Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Merkmale
- 1.3 Anwendungen
- 2. Gehäuseabmessungen und mechanische Informationen
- 2.1 Gehäuseabmessung
- 3. Technische Parameter
- 3.1 Elektrische und optische Kennwerte (Ts=25°C)
- 3.2 Absolute Grenzwerte
- 4. Binning-System
- 5. Typische optische Kennlinien
- 6. Verpackungsinformationen
- 6.1 Verpackungsspezifikation
- 6.2 Rollenabmessungen
- 6.3 Etiketteninformationen
- 6.4 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
- 6.5 Karton
- 7. Zuverlässigkeitsprüfungen und Bedingungen
- 8. SMT-Reflow-Lötanleitung
- 8.1 Empfohlenes Reflow-Profil
- 8.2 Manuelles Löten
- 8.3 Reparatur
- 8.4 Vorsichtsmaßnahmen
- 9. Handhabungshinweise
- 9.1 Umweltschutz
- 9.2 Schaltungsdesign
- 9.3 Thermomanagement
- 9.4 Lagerung und Backen
- 9.5 ESD-Empfindlichkeit
- 10. Funktionsprinzip
- 11. Anwendungshinweise
- 11.1 Typische Anwendungsfälle
- 11.2 Design-Überlegungen
- 12. Häufig gestellte Fragen
- 13. Technologietrends
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
1.1 Allgemeine Beschreibung
Die Farb-LED wird mit einem blauen und einem orangefarbenen Chip hergestellt, was eine einzigartige Farbausgabe ermöglicht, die für verschiedene Anzeige- und Displayanwendungen geeignet ist. Das Gehäuse misst 1,6 mm x 1,6 mm x 0,7 mm und ist daher ideal für kompakte SMT-Designs. Dieses Bauteil ist für den allgemeinen Gebrauch konzipiert, bei dem eine Kombination aus blauem und orangefarbenem Licht erforderlich ist.
1.2 Merkmale
- Extrem großer Betrachtungswinkel von 140°.
- Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3.
- RoHS-konform.
1.3 Anwendungen
Optische Anzeigen, Schalter- und Symbolanzeigen, dekorative Beleuchtung und andere Anwendungen, die eine kompakte mehrfarbige LED erfordern.
2. Gehäuseabmessungen und mechanische Informationen
2.1 Gehäuseabmessung
Die LED hat eine Draufsichtabmessung von 1,60 mm x 1,60 mm, mit einer Höhe von 0,70 mm (einschließlich Linse). Die Polarität ist markiert: Pin 1 ist Anode für den orangefarbenen Chip, Pin 2 ist Kathode für den orangefarbenen Chip, Pin 3 ist Anode für den blauen Chip, Pin 4 ist Kathode für den blauen Chip, gemäß der Bodenansicht. Ein Lötmuster wird für optimale Wärmeableitung und mechanische Stabilität bereitgestellt. Alle Abmessungen in Millimetern mit Toleranzen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.
3. Technische Parameter
3.1 Elektrische und optische Kennwerte (Ts=25°C)
Bei einem Prüfstrom von 20 mA liegt die Durchlassspannung für den orangefarbenen Chip zwischen 1,8 V und 2,4 V (typisch 2,0 V) und für den blauen Chip zwischen 2,8 V und 3,5 V (typisch 3,2 V). Die dominante Wellenlänge wird gebinnt: orangefarbene Chips sind in den Bins D00 (615-620 nm), E00 (620-625 nm), F00 (625-630 nm), G00 (630-635 nm) erhältlich; blaue Chips in den Bins B10 (455-457,5 nm), B20 (457,5-460 nm), C10 (460-462,5 nm), C20 (462,5-465 nm). Die spektrale Halbwertsbreite beträgt typisch 30 nm für Orange und 15 nm für Blau. Die Lichtstärke wird ebenfalls gebinnt: orangefarbene Bins umfassen F00 (65-100 mcd), G00 (100-150 mcd), 1KQ (150-225 mcd); blaue Bins umfassen E00 (43-65 mcd), F00 (65-100 mcd), G00 (100-150 mcd), 1KQ (150-225 mcd). Der Betrachtungswinkel beträgt 140°. Der Sperrstrom bei 5 V beträgt max. 10 µA. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle beträgt max. 450 °C/W.
3.2 Absolute Grenzwerte
Leistungsaufnahme: orange 72 mW, blau 105 mW. Durchlassstrom: 30 mA DC. Spitzen-Durchlassstrom (Puls 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms): 60 mA. Elektrostatische Entladung (HBM): 1000 V. Betriebstemperaturbereich: -40°C bis +85°C. Lagertemperatur: -40°C bis +85°C. Sperrschichttemperatur: max. 95°C.
4. Binning-System
Die Bauteile werden nach Wellenlängen-Bins (dominante Wellenlänge), Lichtstärke-Bins und Durchlassspannungs-Bins gemäß der Datenblattcodierung sortiert. Jede Rolle ist mit den spezifischen Bin-Codes für Wellenlänge, Intensität, Durchlassspannung und Chargennummer gekennzeichnet. Dieses Binning gewährleistet Konsistenz für die Anwendungsanforderungen.
5. Typische optische Kennlinien
Die folgenden Kurven werden für die Auslegung bei Ts=25°C bereitgestellt, sofern nicht anders angegeben:
- Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Bei niedrigen Strömen (0-5 mA) steigt die Spannung schnell an; oberhalb von 10 mA wird die Steigung flacher, typisch für LED-Dioden.
- Durchlassstrom vs. Relative Intensität:Die relative Intensität steigt nahezu linear mit dem Durchlassstrom bis 30 mA an, mit leichter Sättigung bei höheren Strömen.
- Pintemperatur vs. Relative Intensität:Die Intensität nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei 100°C sinkt die relative Intensität auf etwa 80 % des Wertes bei 25°C.
- Pintemperatur vs. Durchlassstrom:Der maximal zulässige Durchlassstrom nimmt mit der Temperatur ab, um Überhitzung zu vermeiden. Bei 100°C reduziert sich der zulässige Strom auf etwa 20 mA.
- Durchlassstrom vs. Dominante Wellenlänge:Beim orangefarbenen Chip verschiebt sich die Wellenlänge geringfügig (ca. 2-3 nm) mit dem Strom; beim blauen Chip ist die Verschiebung minimal.
- Relative Intensität vs. Wellenlänge:Das Spektrum zeigt zwei Spitzen: Blau bei etwa 460 nm und Orange bei etwa 620 nm.
- Abstrahlungsdiagramm:Das Bauteil hat ein breites Strahlungsmuster, typisch für eine SMD-LED, mit einer relativen Intensität über 0,5 bis zu ±70°.
6. Verpackungsinformationen
6.1 Verpackungsspezifikation
Standardverpackung: 4000 Stück pro Rolle. Trägerbandabmessungen: Breite 8 mm, Taschenteilung 4 mm. Banddicke 0,2 mm. Die Polaritätsmarkierung auf dem Band gewährleistet die korrekte Ausrichtung.
6.2 Rollenabmessungen
Rollendurchmesser außen 178 mm, Breite 8,0 mm, Nabendurchmesser 60 mm. Bandschitzbreite 13 mm.
6.3 Etiketteninformationen
Jede Rolle ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (Wellenlänge, Lichtstrom, Durchlassspannung), Menge (typisch 4000 Stk) und Datum gekennzeichnet.
6.4 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
LEDs werden in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Lagerbedingungen des versiegelten Beutels:<30°C /<75% RH bis zu einem Jahr ab Verpackungsdatum.
6.5 Karton
Rollen werden zum Versand in Kartons gelegt. Der Karton ist mit Produkt- und Mengenangaben gekennzeichnet.
7. Zuverlässigkeitsprüfungen und Bedingungen
| Prüfung | Bedingung | Dauer | Stichprobenumfang | Akzeptanzkriterium |
|---|---|---|---|---|
| Reflow-Löten | max. 260°C, 10 s | 2 Mal | 22 Stk | 0/1 |
| Temperaturzyklus | -40°C bis 125°C, 30-min-Zyklen | 100 Zyklen | 22 Stk | 0/1 |
| Thermoschock | -40°C bis 125°C, 15 min Verweildauer | 300 Zyklen | 22 Stk | 0/1 |
| Hochtemperaturlagerung | 100°C | 1000 h | 22 Stk | 0/1 |
| Niedrigtemperaturlagerung | -40°C | 1000 h | 22 Stk | 0/1 |
| Lebensdauertest | Ta=25°C, IF=20 mA | 1000 h | 22 Stk | 0/1 |
Kriterien zur Schadensbeurteilung: Durchlassspannungsänderung<1,1x obere Spezifikationsgrenze; Sperrstrom<2x obere Spezifikationsgrenze; Lichtstrom > 0,7x untere Spezifikationsgrenze.
8. SMT-Reflow-Lötanleitung
8.1 Empfohlenes Reflow-Profil
Vorwärmen: 150°C bis 200°C für 60-120 Sekunden. Aufheizrate: max. 3°C/s. Zeit über 217°C: 60-150 Sekunden. Spitzentemperatur: 260°C für max. 10 Sekunden. Abkühlrate: max. 6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zum Spitzenwert: max. 8 Minuten.
8.2 Manuelles Löten
Falls manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Temperatur unter 300°C und führen Sie den Vorgang in weniger als 3 Sekunden durch. Pro LED ist nur ein manueller Lötvorgang zulässig.
8.3 Reparatur
Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelkopf-Lötkolben und überprüfen Sie vorab, dass die LED-Kennwerte nicht beschädigt werden.
8.4 Vorsichtsmaßnahmen
Montieren Sie keine Komponenten auf verzogenen Leiterplatten. Vermeiden Sie mechanische Belastung während des Abkühlens. Kühlen Sie nach dem Löten nicht schnell ab. Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.
9. Handhabungshinweise
9.1 Umweltschutz
Die Betriebsumgebung der LED sollte den Schwefelelementgehalt in Kontaktmaterialien auf weniger als 100 PPM begrenzen. Brom- und Chlorgehalt in externen Materialien: jeweils weniger als 900 PPM, insgesamt weniger als 1500 PPM. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können die Silikonvergussmasse angreifen; vermeiden Sie ausgasende Klebstoffe und Chemikalien.
9.2 Schaltungsdesign
Der Strom durch jede LED darf die absoluten Grenzwerte nicht überschreiten. Verwenden Sie Vorwiderstände, um Stromspitzen aufgrund von Spannungsschwankungen zu verhindern. Entwerfen Sie die Treiberschaltung so, dass nur Durchlassspannung anliegt; Sperrspannung kann Migration und Beschädigung verursachen.
9.3 Thermomanagement
Das thermische Design ist entscheidend. Wärmeentwicklung kann die Helligkeit verringern und die Farbe verschieben. Sorgen Sie für ausreichende Kühlung. Die Sperrschichttemperatur darf 95°C nicht überschreiten.
9.4 Lagerung und Backen
Ungeröffneter feuchtigkeitsbeständiger Beutel: lagern bei<30°C und<75% RH bis zu 1 Jahr. Nach dem Öffnen: lagern bei<30°C und<60% RH für 168 Stunden. Wenn das Feuchtigkeitsindikatormaterial verblasst ist oder die Lagerzeit überschritten wurde, vor der Verwendung bei 60±5°C für 24 Stunden backen.
9.5 ESD-Empfindlichkeit
LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen. Während der Handhabung und Montage sind Standard-ESD-Vorkehrungen zu treffen.
10. Funktionsprinzip
Dieses Bauteil kombiniert einen blauen InGaN-Chip und einen orangefarbenen AlInGaP-Chip in einem Gehäuse. Wenn ein Durchlassstrom angelegt wird, sendet jeder Chip seine charakteristische Wellenlänge aus. Die beiden Chips können unabhängig voneinander angesteuert werden, um separates blaues und orangefarbenes Licht zu erzeugen, oder gleichzeitig, um eine Mischfarbe zu erzeugen (z. B. warmweiß, wenn mit anderen Leuchtstoffen kombiniert, aber bei diesem Produkt werden die Farben direkt für Anzeigezwecke verwendet).
11. Anwendungshinweise
11.1 Typische Anwendungsfälle
Ideal für Statusanzeigen, die unterschiedliche Farben erfordern, wie z. B. Betriebsanzeige (blau) und Warnung (orange) in Unterhaltungselektronik. Auch geeignet für dekorative Beleuchtung, bei der Farbwechsel oder -kombination programmiert wird.
11.2 Design-Überlegungen
Beim Entwurf der Leiterplatte befolgen Sie das empfohlene Lötmuster für thermische und mechanische Zuverlässigkeit. Stellen Sie ausreichend Platz für die Höhe von 0,7 mm sicher. Halten Sie bei gepulster Ansteuerung die Spitzenstromgrenzen ein. Berücksichtigen Sie das Binning für Farbkonsistenz, wenn mehrere Bauteile zusammen verwendet werden.
12. Häufig gestellte Fragen
F: Kann ich beide Chips gleichzeitig mit vollem Strom betreiben?A: Ja, aber stellen Sie sicher, dass die Gesamtverlustleistung die Summe der absoluten Grenzwerte jedes Chips nicht überschreitet und die Sperrschichttemperatur unter 95°C bleibt.
F: Welcher Strom wird für eine lange Lebensdauer empfohlen?A: Für die längste Lebensdauer betreiben Sie die LED mit 20 mA oder weniger pro Chip. Höherer Strom reduziert die Lebensdauer aufgrund erhöhter Sperrschichttemperatur.
F: Wie kann ich ESD-Schäden verhindern?A: Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Behälter und vermeiden Sie direkten Kontakt mit den LED-Anschlüssen.
F: Welche Farbe hat das gemischte Licht?A: Das gemischte Licht erscheint als Kombination von Blau und Orange, was je nach relativen Intensitäten als ein Ton von warmweiß oder rosa wahrgenommen werden kann. Die genaue Farbe kann durch Anpassung des Stroms an jeden Chip feinabgestimmt werden.
13. Technologietrends
Der Trend bei LED-Gehäusen geht weiter zu kleineren Abmessungen, höherer Effizienz und Multi-Chip-Integration. Dieses Produkt spiegelt die Entwicklung hin zu kompakten Multi-Emitter-Gehäusen wider, die Platz auf der Leiterplatte sparen und Designflexibilität ermöglichen. Fortschrittliches Binning und strengere Zuverlässigkeitsstandards unterstützen anspruchsvolle Anwendungen.
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. |