärtsstrom ansteigt.
• Pintemperatur vs. relative Intensität (Abb. 1-8):Zeigt, dass die Lichtstärke mit steigender Pin-(Lötstellen-)Temperatur abnimmt, was die Notwendigkeit eines guten Wärmemanagements unterstreicht.
• Pintemperatur vs. Vorwärtsstrom (Abb. 1-9):Zeigt den maximal zulässigen Vorwärtsstrom bei verschiedenen Pintemperaturen, um die Sperrschichttemperatur unter 95 °C zu halten.
• Vorwärtsstrom vs. dominante Wellenlänge (Abb. 1-10):Zeigt eine leichte Verschiebung der dominanten Wellenlänge mit zunehmendem Strom, typischerweise zu längeren Wellenlängen hin (Rotverschiebung).
• Relative Intensität vs. Wellenlänge (Abb. 1-11):Zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Maximum bei etwa 520-530 nm und einer Halbwertsbreite von ~15 nm.
• Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-12):Ein Polardiagramm bestätigt den weiten Abstrahlwinkel von 140° mit relativ gleichmäßiger Intensitätsverteilung.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED kommt in einem Gehäuse von 1,6 mm x 0,8 mm x 0,7 mm. Detaillierte Zeichnungen sind für Draufsicht, Unteransicht und Seitenansicht vorhanden. Die Polarität ist durch eine Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet. Empfohlene Lötpads (PCB-Footprint) sind für eine optimale Montage angegeben.

5.2 Abmessungen des Trägerbands und der Rolle

Die LEDs werden in einem Trägerband mit eingezeichneter Zuführrichtung verpackt. Wichtige Bandabmessungen: Breite 8,0 mm, Teilung 4,0 mm, Kavitätsgröße 1,8 mm x 0,92 mm. Rollenabmessungen: Außendurchmesser 178 ± 1 mm, Innendurchmesser 60 ± 1 mm, Nabendurchmesser 13 ± 0,5 mm. Jede Rolle enthält 4000 Stück. Auf den Rollenetiketten sind Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (Φ, XY, VF, WLD), Menge und Datum angegeben.

5.3 Feuchtigkeitsschutz und Kartonverpackung

Die Rollen sind vakuumversiegelt in Feuchtigkeitssperrbeuteln mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Der Beutel wird anschließend für den Versand in einen Karton gelegt. Das Kartonetikett enthält Handhabungshinweise für elektrostatisch empfindliche Bauteile.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein übliches bleifreies Reflow-Profil wird empfohlen:

• Vorheizen: 150 °C bis 200 °C für 60-120 Sekunden
• Zeit über 217 °C (TL): maximal 60 Sekunden
• Spitzentemperatur (TP): 260 °C für maximal 10 Sekunden
• Abkühlen: maximal 6 °C/s
• Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze: maximal 8 Minuten

Das Reflow-Löten darf nicht öfter als zweimal durchgeführt werden. Überschreitet die Zeitspanne zwischen den Lötprozessen 24 Stunden, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden. Während des Erhitzens darf keine mechanische Belastung ausgeübt werden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Beim manuellen Löten die Temperatur unter 300 °C und die Dauer unter 3 Sekunden halten; nur einmal durchführen. Eine Reparatur nach dem Löten wird nicht empfohlen; falls unvermeidbar, einen Doppelspitzen-Lötkolben verwenden und sicherstellen, dass die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. LEDs nicht auf einem verzogenen PCB montieren oder die Platine nach dem Löten biegen. Schnelles Abkühlen vermeiden.

6.3 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels: bis zu einem Jahr ab Verpackungsdatum bei ≤30 °C, ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit lagern. Nach dem Öffnen: bei ≤30 °C, ≤60 % relative Luftfeuchtigkeit lagern und innerhalb von 168 Stunden verarbeiten. Werden die Lagerbedingungen überschritten, vor der Verwendung mindestens 24 Stunden bei 60 ± 5 °C backen.

7. Zuverlässigkeitstests

Die LED wurde gemäß JEDEC-Standards standardmäßigen Zuverlässigkeitstests unterzogen:

• Reflow (260 °C, 10 s, 2 Zyklen): 0/1 Ausfall
• Temperaturwechsel (-40 °C bis 100 °C, 100 Zyklen): 0/1 Ausfall
• Thermoschock (-40 °C bis 100 °C, 300 Zyklen): 0/1 Ausfall
• Hochtemperaturlagerung (100 °C, 1000 h): 0/1 Ausfall
• Niedrigtemperaturlagerung (-40 °C, 1000 h): 0/1 Ausfall
• Lebensdauertest (25 °C, IF = 20 mA, 1000 h): 0/1 Ausfall

Ausfallkriterien: Anstieg der Vorwärtsspannung um >10 %, Sperrstrom >2-fache obere Spezifikationsgrenze oder Lichtstärke<<70 % der unteren Spezifikationsgrenze.

8. Anwendungshinweise

Diese grüne LED eignet sich für optische Anzeigen, Schalter, Symbole und allgemeine Display-Hintergrundbeleuchtung. Aufgrund des weiten Abstrahlwinkels kann sie in Anwendungen eingesetzt werden, die eine gleichmäßige Beleuchtung über eine große Fläche erfordern. Entwickler sollten durch einen Vorwiderstand eine ordnungsgemäße Strombegrenzung sicherstellen, um die Maximalwerte nicht zu überschreiten. Das Wärmemanagement ist entscheidend: Der hohe Wärmewiderstand (450 °C/W) bedeutet, dass eine Wärmeableitung in Betracht gezogen werden sollte, insbesondere wenn nahe am maximalen Strom gearbeitet wird. Die LED darf nicht Umgebungen mit hohem Schwefelgehalt (über 100 ppm), Brom-/Chlorverbindungen (einzeln<900 ppm, gesamt<1500 ppm) oder flüchtigen organischen Verbindungen ausgesetzt werden, die aus Gehäusematerialien ausgasen können. Klebstoffe mit organischen Dämpfen sollten vermieden werden. Elektrostatische Entladungsschutz ist bei der Handhabung erforderlich. Die Ansteuerschaltung muss so ausgelegt sein, dass nur im Ein- oder Aus-Zustand eine Vorwärtsspannung anliegt; Sperrspannung kann Migration und Beschädigung verursachen.

9. Designbeispiele

Eine typische Anwendung: vier solcher grünen LEDs in einem Statusanzeigefeld, jede mit 15 mA betrieben. Bei einer Versorgungsspannung von 5 V wäre ein Vorwiderstand von 120 Ω (für VF ≈ 3,0 V) geeignet. Der weite Abstrahlwinkel gewährleistet Sichtbarkeit aus allen Richtungen. Für die Hintergrundbeleuchtung eines kleinen Symbols kann die LED in einem reflektierenden Hohlraum platziert werden, um die Gleichmäßigkeit zu optimieren. Der Entwickler muss die Bin-Variabilität berücksichtigen: Die Bestellung eines bestimmten Bins (z. B. VF = H1, WLD = E10, IV = 1CG) gewährleistet eine gleichbleibende Helligkeit und Farbe über alle Einheiten hinweg.

10. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu herkömmlichen bedrahteten grünen LEDs bietet dieses SMD-Gehäuse eine geringere Bauhöhe und eine bessere Kompatibilität mit der automatischen Bestückung. Der weite Abstrahlwinkel (140°) übertrifft typische 120°-Optionen und ist daher vorteilhaft für Anzeigeanwendungen, bei denen eine breitwinklige Sichtbarkeit erforderlich ist. Das Binning-System ermöglicht eine engere Kontrolle von Farbe und Helligkeit als bei nicht gebinnten Bauteilen und verbessert die Konsistenz des Endprodukts.

11. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?A: Ja, aber Sie müssen sicherstellen, dass die Sperrschichttemperatur 95 °C nicht überschreitet. Bei maximalem Strom führt der Wärmewiderstand von 450 °C/W zu einer erheblichen Erwärmung; eine ausreichende Kupferfläche auf der Platine oder eine Wärmeableitung wird empfohlen.

F: Welche genaue Wellenlänge hat diese LED?A: Dies hängt vom Bin ab. Verfügbare Bins reichen von 515 nm bis 530 nm. Das gängigste Bin (E10) liegt bei 520-522,5 nm.

F: Wie viele Reflow-Zyklen hält sie aus?A: Maximal zwei Zyklen. Liegen mehr als 24 Stunden zwischen den Zyklen, ist ein Backen erforderlich, um Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?A: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 °C bis +85 °C, aber stellen Sie sicher, dass die Einsatzumgebung 85 °C nicht überschreitet. Vermeiden Sie außerdem die Exposition gegenüber Schwefel und hoher Luftfeuchtigkeit ohne geeignete Schutzlackierung.

12. Grundlegende Prinzipien

Die Lichtemission dieser LED basiert auf der Elektrolumineszenz eines grün emittierenden III-V-Halbleiterchips (wahrscheinlich auf InGaN/GaN-Materialsystem). Der Chip emittiert Photonen, wenn Elektronen im aktiven Bereich mit Löchern rekombinieren. Die Spitzenwellenlänge wird durch die Bandlückenenergie der Quantentöpfe bestimmt. Der weite Abstrahlwinkel wird durch das Gehäusedesign erreicht, typischerweise durch eine klare Epoxidlinse mit einer flachen Oberseite, die das Licht in einem lambertähnlichen Muster streut. Der niedrige Wärmewiderstand ist für die Wärmeableitung vom Chip zu den Lötpads entscheidend.

13. Branchentrends

Der Trend bei SMD-LEDs geht zu kleineren Gehäusen (z. B. 0603, 0402) mit höherer Effizienz und besserer thermischer Leistung. Dieses 1,6 x 0,8 mm Gehäuse ist ein gängiger Footprint (ähnlich der SMD-Größe 0603). Zukünftige Entwicklungen könnten eine weitere Miniaturisierung, eine verbesserte Farbkonsistenz und einen integrierten ESD-Schutz umfassen. Die Verwendung von phosphorkonvertierten grünen LEDs zur Erzeugung von weißem Licht nimmt ebenfalls zu, aber dieses Produkt ist ein direkter grüner Emitter, der sich für monochromatische Anwendungen eignet.