Spezifikation: Grüne LED 2,0x1,25x0,7mm - Durchlassspannung 2,8-3,5V - Leistung 105mW - Wellenlänge 515-530nm

1. Produktübersicht

Diese Spezifikation beschreibt die grüne SMD LED Modell RF-GNB170TS-CF, gefertigt mit einem grünen Chip in einem kompakten Gehäuse von 2,0mm x 1,25mm x 0,7mm. Sie ist für allgemeine optische Anzeigen, Schalter- und Symbol-Hintergrundbeleuchtung sowie andere übliche Displayanwendungen ausgelegt. Die LED bietet einen extrem weiten Betrachtungswinkel (typ. 140°) und eignet sich für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse. Sie erfüllt die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 und ist RoHS-konform.

2. Optische und elektrische Eigenschaften

2.1 Durchlassspannung (VF)

Bei einem Prüfstrom von 20mA wird die Durchlassspannung in mehrere Gruppen eingeteilt: G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V), J1 (3,4-3,5V). Die typische Durchlassspannung ist nicht angegeben, liegt aber innerhalb dieser Bereiche. Die Messtoleranz beträgt ±0,1V.

2.2 Dominante Wellenlänge (λD)

Die dominante Wellenlänge bei 20mA reicht von 515,0nm bis 530nm, sortiert in die Gruppen: D10 (515,0-517,5nm), D20 (517,5-520,0nm), E10 (520,0-522,5nm), E20 (522,5-525,0nm), F10 (525,0-527,5nm), F20 (527,5-530nm). Dies entspricht einer grünen Emissionsfarbe. Messtoleranz ±2nm.

2.3 Lichtstärke (IV)

Die Lichtstärke bei 20mA wird wie folgt eingeteilt: 1AU (260-330 mcd), 1AV (330-430 mcd), 1CG (430-560 mcd), 1CL (560-700 mcd), 1CM (700-900 mcd). Typischer Halbwertswinkel beträgt 140°. Messtoleranz ±10%.

2.4 Weitere optische Parameter

Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt typisch 15nm. Der Sperrstrom (IR) bei VR=5V beträgt weniger als 10μA. Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RthJ-S) bei 20mA beträgt 450°C/W.

3. Absolute Grenzwerte

Die maximale Verlustleistung beträgt 105mW, der Durchlassstrom 30mA (DC), der Spitzen-Durchlassstrom 60mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Impuls). Die elektrostatische Entladungsfestigkeit (HBM) beträgt 1000V. Betriebstemperaturbereich -40°C bis +85°C, Lagerungstemperatur -40°C bis +85°C, maximale Sperrschichttemperatur 95°C. Es ist darauf zu achten, dass die Verlustleistung den absoluten Grenzwert nicht überschreitet.

4. Sortiersystem

4.1 Wellenlängensortierung

Sechs dominante Wellenlängengruppen von 515nm bis 530nm sind verfügbar (D10, D20, E10, E20, F10, F20). Jede Gruppe deckt einen Bereich von 2,5nm ab und ermöglicht die Auswahl eines bestimmten Grüntons.

4.2 Lichtstärkengruppen

Fünf Lichtstärkengruppen reichen von 260 mcd bis 900 mcd (1AU, 1AV, 1CG, 1CL, 1CM). Höhere Gruppen bedeuten hellere Bauteile.

4.3 Durchlassspannungsgruppen

Sieben Spannungsgruppen decken 2,8V bis 3,5V ab (G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1). Dies ermöglicht das Abgleichen von LEDs in Serien-/Parallelschaltungen für gleichmäßige Helligkeit.

5. Typische Kennlinien

5.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die Kurve zeigt einen Anstieg der Durchlassspannung von etwa 2,5V bei 5mA auf über 3,0V bei 30mA, typisch für InGaN-grüne LEDs.

5.2 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der relativen Intensität

Die relative Intensität steigt nahezu linear mit dem Durchlassstrom bis 30mA an, mit leichter Sättigung bei höheren Strömen.

5.3 Temperatureinflüsse

Die relative Intensität nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab; bei 100°C sinkt sie auf etwa 70% des Wertes bei 25°C. Der maximal zulässige Durchlassstrom wird ebenfalls mit steigender Pins-Temperatur reduziert, von 30mA bei 25°C auf nahe Null bei 120°C.

5.4 Wellenlänge in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich leicht (von ~521nm bei 10mA auf ~527nm bei 30mA) aufgrund von Bandfüllungseffekten. Diese Blauverschiebung mit steigendem Strom ist typisch für InGaN-LEDs.

5.5 Spektrum und Abstrahlcharakteristik

Die spektrale Verteilung hat ein Maximum um 520-530nm mit einer Halbwertsbreite von ~15nm. Das Abstrahldiagramm zeigt einen weiten Betrachtungswinkel von 140°, wobei die relative Intensität bei ±70° auf 50% abfällt.

6. Mechanisches Gehäuse und Abmessungen

Das Gehäuse ist 2,00mm × 1,25mm × 0,70mm (Toleranz ±0,2mm). Die Draufsicht zeigt eine rechteckige Form mit abgeschrägten Ecken (R0,20). Die Bodenansicht zeigt die Polarität (Pad 1 ist Kathode, Pad 2 ist Anode). Das Lötmuster empfiehlt ein Pad von 3,2mm × 1,2mm mit 0,8mm Abstand. Die empfohlenen Lötmusterabmessungen sind im Datenblatt angegeben.

7. Löt- und Handhabungsrichtlinien

7.1 Reflow-Lötprofil

Empfohlenes Reflow-Profil: Vorheizen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden; Aufheizrate ≤3°C/s; Zeit über 217°C (TL) 60-120 Sekunden; Spitzentemperatur 260°C für maximal 10 Sekunden; Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis Spitze ≤8 Minuten. Maximal zwei Reflow-Zyklen. Während des Erhitzens keine mechanische Belastung ausüben.

7.2 Handlöten und Nacharbeit

Die Temperatur des Handlötkolbens sollte unter 300°C liegen, die Lötzeit weniger als 3 Sekunden betragen, nur einmal. Falls Nacharbeit erforderlich ist, einen Doppelspitzen-Lötkolben verwenden. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen nach dem Löten.

7.3 Vorsichtsmaßnahmen

Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen PCB-Bereichen. Während des Abkühlens keine mechanische Kraft oder Vibration ausüben. Vermeiden Sie die Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen (Grenzwert<100ppm für Schwefel). Der Brom- und Chlorgehalt in externen Materialien muss jeweils<900ppm betragen, insgesamt<1500ppm. Ausgasende Klebstoffe sollten vermieden werden. Geeignete ESD-Schutzmaßnahmen sind erforderlich.

8. Verpackungs- und Bestellinformationen

Verpackungsmenge: 4000 Stück pro Rolle. Abmessungen des Gurtbands: 8mm Breite, 4mm Teilung, mit Abdeckband. Rollendurchmesser 178mm ±1mm, Nabe 60mm ±0,1mm. Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel wird für feuchtigkeitsempfindliche Bauteile der Stufe 3 verwendet. Etiketten enthalten Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Code für Lichtstrom, Farbort, Durchlassspannung, Wellenlänge, Menge und Datum.

9. Zuverlässigkeitstestdaten

Die Zuverlässigkeitstests entsprechen den JEDEC-Standards: Reflow (260°C, 10s, 2 Mal) – 22 Stück; Temperaturwechsel (-40°C bis 100°C, 30min Haltezeit, 100 Zyklen) – 22 Stück; Thermoschock (-40°C bis 100°C, 15min Haltezeit, 300 Zyklen) – 22 Stück; Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000h) – 22 Stück; Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000h) – 22 Stück; Lebensdauertest (Ta=25°C, IF=20mA, 1000h) – 22 Stück. Akzeptanzkriterien: Durchlassspannung darf nicht mehr als 1,1×USL betragen, Sperrstrom nicht mehr als 2×USL, Lichtstrom nicht weniger als 0,7×LSL.

10. Anwendungshinweise

10.1 Typische Anwendungen

Ideal für optische Anzeigen, Schalter- und Symbol-Hintergrundbeleuchtung, allgemeine Beleuchtung in Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Kfz-Innenbeleuchtung.

10.2 Thermische Auslegung

Die Wärmeableitung ist entscheidend, um eine Überschreitung der Sperrschichttemperatur von 95°C zu vermeiden. Ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte und thermische Durchkontaktierungen werden empfohlen. Der Wärmewiderstand von 450°C/W weist auf ein kleines Gehäuse hin; ein gutes Wärmemanagement ist für den Betrieb mit hohem Strom unerlässlich.

10.3 Schaltungsdesign-Überlegungen

Jede LED benötigt einen Strombegrenzungswiderstand. Ein Sperrspannungsschutz (z. B. eine parallele Diode) ist erforderlich, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden. Die Durchlassspannungsunterschiede zwischen den Gruppen sollten beim Entwurf von Seriensträngen berücksichtigt werden.

11. Vergleich mit alternativen grünen LEDs

Dieses 2,0x1,25mm-Gehäuse bietet eine kompakte Grundfläche mit einem weiten Betrachtungswinkel von 140°, der breiter ist als bei vielen standardmäßigen 0603 (1,6x0,8mm) oder 0805 (2,0x1,25mm) Alternativen, die typischerweise einen Betrachtungswinkel von 120° bieten. Der Wellenlängenbereich (515-530nm) deckt sowohl reines Grün als auch Gelbgrün ab und eignet sich für die Anpassung an spezifische Farbanforderungen. Der Intensitätsbereich bis zu 900mcd bietet ausreichende Helligkeit für Anzeigeanwendungen. Der Wärmewiderstand ist jedoch im Vergleich zu größeren LED-Gehäusen relativ hoch; ein sorgfältiges Wärmemanagement ist erforderlich.

12. Häufig gestellte Fragen

F: Kann diese LED kontinuierlich mit 30mA betrieben werden?
A: Ja, aber nur, wenn die Sperrschichttemperatur unter 95°C bleibt. Eine ausreichende Kühlung ist erforderlich. Bei hohen Umgebungstemperaturen ist eine Leistungsreduzierung notwendig.

F: Wie lange ist die Lagerfähigkeit vor dem Öffnen des versiegelten Beutels?
A: Bis zu 1 Jahr im Originalbeutel bei 30°C/75%RH. Nach dem Öffnen muss die LED innerhalb von 168 Stunden bei 30°C/60%RH verarbeitet werden, andernfalls ist ein Backen erforderlich (60°C für 24h).

F: Was bedeutet "Spektrale Halbwertsbreite" von 15nm?
A: Es gibt die volle Breite bei halbem Maximum des Emissionsspektrums an. Eine schmalere Bandbreite bedeutet reinere Farbe; 15nm ist typisch für InGaN-grüne LEDs.

F: Kann die LED im Außenbereich eingesetzt werden?
A: Der Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C ist für viele Außenanwendungen geeignet, jedoch kann direkte Einwirkung hoher Luftfeuchtigkeit (>75%RH) ohne Schutzlack die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Schwefel- und Halogenkontamination müssen vermieden werden.

13. Praxisbeispiel

In einem Smart-Home-Bedienfeld werden mehrere grüne LEDs zur Anzeige des Gerätestatus verwendet. Die Verwendung der Gruppe F10 (525-527,5nm, 560-700mcd) sorgt für eine gleichmäßige grüne Hintergrundbeleuchtung. Ein Vorwiderstand von 150Ω bei 5V Versorgungsspannung begrenzt den Strom auf 20mA. Der weite Betrachtungswinkel von 140° gewährleistet die Lesbarkeit aus verschiedenen Winkeln. Das kompakte 2,0x1,25mm-Gehäuse ermöglicht eine dichte Platzierung auf einer kleinen Leiterplatte. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 der LED erfordert ein Backen, wenn die Panelmontage nicht innerhalb von 168 Stunden nach Öffnen des Feuchtigkeitssperrbeutels abgeschlossen wird.

14. Funktionsprinzip

Diese SMD LED basiert auf einem grünen InGaN (Indium-Gallium-Nitrid)-Chip. Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher in der aktiven Schicht und emittieren Photonen mit einer Energie, die der grünen Wellenlänge (515-530nm) entspricht. Der Chip ist in eine transparente Silikon- oder Epoxidlinse eingekapselt, die eine effiziente Lichtauskopplung und einen weiten Abstrahlwinkel ermöglicht. Das Gehäuse verwendet ein standardmäßiges Side-View-SMT-Design mit zwei Lötpads für den elektrischen Anschluss.

15. Technologietrends

Grüne LEDs auf InGaN-Basis haben eine kontinuierliche Verbesserung der Effizienz erfahren. Aktuelle Trends umfassen eine höhere Lichtausbeute (>200 lm/W bei Premiumteilen), eine schmalere spektrale Bandbreite für bessere Farbreinheit und kleinere Gehäuse für die Miniaturisierung. Dieses Produkt repräsentiert eine ausgereifte Technologie, die für kostensensible Massenproduktion geeignet ist. Zukünftige Entwicklungen könnten ein besseres Wärmemanagement bei gleicher Grundfläche und eine verbesserte ESD-Robustheit umfassen.