LTPL-C035GH530 LED Datenblatt - 3,5x3,5x1,6mm - 3,0V typ. - 1,9W max. - Grün 530nm - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTPL-C035GH530 ist eine hochleistungsfähige, energieeffiziente grüne Leuchtdiode (LED) für Anwendungen in der Festkörperbeleuchtung. Sie stellt eine kompakte und zuverlässige Lichtquelle dar, die die Langlebigkeitsvorteile der LED-Technologie mit hoher Helligkeit kombiniert. Dieses Produkt bietet Designflexibilität und eignet sich für Anwendungen, die konventionelle Beleuchtungslösungen durch effizientere und langlebigere Alternativen ersetzen möchten.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Die LED bietet mehrere deutliche Vorteile, die sie für anspruchsvolle Anwendungen geeignet machen:

• IC-Kompatibilität:Einfache Integration mit Standard-ICs, was die Treiberentwicklung vereinfacht.
• Umweltkonformität:Das Bauteil ist RoHS-konform und wird mit bleifreien Prozessen hergestellt, entsprechend modernen Umweltstandards.
• Betriebseffizienz:Geringere Betriebskosten im Vergleich zu traditionellen Lichtquellen dank hoher elektrisch-optischer Wandlungseffizienz.
• Reduzierte Wartung:Die lange Lebensdauer der LED-Technologie reduziert Wartungshäufigkeit und -kosten über die Produktlebensdauer erheblich.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der wichtigsten Leistungsparameter der LED unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C).

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen wird nicht empfohlen.

• DC-Durchlassstrom (If):Maximal 500 mA.
• Leistungsaufnahme (Po):Maximal 1,9 Watt.
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-55°C bis +100°C.
• Sperrschichttemperatur (Tj):Maximal 125°C.

Wichtiger Hinweis:Längerer Betrieb unter Sperrspannungsbedingungen kann zum Bauteilversagen führen.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einem Durchlassstrom (If) von 350mA.

• Durchlassspannung (Vf):Typisch 3,0V, im Bereich von 2,6V (Min.) bis 3,8V (Max.).
• Lichtstrom (Φv):Typisch 120 Milliwatt (mW) Strahlungsfluss, entsprechend einer spezifischen Lichtausbeute. Der Bereich liegt zwischen 90 mW (Min.) und 150 mW (Max.). Der Lichtstrom wird mit einer Ulbricht-Kugel gemessen.
• Dominante Wellenlänge (Wd):Definiert die wahrgenommene Farbe. Für diese grüne LED liegt sie im Bereich von 520 nm bis 540 nm.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 130 Grad, was auf ein breites Strahlprofil hinweist.
• Wärmewiderstand (Rth jc):Typisch 9 °C/W von der Sperrschicht zum Gehäuse. Dieser Parameter ist entscheidend für das Wärmemanagement-Design, mit einer Messtoleranz von ±10%.

3. Erklärung des Bin-Code-Systems

Um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistung sortiert. Der Bin-Code ist auf der Verpackung markiert.

3.1 Binning der Durchlassspannung (Vf)

LEDs werden basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall bei 350mA kategorisiert.
V0: 2,6V - 3,0V
V1: 3,0V - 3,4V
V2: 3,4V - 3,8V
Toleranz: ±0,1V

3.2 Binning des Lichtstroms (Φe)

LEDs werden nach ihrem Strahlungsfluss bei 350mA sortiert.
L1: 90 mW - 110 mW
L2: 110 mW - 130 mW
L3: 130 mW - 150 mW
Toleranz: ±10%

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge (Wd)

Eine präzise Farbauswahl wird durch Wellenlängen-Bins erreicht.
D5E: 520 nm - 525 nm
D5F: 525 nm - 530 nm
D5G: 530 nm - 535 nm
D5H: 535 nm - 540 nm
Toleranz: ±3nm

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Entwicklungsingenieure wesentlich sind.

4.1 Relativer Lichtstrom vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist nichtlinear, und ein Betrieb über dem empfohlenen Strom führt zu verringerter Effizienz und erhöhter Wärmeentwicklung.

4.2 Relative spektrale Verteilung

Dieses Diagramm zeigt die Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen, zentriert um die dominante Wellenlänge (z.B. ~530nm für das D5G-Bin), und verdeutlicht die spektrale Reinheit des grünen Lichts.

4.3 Abstrahlcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht die räumliche Verteilung der Lichtintensität und bestätigt den breiten Abstrahlwinkel von 130 Grad.

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

Diese grundlegende Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Spannung und Strom in einer Diode. Sie ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.

4.5 Relativer Lichtstrom vs. Gehäusetemperatur

Diese kritische Kurve zeigt den negativen Einfluss steigender Temperatur auf die Lichtleistung. Mit steigender Gehäusetemperatur nimmt der Lichtstrom ab, was die Bedeutung eines effektiven Wärmemanagements in der Anwendung unterstreicht.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die Gehäuseabmessungen betragen etwa 3,5mm x 3,5mm in der Grundfläche. Die Linsenhöhe und die Länge/Breite des Keramiksubstrats haben engere Toleranzen (±0,1mm) im Vergleich zu anderen Abmessungen (±0,2mm). Die thermische Anschlussfläche ist elektrisch von der Anoden- und Kathodenfläche isoliert.

5.2 Empfohlene Lötfläche auf der Leiterplatte

Ein Lötflächenlayout wird bereitgestellt, um ein korrektes Löten und eine gute thermische Verbindung zu gewährleisten. Das Design umfasst separate Flächen für Anode, Kathode und die zentrale thermische Anschlussfläche zur Wärmeableitung.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Reflow-Profil wird bereitgestellt, das kontrollierte Aufheiz- und Abkühlraten betont. Wichtige Parameter sind:
- Die Spitzentemperatur sollte kontrolliert werden.
- Ein schneller Abkühlprozess wird nicht empfohlen.
- Die niedrigstmögliche Löttemperatur ist wünschenswert.
- Der Reflow-Vorgang sollte maximal dreimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf maximal 2 Sekunden begrenzt werden, und dies nur einmalig.

6.3 Reinigung

Zur Reinigung sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das LED-Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Die LEDs werden auf geprägter Trägerfolie und Rollen geliefert, die den EIA-481-1-B-Spezifikationen entsprechen.
- Rollengröße: 7 Zoll.
- Maximale Stückzahl pro Rolle: 500 Stück.
- Deckfolie versiegelt leere Taschen.
- Maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile sind zulässig.

8. Zuverlässigkeitstestplan

Das Produkt durchläuft strenge Zuverlässigkeitstests. Der Testplan umfasst:
1. Niedrig-/Hochtemperatur-Betriebslebensdauer (LTOL/HTOL).
2. Raumtemperatur-Betriebslebensdauer (RTOL).
3. Feuchte-Hochtemperatur-Betriebslebensdauer (WHTOL).
4. Temperaturschock (TMSK).
5. Hochtemperaturlagerung.
Die Pass/Fail-Kriterien basieren auf Änderungen der Durchlassspannung (±10%) und des Lichtstroms (±15%) nach dem Test.

9. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

9.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit bei Parallelschaltung mehrerer LEDs zu gewährleisten, sollte jede LED ihren eigenen in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand haben. Die Ansteuerung von LEDs in Reihe mit einer Konstantstromquelle ist im Allgemeinen für eine bessere Anpassung vorzuziehen.

9.2 Wärmemanagement

Angesichts des Wärmewiderstands (9°C/W) und der Empfindlichkeit der Lichtleistung gegenüber der Temperatur ist eine ordnungsgemäße Wärmeableitung unerlässlich. Die zentrale thermische Anschlussfläche muss mit einer ausreichend großen Kupferfläche auf der Leiterplatte verbunden werden, um Wärme effektiv abzuführen und Leistung sowie Lebensdauer zu erhalten.

9.3 Optisches Design

Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht diese LED geeignet für Flächenbeleuchtung und Beleuchtungsanwendungen, bei denen eine breite Abdeckung benötigt wird. Für fokussierte Strahlen wären Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich.

10. Technischer Vergleich und Positionierung

Im Vergleich zu traditioneller Glüh- oder Leuchtstofflampenbeleuchtung bietet diese LED eine deutlich höhere Effizienz, längere Lebensdauer (typischerweise Zehntausende Stunden), sofortige Einschaltfähigkeit und größere Robustheit. Innerhalb des LED-Marktes macht ihre Kombination aus hoher Leistung (1,9W max.), kompakter Größe und präzisem Binning für Farbe und Lichtstrom sie wettbewerbsfähig für Anwendungen, die konstante, helle grüne Beleuchtung erfordern.

11. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der typische Betriebsstrom?
A: Die elektro-optischen Kenngrößen sind bei 350mA spezifiziert, was der empfohlene typische Betriebspunkt für eine ausgewogene Leistung ist.

F: Wie interpretiere ich die Bin-Codes?
A: Der Bin-Code (z.B. V1L2D5G) gibt das Binning der Durchlassspannung (V1), des Lichtstroms (L2) und der dominanten Wellenlänge (D5G) dieser spezifischen LED an und stellt sicher, dass Sie Bauteile mit eng gruppierten Eigenschaften erhalten.

F: Warum ist Wärmemanagement so wichtig?
A: Wie in den Kennlinien gezeigt, nimmt die Lichtleistung mit steigender Temperatur ab. Übermäßige Hitze beschleunigt auch den Alterungsprozess und verkürzt die Lebensdauer der LED. Eine ordnungsgemäße Wärmeableitung ist für einen zuverlässigen Betrieb unverzichtbar.

12. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf eines Anzeigepanels mit gleichmäßiger grüner Hintergrundbeleuchtung.
1. Bauteilauswahl:Geben Sie einen engen Bin-Code an (z.B. D5F für Wellenlänge, L2 für Lichtstrom), um Farb- und Helligkeitskonsistenz über alle LEDs im Panel hinweg sicherzustellen.
2. Schaltungsentwurf:Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber. Bei Parallelschaltung sollte jeder LED ein eigener Widerstand vorgeschaltet werden, um geringfügige Vf-Schwankungen auszugleichen und ungleiche Stromverteilung zu verhindern.
3. Leiterplattenlayout:Entwerfen Sie die Leiterplatte mit großen thermischen Flächen, die mit der thermischen Anschlussfläche der LED verbunden sind. Verwenden Sie Wärmeleitdurchkontaktierungen, um Wärme zu inneren oder unteren Kupferschichten zu leiten.
4. Montage:Befolgen Sie das empfohlene Reflow-Profil genau, um thermischen Schock zu vermeiden und zuverlässige Lötstellen zu gewährleisten.

13. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauteils rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die spezifische Farbe des Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. In dieser grünen LED werden typischerweise Materialien wie Indiumgalliumnitrid (InGaN) so ausgelegt, dass sie Photonen im Wellenlängenbereich von 520-540 nm erzeugen.

14. Technologietrends

Die Festkörperbeleuchtungsindustrie entwickelt sich weiter, wobei die Trends auf Folgendes abzielen:
- Erhöhte Effizienz:Erreichen höherer Lumen pro Watt (lm/W), um den Energieverbrauch weiter zu senken.
- Verbesserte Farbqualität:Erhöhung des Farbwiedergabeindex (CRI) und Bereitstellung gesättigterer und konsistenterer Farben.
- Höhere Leistungsdichte:Mehr Lichtleistung in kleineren Gehäusen, was immer bessere Wärmemanagementlösungen erfordert.
- Smart-Lighting-Integration:Integration von Treibern mit Dimmfunktion, Farbabstimmung und Konnektivität für IoT-Anwendungen.
Produkte wie die LTPL-C035GH530 entsprechen diesen Trends, indem sie eine hochhelle, effiziente Lichtquelle in einem kompakten Formfaktor bieten, der sich für moderne Beleuchtungsdesigns eignet.