Technisches Datenblatt für LED-Bauteil - Revision 2 - Dokumentation der Lebenszyklusphase - Veröffentlichungsdatum 05.12.2014 - Technisches Dokument in Deutsch

1. Produktübersicht

Dieses technische Dokument bietet umfassende Informationen zum Lebenszyklusmanagement und zur Revisionshistorie eines spezifischen LED-Bauteils. Der Fokus liegt auf der etablierten Revisionskontrolle, um die Rückverfolgbarkeit und Konsistenz der Bauteilspezifikationen über die Zeit sicherzustellen. Das Dokument dient als maßgebliche Referenz für Ingenieure, Einkaufsspezialisten und Qualitätssicherungspersonal, die in das Design, die Beschaffung und die Fertigung von Produkten mit dieser Komponente involviert sind. Sein Hauptvorteil liegt in der Bereitstellung klarer, versionskontrollierter Daten, die für die Aufrechterhaltung von Produktqualität, Zuverlässigkeit und Konformität in langfristigen Produktionszyklen entscheidend sind.

Der Zielmarkt für diese Dokumentation umfasst Branchen, die stabile, langlebige elektronische Bauteile benötigen, wie beispielsweise Automobilbeleuchtung, industrielle Steuerungssysteme, Beschilderung und allgemeine Beleuchtungsanwendungen, bei denen konsistente Leistung und Lieferkettenstabilität von größter Bedeutung sind.

2. Lebenszyklus- und Revisionsmanagement

2.1 Definition der Lebenszyklusphase

Das Bauteil befindet sich derzeit in derRevisions-phase. Dies zeigt an, dass das Produktdesign und die Spezifikationen finalisiert, für die Produktion freigegeben und nun kontrollierten Änderungen unterworfen sind. Eine Revisionsphase folgt typischerweise auf die Erstfreigabe des Designs und geht jeder potenziellen End-of-Life (EOL)- oder Obsoleszenzphase voraus. Sie kennzeichnet ein ausgereiftes, stabiles Produkt, das für die Serienfertigung verfügbar ist.

2.2 Revisionskontrolle

Die dokumentierte Revisionsstufe für dieses Bauteil istRevision 2. Dieser numerische Identifikator ist entscheidend für die Nachverfolgung von Änderungen an den Produktspezifikationen, Materialien oder Fertigungsprozessen. Jede Revisionserhöhung impliziert, dass eine formale Änderung implementiert und dokumentiert wurde. Ingenieure müssen sicherstellen, dass sie die korrekte Revision des Datenblatts und des Bauteils verwenden, um zu gewährleisten, dass ihre Designs mit den getesteten und qualifizierten Leistungsparametern übereinstimmen.

2.3 Veröffentlichungs- und Gültigkeitsinformationen

Das offizielle Veröffentlichungsdatum für Revision 2 dieses Dokuments ist der05.12.2014 um 13:11:36.0. Dieser Zeitstempel liefert einen präzisen Referenzpunkt für den Zeitpunkt, zu dem dieser spezifische Satz von Spezifikationen aktiv wurde. Darüber hinaus spezifiziert das Dokument eineAblaufperiode: Unbegrenzt. Dies ist eine ungewöhnliche, aber kritische Notation, die anzeigt, dass diese Revision des Datenblatts kein vordefiniertes Ablaufdatum hat. Sie bleibt auf unbestimmte Zeit die gültige Referenz, bis eine nachfolgende Revision (z.B. Revision 3) offiziell freigegeben und sie ablöst. Dieser "Unbegrenzt"-Status unterstreicht die beabsichtigte Langlebigkeit und Stabilität der Komponente auf dem Markt.

3. Technische Parameter und Spezifikationen

Während der bereitgestellte PDF-Ausschnitt sich auf administrative Daten konzentriert, würde ein vollständiges technisches Datenblatt für ein LED-Bauteil die folgenden Abschnitte enthalten. Die Werte und Details würden durch die spezifischen Revision-2-Spezifikationen definiert.

3.1 Absolute Maximalwerte

Diese Parameter definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen.

• Sperrspannung (V_R): Die maximal zulässige Spannung, die in Sperrrichtung an den LED-Anschlüssen anliegen darf.
• Durchlassstrom (I_F): Der maximal zulässige kontinuierliche Durchlassstrom.
• Spitzendurchlassstrom (I_FP): Der maximal zulässige Stoß- oder Impulsdurchlassstrom, oft spezifiziert mit einem Tastverhältnis und einer Impulsbreite.
• Verlustleistung (P_D): Die maximale Leistung, die das Bauteil abführen kann, typischerweise berechnet bei einer spezifischen Umgebungstemperatur.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr): Der Bereich der Umgebungstemperaturen, innerhalb dessen das Bauteil sicher betrieben werden kann.
• Lagertemperaturbereich (T_stg): Der Temperaturbereich, innerhalb dessen das Bauteil ohne angelegte Leistung sicher gelagert werden kann.
• Löttemperatur: Die maximale Temperatur und Dauer, der das Bauteil während Lötprozessen (z.B. Reflow- oder Wellenlöten) standhalten kann.

3.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter festgelegten Testbedingungen gemessen (typischerweise I_F=20mA, T_a=25°C, sofern nicht anders angegeben) und definieren die Kernleistung der LED.

• Durchlassspannung (V_F): Der Spannungsabfall über der LED, wenn ein spezifizierter Durchlassstrom angelegt wird. Sie wird typischerweise in Bereiche eingeteilt (z.B. V_F1, V_F2, V_F3).
• Lichtstärke (I_V) oder Lichtstrom (Φ_v): Die Lichtausbeute. Für Anzeige-LEDs wird sie oft als Millicandela (mcd) bei einem spezifischen Betrachtungswinkel angegeben. Für Beleuchtungs-LEDs wird sie in Lumen (lm) angegeben. Dieser Parameter wird stark gebinnt.
• Dominante Wellenlänge (λ_D) oder Farbortkoordinaten (CIE x, y): Definiert die wahrgenommene Farbe der LED. Für weiße LEDs werden die Farbtemperatur (CCT in Kelvin, z.B. 3000K, 5000K) und der Farbwiedergabeindex (CRI, Ra) spezifiziert, die beide dem Binning unterliegen.
• Öffnungswinkel (2θ_1/2): Der Winkelbereich, in dem die Lichtstärke die Hälfte der bei 0 Grad gemessenen Spitzenintensität beträgt.

3.3 Thermische Kenngrößen

• Thermischer Widerstand, Sperrschicht zu Umgebung (R_θJA): Ein Maß dafür, wie effektiv das Gehäuse Wärme von der LED-Sperrschicht an die Umgebung abführen kann. Ein niedrigerer Wert zeigt eine bessere thermische Leistung an, was für die Aufrechterhaltung der Lichtausbeute und Langlebigkeit entscheidend ist.

4. Erläuterung des Binning-Systems

Aufgrund inhärenter Schwankungen in der Halbleiterfertigung werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern sortiert (gebinned), um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Die in Revision 2 definierten Binning-Kriterien sind für das Design essenziell.

4.1 Wellenlängen- / Farbtemperatur-Binning

LEDs werden in spezifische Wellenlängenbereiche (für farbige LEDs) oder CCT-Bereiche (für weiße LEDs) gruppiert. Beispielsweise können weiße LEDs in 5000K ± 200K eingeteilt werden. Designer müssen den passenden Bin auswählen, um die Farbkonsistenzanforderungen für ihre Anwendung zu erfüllen.

4.2 Lichtstrom- / Intensitäts-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer Lichtausbeute bei einem Standardteststrom sortiert. Dies ermöglicht es Designern, einen Helligkeitslevel zu wählen und Gleichmäßigkeit über eine LED-Anordnung hinweg sicherzustellen.

4.3 Durchlassspannungs-Binning

LEDs werden nach ihrem Durchlassspannungsabfall gruppiert. Dies ist entscheidend für das Design effizienter Treiberschaltungen und um eine konsistente Stromverteilung sicherzustellen, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind.

5. Analyse der Leistungskurven

5.1 Strom-Spannungs-Kennlinie (I-V-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom (I_F) und Durchlassspannung (V_F). Sie ist nichtlinear und zeigt eine Schwellenspannung (bei der die Leitung beginnt), nach der der Strom bei einer kleinen Spannungserhöhung rapide ansteigt. Aufgrund dieser Eigenschaft müssen Treiber stromgeregelt, nicht spannungsgeregelt sein.

5.2 Temperaturabhängigkeit

Diagramme zeigen typischerweise, wie die Durchlassspannung mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt, während der Lichtstrom ebenfalls mit steigender Temperatur abnimmt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend, um Leistung und Lebensdauer aufrechtzuerhalten.

5.3 Spektrale Leistungsverteilung

Für weiße LEDs zeigt diese Kurve die relative Intensität über das sichtbare Spektrum. Sie hilft beim Verständnis von CCT und CRI. Die Anwesenheit und Größe von Peaks der blauen Pump-LED und der Phosphor-Konversion sind sichtbar.

6. Mechanische und Gehäuseinformationen

Detaillierte Maßzeichnungen (Draufsicht, Seitenansicht, Untersicht) mit Toleranzen werden bereitgestellt. Schlüsselelemente umfassen:

• Gesamtabmessungen des Gehäuses (Länge, Breite, Höhe).
• Pad-Layout und Abmessungen für das Leiterplatten-Footprint-Design.
• Polaritätskennzeichnung (typischerweise ein Kathodenindikator, wie eine Kerbe, ein grüner Punkt oder ein kürzerer Anschluss).
• Empfohlenes Leiterplatten-Landmuster und Schablonendesign.

7. Richtlinien für Lötung und Montage

7.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Temperatur-Zeit-Profil wird bereitgestellt, einschließlich Aufwärm-, Halte-, Reflow- (Spitzentemperatur) und Abkühlzonen. Die maximale Spitzentemperatur (z.B. 260°C) und die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL) sind kritische Parameter, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder der internen Die-Attach-Verbindung zu verhindern.

7.2 Vorsichtsmaßnahmen

• Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED-Linse.
• Verwenden Sie ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Handhabung.
• Reinigen Sie nach dem Löten nicht mit Ultraschallreinigern, da dies das Gehäuse beschädigen kann.
• Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte sauber und frei von ionischer Kontamination ist.

7.3 Lagerbedingungen

Bauteile sollten in einer trockenen, inerten Umgebung gelagert werden (typischerweise <40°C und <60% relative Luftfeuchtigkeit). Wenn feuchtigkeitsempfindliche Bauteile über ihre Bodenlebensdauer hinaus der Umgebungsluft ausgesetzt waren, müssen sie vor dem Reflow getrocknet (gebacken) werden, um "Popcorning" (Gehäuserisse aufgrund von Dampfdruck während des Lötens) zu verhindern.

8. Verpackungs- und Bestellinformationen

8.1 Verpackungsspezifikationen

Beschreibt die Band- und Rollenspezifikationen (Trägerbandbreite, Taschenabstand, Rollendurchmesser, Menge pro Rolle) oder andere Verpackungsmethoden (z.B. Röhrchen, Trays).

8.2 Kennzeichnung und Artikelnummerierung

Erklärt die auf den Verpackungsetiketten gedruckten Informationen, einschließlich Artikelnummer, Revisionscode, Menge, Datumscode und Losnummer. Die Artikelnummernstruktur selbst kodiert Schlüsselattribute wie Farbe, Helligkeits-Bin, Spannungs-Bin und Gehäusetyp.

9. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

9.1 Typische Anwendungsschaltungen

Schaltpläne für die grundlegende LED-Ansteuerung, typischerweise unter Verwendung eines seriellen strombegrenzenden Widerstands für Low-Power-Anwendungen oder Konstantstrom-Treiber (linear oder Schaltregler) für höhere Leistung oder Präzisionsanwendungen. Überlegungen zu Serien-/Parallelschaltungen werden diskutiert.

9.2 Wärmemanagement-Design

Kritisch für Hochleistungs-LEDs. Anleitung zum Leiterplatten-Layout (Verwendung von Wärmevias, großen Kupferflächen), zur Kühlkörperauslegung und zur Berechnung der erwarteten Sperrschichttemperatur basierend auf Treiberstrom, Umgebungstemperatur und thermischem Widerstand.

9.3 Optische Designüberlegungen

Hinweise zum Öffnungswinkel, Linsendesign zur Strahlformung und potenzielle Wechselwirkungen mit Sekundäroptik oder Lichtleitern.

10. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während direkte Wettbewerbsvergleiche nicht in einem Standard-Datenblatt enthalten sind, definieren die spezifizierten Parameter des Dokuments (z.B. hohe Lichtausbeute, niedriger thermischer Widerstand, enges Farb-Binning, robuste ESD-Bewertung) implizit seine Wettbewerbsvorteile. Die "Unbegrenzt"-Ablaufperiode für Revision 2 ist selbst ein bedeutender Differenzierungsfaktor und zeigt langfristige Stabilität und Lieferverpflichtung.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was bedeutet "Revision 2" für meine bestehenden Designs, die eine ältere Revision verwenden?

A: Sie müssen das Revision-2-Datenblatt mit Ihrer vorherigen Version vergleichen. Wenn sich elektrische, optische oder mechanische Spezifikationen geändert haben, müssen Sie möglicherweise Ihr Design neu qualifizieren oder Schaltungsparameter (wie Treiberstrom) anpassen, um weiterhin Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen.

F: Wie soll ich "Ablaufperiode: Unbegrenzt" interpretieren?

A: Es bedeutet, dass diese spezifische Dokumentrevision kein geplantes Obsoleszenzdatum hat. Die Spezifikationen sind langfristig festgelegt. Allerdings kann das Bauteil selbst eventuell eine End-of-Life (EOL)-Phase erreichen, die separat über eine Produktänderungsmitteilung (PCN) kommuniziert würde.

F: Kann ich LEDs aus verschiedenen Bins im selben Produkt mischen?

A: Dies wird dringend abgeraten. Das Mischen von Bins kann zu sichtbaren Unterschieden in Farbe, Helligkeit oder Durchlassspannung führen, was zu einem ungleichmäßigen Erscheinungsbild und potenziellen Stromungleichgewichten in Parallelschaltungen führt. Spezifizieren und verwenden Sie für einen bestimmten Produktionslauf immer einen einzelnen Bin.

12. Praktische Anwendungsbeispiele

Fall 1: Automobil-Innenraumbeleuchtung

Ein Designer wählt diese LED für Leselampen aus. Er nutzt das enge CCT-Binning (z.B. 4000K ± 150K), um eine konsistente weiße Lichtfarbe über alle Einheiten im Fahrzeug hinweg sicherzustellen. Die robuste Temperaturbewertung gewährleistet den Betrieb in einem heißen Fahrzeuginnenraum. Die stabile Revision-2-Spezifikation garantiert die gleiche Leistung für Ersatzteile über die 10+ Jahre Lebensdauer des Fahrzeugs.

Fall 2: Industrielles Status-Anzeigepanel

Ein Ingenieur entwirft ein Bedienpanel mit Hunderten von Anzeige-LEDs. Unter Verwendung der Durchlassspannungs-Binning-Informationen entwirft er eine Parallel-Treiberschaltung mit geeigneten Vorwiderständen für jede Spannungs-Bin-Gruppe, um gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen. Die "Unbegrenzt"-Ablaufperiode des Datenblatts unterstützt die erwartete 15-jährige Betriebsdauer des Panels ohne Spezifikationsänderungen.

13. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich in der aktiven Schicht. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke der verwendeten Halbleitermaterialien bestimmt (z.B. InGaN für blau/grün, AlInGaP für rot/bernstein). Weiße LEDs werden typischerweise durch Beschichtung eines blauen LED-Chips mit einem gelben Leuchtstoff erzeugt; die Kombination aus blauem und gelbem Licht erzeugt weißes Licht. Die spezifische Mischung der Leuchtstoffe bestimmt die Farbtemperatur (CCT).

14. Technologietrends

Die Festkörperbeleuchtungsindustrie entwickelt sich ständig weiter. Allgemeine Trends umfassen eine steigende Lichtausbeute (Lumen pro Watt), die eine höhere Lichtleistung bei geringerem Stromverbrauch und weniger Wärme ermöglicht. Es gibt einen starken Fokus auf die Verbesserung der Farbqualität, einschließlich höherer Farbwiedergabeindex (CRI)-Werte und präziserer Farbkonsistenz (engeres Binning). Die Miniaturisierung von Gehäusen bei gleichbleibender oder steigender Lichtleistung schreitet voran. Darüber hinaus wird die Integration intelligenter Funktionen, wie eingebaute Treiber oder Farbabstimmungsfähigkeiten, immer häufiger. Die Betonung der langfristigen Zuverlässigkeit und Datenblattstabilität, wie durch die "Unbegrenzt"-Ablaufperiode in diesem Dokument belegt, entspricht dem Marktbedarf an langlebigen Komponenten für Infrastruktur- und Automobilanwendungen.