Inhaltsverzeichnis
1. Produktübersicht
Die ELEM-NB5060J6J8293910-F3C ist eine leistungsstarke, oberflächenmontierbare weiße LED für Anwendungen, die hohe Lichtausbeute und Zuverlässigkeit erfordern. Diese Bauteil nutzt InGaN-Chip-Technologie, um weißes Licht mit einer typischen korrelierten Farbtemperatur (CCT) von 5500K zu erzeugen. Ihr kompaktes 5,0mm x 6,0mm Gehäuse eignet sich für platzbeschränkte Designs und liefert dabei einen typischen Lichtstrom von 260 Lumen bei einem Durchlassstrom von 1000mA.
Die LED ist mit robusten Merkmalen konstruiert, darunter ein ESD-Schutz bis zu 8KV, was sie für Umgebungen geeignet macht, in denen elektrostatische Entladungen ein Thema sind. Sie ist vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), den EU REACH-Verordnungen und wird halogenfrei hergestellt. Dies gewährleistet Umweltsicherheit und erfüllt globale regulatorische Standards für elektronische Bauteile.
1.1 Kernvorteile und Zielmarkt
Die primären Vorteile dieser LED sind ihre Kombination aus kompakter Bauform und hoher optischer Effizienz. Die typische Lichtausbeute ist für ihre Gehäusegröße bemerkenswert. Das Bauteil wird nach Schlüsselparametern wie Gesamtlichtstrom und Farbkoordinaten gruppiert, was Konsistenz für die Serienfertigung in Beleuchtungsanwendungen bietet.
Der Zielmarkt ist breit gefächert und umfasst sowohl Unterhaltungselektronik als auch professionelle Beleuchtung. Zu den identifizierten Hauptanwendungsbereichen zählen Blitzlichtmodule für Mobiltelefonkameras, wo hochenergetisches gepulstes Licht benötigt wird; Aufstecklichter für digitale Videoausrüstung; diverse Innen- und Außenbeleuchtungsanwendungen; Display-Hintergrundbeleuchtung; sowie dekorative oder Automotive-Beleuchtung. Ihre Leistungsmerkmale machen sie zu einer vielseitigen Wahl für Entwickler, die eine zuverlässige, helle weiße Lichtquelle suchen.
2. Analyse der technischen Parameter
2.1 Absolute Maximalwerte
Das Bauteil hat strenge Betriebsgrenzen, um Langlebigkeit zu gewährleisten und Schäden zu verhindern. Die absoluten Maximalwerte sind bei einer Lötpad-Temperatur (Tsolder pad) von 25°C spezifiziert.
- DC-Durchlassstrom (IF): 350 mA (Dauerbetrieb).
- Spitzenpulsstrom (IPuls): 1000 mA. Dieser Wert gilt für eine Pulsdauer von 400ms EIN und 3600ms AUS, was einem maximalen Tastverhältnis von 10% entspricht. Eine Überschreitung kann dauerhafte Schäden verursachen.
- ESD-Festigkeit (Human Body Model): 8000 V.
- Sperrspannung (VR): Hinweis: Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Das Anlegen einer Sperrspannung kann das Bauteil beschädigen.
- Sperrschichttemperatur (TJ): 115 °C (maximal).
- Betriebs- & Lagertemperatur: -40 °C bis +85 °C.
- Verlustleistung (Pulsbetrieb): 3,95 W.
- Löttemperatur: 245 °C (Spitze während des Reflow-Lötens).
- Abstrahlwinkel (2θ1/2): 120 Grad (± 5° Toleranz). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte des Spitzenwerts beträgt.
Kritische Designhinweise:Der Betrieb der LED über längere Zeiträume (mehr als 1 Stunde) an den Maximalwerten wird nicht empfohlen, da dies zu Zuverlässigkeitsproblemen und potenziellen dauerhaften Schäden führen kann. Alle Zuverlässigkeitstests wurden unter gutem Wärmemanagement auf einer 1,0 cm x 1,0 cm Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) durchgeführt. Entwickler müssen eine angemessene Wärmeableitung implementieren, um die Lötpad-Temperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten.
2.2 Elektro-optische Eigenschaften
Die wichtigsten Leistungsparameter werden unter Pulsbedingungen (50ms Pulsbreite) bei Tsolder pad = 25°C gemessen. Dies minimiert Selbsterwärmungseffekte während der Messung.
- Lichtstrom (Φv): Minimum 240 lm, Typisch 260 lm. Die Messtoleranz beträgt ±10%.
- Durchlassspannung (VF): Minimum 2,95V, Typisch 3,3V, Maximum 3,95V bei IF=1000mA. Die Messtoleranz beträgt ±0,1V. Die Durchlassspannung ist ein kritischer Parameter für das Treiberdesign und die Leistungsaufnahmeberechnung.
- Korrelierte Farbtemperatur (CCT): 5000K bis 6000K, mit einem typischen Wert von 5500K. Dies platziert das weiße Licht im Bereich "Kaltweiß" oder "Tageslichtweiß".
3. Erklärung des Binning-Systems
Das Produkt verwendet ein Multiparameter-Binning-System, um Konsistenz zu gewährleisten. Die Artikelnummer ELEM-NB5060J6J8293910-F3C kodiert spezifische Bin-Codes.
3.1 Binning der Durchlassspannung
LEDs werden anhand ihrer Durchlassspannung bei 1000mA in Bins sortiert.
- Bin-Code "2935": VFBereich von 2,95V bis 3,55V.
- Bin-Code "3539": VFBereich von 3,55V bis 3,95V.
Die Artikelnummer zeigt einen Bin-Code von "2939" an.
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. |