Technisches Datenblatt für LED-Bauteile - Revision 2 - Dokumentation der Lebenszyklusphase - Veröffentlichungsdatum 05.12.2014 - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses technische Dokument bietet umfassende Informationen zum Lebenszyklusmanagement und zur Revisionshistorie eines spezifischen elektronischen Bauteils, wahrscheinlich einer LED oder eines verwandten optoelektronischen Bauelements. Der Fokus liegt auf der Festlegung des offiziellen Status, der Versionskontrolle und der zeitlichen Gültigkeit der hier enthaltenen Produktdaten. Dieses Dokument dient Ingenieuren, Einkaufsspezialisten und Qualitätssicherungspersonal als maßgebliche Quelle, um den Spezifikationsstatus des Bauteils zu einem bestimmten Zeitpunkt zu überprüfen.

Der Hauptzweck besteht darin, die Rückverfolgbarkeit und Konsistenz in Design- und Fertigungsprozessen sicherzustellen. Durch die klare Definition der Revisionsnummer und des Veröffentlichungsdatums wird die Verwendung veralteter oder falscher Spezifikationen verhindert, was für die Aufrechterhaltung der Produktzuverlässigkeit und -leistung entscheidend ist. Die Struktur des Dokuments konzentriert sich auf administrative Metadaten und Lebenszyklusdaten, was auf ein formalisiertes Produktdatenmanagementsystem hinweist.

2. Lebenszyklus- und Revisionsmanagement

Das Dokument gibt wiederholt und konsistent einen einzigen, einheitlichen Satz administrativer Parameter an. Diese Wiederholung unterstreicht die Bedeutung dieser Felder und stellt sicher, dass die Informationen auch bei teilweiser Betrachtung des Dokuments eindeutig klar sind.

2.1 Lebenszyklusphase

DieLebenszyklusphasewird explizit als"Revision"angegeben. Dies zeigt an, dass sich das Dokument und das darin beschriebene Bauteil nicht in einer anfänglichen Designphase ("Prototyp") oder einer End-of-Life-Phase ("Obsolet") befinden. Die "Revision"-Phase bedeutet, dass sich das Produkt in aktiver Produktion befindet und dieses Dokument eine überarbeitete Version seiner Spezifikationen darstellt. Revisionen können aufgrund von Prozessverbesserungen, geringfügigen Designanpassungen oder aktualisierten Testmethoden erfolgen, wobei die funktionale Kompatibilität innerhalb definierter Grenzen erhalten bleibt.

2.2 Revisionsnummer

DieRevisionsnummerist als2angegeben. Dies ist ein kritischer Identifikator. Sie kennzeichnet, dass es sich um die zweite Hauptrevision des technischen Datenblatts des Produkts handelt. Ingenieure müssen stets auf die neueste Revision verweisen, um sicherzustellen, dass ihre Designs die aktuellsten Leistungsdaten, Toleranzen und empfohlenen Betriebsbedingungen berücksichtigen. Der Sprung von einer hypothetischen Revision 1 zu Revision 2 deutet auf substantielle Aktualisierungen des Inhalts hin, die Änderungen an elektrischen Parametern, optischen Eigenschaften, mechanischen Zeichnungen oder Zuverlässigkeitsdaten umfassen könnten.

2.3 Veröffentlichungsdatum und Gültigkeit

Das Dokument wurde offiziell am05.12.2014 um 15:24:37.0veröffentlicht. Dieser Zeitstempel liefert einen genauen Referenzpunkt für den Zeitpunkt, zu dem diese Revision aktiv wurde. DieAblaufperiodewird als"Unbegrenzt"vermerkt. Dies ist eine bedeutende Aussage. Sie bedeutet, dass diese Revision des Dokuments kein vorab definiertes Ablauf- oder Auslaufdatum hat. Sie bleibt die gültige Referenz, bis sie ausdrücklich durch eine nachfolgende Revision (z.B. Revision 3) ersetzt wird. Dies ist bei Produktdokumentationen üblich, bei denen eine Revision für die Dauer des Produktionslebenszyklus dieser Produktversion gültig bleibt.

3. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Während der bereitgestellte PDF-Ausschnitt sich auf administrative Daten konzentriert, würde ein vollständiges technisches Datenblatt für eine LED-Komponente die folgenden Abschnitte enthalten. Die nachfolgende Analyse basiert auf dem Standardinhalt der Branche für ein solches Dokument.

3.1 Lichttechnische und Farbkennwerte

Dieser Abschnitt definiert quantitativ die Lichtausbeute und Farbeigenschaften. Zu den Schlüsselparametern gehört derLichtstrom(gemessen in Lumen, lm), der die gesamte wahrgenommene Lichtleistung angibt.Die Lichtstärke(Candela, cd) kann auch für gerichtete LEDs angegeben werden. Diedominante Wellenlänge(für monochromatische LEDs) oder diekorrelierte Farbtemperatur (CCT)(für weiße LEDs, gemessen in Kelvin, K) definiert den Farbort präzise.Der Farbwiedergabeindex (CRI)ist für weiße LEDs entscheidend und gibt an, wie natürlich Farben unter ihrem Licht erscheinen, wobei höhere Werte (z.B. Ra>80) für die Allgemeinbeleuchtung wünschenswert sind.

3.2 Elektrische Parameter

Elektrische Spezifikationen gewährleisten einen sicheren und optimalen Betrieb innerhalb der Schaltung. DieFlussspannung (Vf)ist der Spannungsabfall über der LED bei einem spezifizierten Teststrom. Sie hat einen typischen Wert und einen Bereich (z.B. 3,0V ~ 3,4V @ 20mA). DerFlussstrom (If)ist der empfohlene Dauerbetriebsstrom, mit einem absoluten Maximalwert, der nicht überschritten werden darf.Die Sperrspannung (Vr)gibt die maximal zulässige Spannung in Sperrrichtung an, typischerweise ein niedriger Wert wie 5V, da LEDs nicht für hohe Sperrspannungen ausgelegt sind.

3.3 Thermische Eigenschaften

Die LED-Leistung und Lebensdauer hängen stark von der Sperrschichttemperatur ab. DerWärmewiderstand (Rth_J-A), gemessen in °C/W, gibt an, wie effektiv Wärme vom Halbleiterübergang zur Umgebungsluft abgeführt wird. Ein niedrigerer Wert bedeutet eine bessere Wärmeableitung. Diemaximale Sperrschichttemperatur (Tj_max)ist die höchste zulässige Temperatur am Halbleiterchip, oft etwa 125°C. Der Betrieb unterhalb dieser Grenze ist für die langfristige Zuverlässigkeit unerlässlich.

4. Erläuterung des Binning-Systems

Fertigungsstreuungen erfordern die Sortierung von LEDs in Leistungsklassen (Bins), um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen.

Wellenlängen-/Farbtemperatur-Binning:LEDs werden basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge oder CCT gruppiert. Eine enge Klasse (z.B. 3- oder 5-Schritt-MacAdam-Ellipse für weiße LEDs) gewährleistet minimale sichtbare Farbunterschiede zwischen Bauteilen in derselben Anwendung.

Lichtstrom-Binning:LEDs werden nach ihrer Lichtausbeute bei einem Standardteststrom sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Klassen auszuwählen, die spezifische Helligkeitsanforderungen erfüllen.

Flussspannungs-Binning:Die Sortierung nach Vf hilft beim Entwurf effizienter Treiberschaltungen, insbesondere wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet sind, um eine gleichmäßige Stromverteilung sicherzustellen.

5. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten bieten einen tieferen Einblick als reine Tabellenwerte.

I-V-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kurve):Dieses Diagramm zeigt die Beziehung zwischen Flussspannung und Strom. Sie ist nichtlinear und weist eine Schwellspannung auf, nach der der Strom schnell ansteigt. Diese Kurve ist für den Entwurf strombegrenzender Schaltungen entscheidend.

Temperaturkennwerte:Diagramme zeigen typischerweise, wie sich Lichtstrom und Flussspannung mit steigender Sperrschichttemperatur ändern. Der Lichtstrom nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab (thermisches Quenchen), während Vf leicht abnimmt.

Spektrale Leistungsverteilung (SPD):Für weiße LEDs zeigt dieses Diagramm die relative Intensität über das sichtbare Spektrum und offenbart die Mischung aus blauer Pump-LED und Phosphor-Emissionen. Es steht in direktem Zusammenhang mit CCT und CRI.

6. Mechanische und Verpackungsinformationen

Präzise physikalische Spezifikationen sind für das Leiterplattendesign und die Montage erforderlich.

Umrisszeichnung:Eine detaillierte Zeichnung mit allen kritischen Abmessungen: Länge, Breite, Höhe, Linsenform und eventuelle Vorsprünge. Toleranzen werden immer angegeben.

Pad-Layout-Design:Ein empfohlenes Footprint-Muster für die Leiterplattenkontakte (Pads). Dies umfasst Pad-Größe, -Form und -Abstand, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung während des Reflow-Prozesses und eine gute thermische Verbindung sicherzustellen.

Polaritätskennzeichnung:Klare Markierung der Anode (+) und Kathode (-). Dies wird üblicherweise durch eine visuelle Markierung am Bauteil selbst (wie eine abgeschnittene Ecke, einen Punkt oder eine grüne Linie) angezeigt und in der Umrisszeichnung vermerkt.

7. Löt- und Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung gewährleistet Zuverlässigkeit und verhindert Beschädigungen.

Reflow-Lötprofil:Ein detailliertes Temperatur-Zeit-Diagramm, das die Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen spezifiziert. Zu den Schlüsselparametern gehören die Spitzentemperatur (typischerweise 245-260°C für bleifreies Lot) und die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL). Die Einhaltung dieses Profils verhindert thermischen Schock.

Vorsichtsmaßnahmen:Anweisungen bezüglich des Feuchtigkeitsempfindlichkeitslevels (MSL), Backanforderungen, falls das Gehäuse Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt war, und Vermeidung mechanischer Belastung der Linse.

Lagerbedingungen:Empfohlene Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche für die Lagerung von Bauteilen vor der Verwendung, oft in einer trockenen, inerten Umgebung.

8. Anwendungsempfehlungen

Typische Anwendungsschaltungen:Schaltungsbeispiele, die die LED angetrieben durch eine Konstantstromquelle zeigen, oft unter Verwendung eines dedizierten LED-Treiber-ICs oder eines einfachen Widerstands für Niedrigstromanwendungen. Für Automotive- oder Industrieumgebungen können Schutzelemente wie Transientenspannungsunterdrücker (TVS) vorgeschlagen werden.

Designüberlegungen:Die Betonung des Wärmemanagements ist von größter Bedeutung. Richtlinien für die Kupferfläche auf der Leiterplatte (Thermal Pad), die Verwendung von Wärmedurchkontaktierungen und möglicherweise Kühlkörpern. Optische Überlegungen umfassen den Abstrahlwinkel und den potenziellen Bedarf an Sekundäroptik (Linsen, Diffusoren). Das elektrische Design muss eine stabile Stromregelung sicherstellen, da die LED-Helligkeit stromabhängig und nicht spannungsabhängig ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während spezifische Wettbewerbernamen weggelassen werden, kann das Dokument inhärente Vorteile hervorheben. Für eine LED könnte dies eine höhere Lichtausbeute (Lumen pro Watt), eine überlegene Farbkonstanz (engere Binning-Klassen), bessere Zuverlässigkeitsdaten (längere L70-Lebensdauer), ein niedrigerer Wärmewiderstand, der höhere Treiberströme ermöglicht, oder ein robusteres Gehäusedesign, das resistent gegen Feuchtigkeit und Schwefel ist, umfassen. Diese Punkte werden als objektive, messbare Eigenschaften dargestellt.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Dieser Abschnitt behandelt häufige Fragen basierend auf den technischen Parametern.

F: Kann ich diese LED mit einer Spannungsquelle betreiben?

A: Nein. LEDs müssen von einer strombegrenzten Quelle betrieben werden. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss und beschädigt die LED. Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder einen Reihenstrombegrenzungswiderstand.

F: Warum scheint der Lichtstrom in meiner Anwendung niedriger zu sein als der Datenblattwert?

A: Datenblattwerte werden typischerweise bei 25°C Sperrschichttemperatur (Tj) unter gepulsten Bedingungen gemessen. In einer realen Anwendung führt eine höhere Tj aufgrund unzureichender Wärmeableitung zu einer Lichtstromabnahme. Konsultieren Sie die relative Lichtstrom-Temperatur-Kurve.

F: Wie interpretiere ich die "unbegrenzte" Ablaufperiode?

A: Es bedeutet, dass diese spezifische Revision (Rev. 2) keine geplante Ablaufzeit hat. Sie ist die gültige Spezifikation für diese Produktversion. Überprüfen Sie vor der endgültigen Designfestlegung stets auf neuere Revisionen.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

Fall 1: Architektonische Linienbeleuchtung:Für einen durchgehenden LED-Streifen ist die Auswahl von LEDs aus derselben Lichtstrom- und Farbklasse entscheidend, um sichtbare Helligkeits- oder Farbverschiebungen entlang der Länge zu vermeiden. Die Binning-Informationen des Dokuments leiten diese Auswahl. Das Wärmemanagement umfasst das Design des Aluminiumprofils als Kühlkörper, um die Tj niedrig zu halten und so Helligkeit und Lebensdauer zu erhalten.

Fall 2: Automobil-Signalleuchte:Hier ist die Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen (Temperaturwechsel, Vibration) entscheidend. Die Maximalwerte und thermischen Eigenschaften des Datenblatts informieren über das Design des Leiterplattensubstrats und des Treiberstrompegels, um die Leistung über die Lebensdauer des Fahrzeugs sicherzustellen. Die schnelle Schaltfähigkeit von LEDs wird ebenfalls genutzt.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Eine LED ist eine Halbleiterdiode. Wenn eine Flussspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-Typ-Material mit Löchern aus dem p-Typ-Material im aktiven Bereich und setzen 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 Phosphor erzeugt; die Mischung aus blauem und gelbem Licht erscheint dem menschlichen Auge weiß.

13. Technologietrends

Die allgemeine Entwicklung in der LED-Technologie konzentriert sich auf mehrere Schlüsselbereiche:Erhöhte Effizienz, Erzielung von mehr Lumen pro elektrischer Watt, Reduzierung des Energieverbrauchs.Verbesserte Farbqualität, Erweiterung des Gamuts und Erzielung höherer CRI-Werte mit gleichmäßigerer spektraler Verteilung.Miniaturisierung, Ermöglichung höherer Dichte bei pixelierten Displays (Micro-LEDs) und Integration in kleinere Geräte.Erhöhte Zuverlässigkeit, mit längeren Betriebslebensdauern (L90) und besserer Leistung unter Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsbedingungen.Intelligente Integration, Einbau von Treibern, Sensoren und Kommunikationsschnittstellen direkt in das Gehäuse für intelligente Beleuchtungssysteme.