Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 2. Optische und elektrische Eigenschaften
- 2.1 Durchlassspannung (VF)
- 2.2 Dominante Wellenlänge (λD)
- 2.3 Leuchtstärke (IV)
- 2.4 Weitere Parameter
- 3. Sortiersystem
- 4. Typische optische Kennlinien
- 4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
- 4.2 Relative Intensität in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
- 4.3 Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von der relativen Intensität
- 4.4 Umgebungstemperatur in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
- 4.5 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der dominanten Wellenlänge
- 4.6 Relative Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge
- 4.7 Abstrahlcharakteristik
- 5. Mechanische und Verpackungsinformationen
- 5.1 Gehäuseabmessungen
- 5.2 Trägerband und Rolle
- 5.3 Etiketteninformationen
- 6. Löt- und Montagerichtlinien
- 6.1 Reflow-Lötprofil
- 6.2 Handlöten
- 6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsbehandlung
- 7. Verpackungs- und Bestellinformationen
- 8. Anwendungsempfehlungen
- 9. Handhabungshinweise
- 10. Zuverlässigkeit und Qualität
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
Diese grüne Chip-LED wird unter Verwendung eines hocheffizienten grünen LED-Chips hergestellt und in einem miniaturisierten SMD-Gehäuse von 1,6 mm x 0,8 mm x 0,4 mm vergossen. Das Bauteil bietet einen dominanten Wellenlängenbereich von 525 nm bis 535 nm und eignet sich daher für verschiedene Anzeige- und Displayanwendungen. Mit einem extrem breiten Abstrahlwinkel von 140° und einer niedrigen Durchlassspannung ab 2,3 V bietet es eine hervorragende optische Leistung für den allgemeinen Einsatz.
Die LED ist für die automatisierte SMT-Bestückung ausgelegt und mit standardmäßigen Reflow-Lötprozessen kompatibel. Sie wird als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 (MSL 3) eingestuft und ist vollständig RoHS-konform. Die absoluten Maximalwerte umfassen eine Verlustleistung von 60 mW, einen Durchlassstrom von 20 mA (Spitzenwert 60 mA) und einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +85 °C.
2. Optische und elektrische Eigenschaften
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten optischen und elektrischen Parameter bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C und einem Prüfstrom von 2 mA zusammen (sofern nicht anders angegeben).
2.1 Durchlassspannung (VF)
Die Durchlassspannung ist in mehrere Unterbereiche (D2, E1, E2, F1, F2, G1, G2) unterteilt, mit typischen Werten von 2,3 V bis 2,9 V und maximalen Werten von 2,4 V bis 3,0 V. Der genaue Bin-Code hängt von der bei IF=2 mA gemessenen Spannung ab.
2.2 Dominante Wellenlänge (λD)
Die dominante Wellenlänge ist in vier Bins unterteilt: F10 (525-527,5 nm), F20 (527,5-530 nm), G10 (530-532,5 nm) und G20 (532,5-535 nm). Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt typisch 15 nm.
2.3 Leuchtstärke (IV)
Die Leuchtstärke wird bei IF=2 mA in Bins von FD0 (90-100 mcd) bis 1FS (150-160 mcd) sortiert. Die Messtoleranz beträgt ±10 %.
2.4 Weitere Parameter
Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 140° (typisch). Der Sperrstrom (IR) bei VR=5 V beträgt ≤10 μA. Der thermische Widerstand (RTHJ-S) beträgt ≤450 °C/W.
3. Sortiersystem
Das Produkt wird nach Durchlassspannung, dominanter Wellenlänge und Leuchtstärke sortiert. Die Bin-Codes sind auf dem Rollenetikett gemäß dem Abschnitt Verpackung gekennzeichnet. Kunden sollten bei der Bestellung die gewünschte Bin-Kombination angeben, um Konsistenz in ihrer Anwendung sicherzustellen.
4. Typische optische Kennlinien
Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die Entwicklern helfen, das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen zu verstehen.
4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
Bei geringem Strom (unter 5 mA) steigt die Durchlassspannung stark an. Die Kurve zeigt die für Dioden typische nichtlineare Beziehung. Bei 20 mA beträgt die Durchlassspannung etwa 3,0 V (typisch für grüne Chips).
4.2 Relative Intensität in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
Die relative Leuchtstärke steigt linear mit dem Durchlassstrom bis etwa 20 mA an, danach beginnt die Sättigung. Diese Kurve ist nützlich, um den optimalen Treiberstrom für eine bestimmte Helligkeitsanforderung zu ermitteln.
4.3 Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von der relativen Intensität
Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die relative Intensität ab. Bei 100 °C sinkt die Intensität auf etwa 0,85 des Wertes bei 25 °C. Ein effektives Wärmemanagement ist entscheidend, um eine konstante Lichtausbeute zu gewährleisten.
4.4 Umgebungstemperatur in Abhängigkeit vom Durchlassstrom
Der maximale Durchlassstrom muss bei höheren Umgebungstemperaturen reduziert werden. Der sichere Betriebsbereich ist in der Kurve definiert; z. B. sinkt der zulässige Durchlassstrom bei 100 °C auf etwa 10 mA.
4.5 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der dominanten Wellenlänge
Eine Erhöhung des Durchlassstroms von 0 auf 30 mA führt aufgrund der Erwärmung des pn-Übergangs zu einer leichten Verschiebung der dominanten Wellenlänge (ca. 2-3 nm in Richtung längerer Wellenlängen). Dieser Effekt muss bei farbkritischen Anwendungen berücksichtigt werden.
4.6 Relative Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge
Das Spektrum zeigt eine schmale Emissionsspitze bei etwa 527 nm (typisch für Grün). Die Halbwertsbreite (FWHM) beträgt etwa 15 nm, was eine gute Farbreinheit ergibt.
4.7 Abstrahlcharakteristik
Das polare Abstrahldiagramm zeigt eine breite, Lambertsche Verteilung mit halber Intensität bei etwa ±70°. Dies macht die LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Beleuchtung erfordern.
5. Mechanische und Verpackungsinformationen
5.1 Gehäuseabmessungen
Das LED-Gehäuse misst 1,6 mm (Länge) x 0,8 mm (Breite) x 0,4 mm (Höhe). Die Toleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Draufsicht zeigt zwei elektrische Pads (Pad 1 und Pad 2) mit den Abmessungen 0,22 mm x 0,70 mm. Die Unterseite zeigt die Polungsmarkierung (Anodenpad ist größer). Das empfohlene Lötmuster wird mit Paddimensionen von 0,8 mm x 0,8 mm und einem Abstand von 2,4 mm angegeben.
5.2 Trägerband und Rolle
Die LEDs sind in Trägerband mit 8 mm Breite, 4 mm Teilung und einer Kavitatsgröße verpackt, die das Gehäuse 1,6x0,8 mm aufnimmt. Das Band enthält Polungsmarkierungen und ein Abdeckband. Jede Rolle enthält 4.000 Stück. Der Rollenaußendurchmesser beträgt 178±1 mm, der Nabendurchmesser 60±1 mm und die Bandbreite 8,0±0,1 mm.
5.3 Etiketteninformationen
Das Rollenetikett enthält die Teilenummer, die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, den Bin-Code (Lichtstrom, Farbart, Durchlassspannung, Wellenlänge), die Menge und den Datumscode. Das Etikett ist auf der Rolle sowie auf dem Feuchtigkeitsschutzbeutel angebracht.
6. Löt- und Montagerichtlinien
6.1 Reflow-Lötprofil
Das empfohlene Reflow-Profil folgt den JEDEC-Standards. Wichtige Parameter: Aufheizrate ≤3 °C/s, Vorwärmen von 150 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden, Zeit oberhalb von 217 °C (TL) von 60-150 Sekunden, Spitzentemperatur (TP) 260 °C mit einer maximalen Zeit von 10 Sekunden innerhalb von 5 °C unter TP, und Abkühlrate ≤6 °C/s. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze sollte 8 Minuten nicht überschreiten. Es sind nur zwei Reflow-Durchläufe erlaubt.
6.2 Handlöten
Sofern Handlöten erforderlich ist, darf die Lötkolbentemperatur ≤300 °C betragen und die Kontaktzeit ≤3 Sekunden. Es ist nur ein Handlötvorgang zulässig.
6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsbehandlung
Die LEDs werden in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel gelagert. Vor dem Öffnen des Beutels betragen die Lagerbedingungen ≤30 °C und ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit für bis zu einem Jahr. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 168 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verarbeitet werden. Wenn die Lagerzeit überschritten wird oder das Trockenmittel Feuchtigkeit anzeigt, müssen die LEDs vor der Verwendung bei 60±5 °C für mindestens 24 Stunden gebacken werden.
7. Verpackungs- und Bestellinformationen
Die Standardverpackungseinheit ist eine Rolle mit 4.000 Stück. Die Rollen sind in Feuchtigkeitsschutzbeuteln versiegelt, mit Etiketten, die die Bin-Codes angeben. Mehrere Rollen werden in Kartons verpackt. Bei der Bestellung sollten Kunden die erforderlichen Bin-Codes für Durchlassspannung, Wellenlänge und Intensität angeben, um die Produktgleichmäßigkeit zu gewährleisten.
8. Anwendungsempfehlungen
Diese grüne LED eignet sich für optische Anzeigen, Schalter, Symbole, Displays und allgemeine Beleuchtung. Entwickler sollten das Wärmemanagement berücksichtigen: Die Sperrschichttemperatur darf 95 °C nicht überschreiten und die Verlustleistung sollte unter 60 mW gehalten werden. Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, um Stromüberhöhungen aufgrund von Spannungsschwankungen zu verhindern. Die LED ist ESD-empfindlich (HBM 1000 V); während der Handhabung ist ein ordnungsgemäßer ESD-Schutz erforderlich.
9. Handhabungshinweise
Vermeiden Sie mechanische Belastung der Silikonlinse. Verwenden Sie geeignete Werkzeuge, um die LEDs von der Seite aufzunehmen und zu platzieren. Berühren Sie die Linsenoberfläche nicht direkt. Die Umgebung muss einen niedrigen Schwefelgehalt aufweisen (< 100 ppm), um Verfärbungen zu vermeiden. Der Brom- und Chlorgehalt in umgebenden Materialien sollte einzeln < 900 ppm und insgesamt < 1500 ppm betragen. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können die Silikonverkapselung angreifen; vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe abgeben.<100 ppm) um Verfärbungen zu vermeiden. Der Brom- und Chlorgehalt in umgebenden Materialien sollte einzeln<900 ppm und insgesamt<1500 ppm betragen. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können die Silikonverkapselung angreifen; vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe abgeben.
10. Zuverlässigkeit und Qualität
Das Produkt wird Zuverlässigkeitstests unterzogen, darunter Reflow (260 °C, 10 s, 2 Zyklen), Temperaturwechsel (-40 °C bis 100 °C, 100 Zyklen), Thermoschock (-40 °C bis 100 °C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100 °C, 1000 h), Tieftemperaturlagerung (-40 °C, 1000 h) und Lebensdauertest (25 °C, 2 mA, 1000 h). Akzeptanzkriterien: Änderung der Durchlassspannung ≤1,1x oberer Spezifikationsgrenzwert, Sperrstrom ≤2x oberer Spezifikationsgrenzwert und Leuchtstärke ≥0,7x unterer Spezifikationsgrenzwert.
Die bereitgestellten technischen Informationen basieren auf typischen Eigenschaften und stellen keine Garantie für spezifische Anwendungen dar. Endbenutzer sollten die Leistung unter ihren eigenen Systembedingungen verifizieren.
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. |