Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 2. Lebenszyklus- und Revisionsmanagement
- 2.1 Definition der Lebenszyklusphase
- 2.2 Revisionsnummer
- 2.3 Veröffentlichungs- und Gültigkeitsinformationen
- 3. Technische Parameter und Spezifikationen
- 3.1 Lichttechnische und Farbkennwerte
- 3.2 Elektrische Parameter
- 3.3 Thermische Kenngrößen
- 4. Binning- und Sortiersystem
- 5. Leistungskurvenanalyse
- 6. Mechanische und Gehäuseinformationen
- 7. Löt- und Montagerichtlinien
- 8. Verpackungs- und Bestellinformationen
- 9. Anwendungshinweise und Design-Überlegungen
- 10. Technischer Vergleich und Differenzierung
- 11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)
- 12. Praktische Anwendungsbeispiele
- 13. Einführung in das Funktionsprinzip
- 14. Technologietrends
1. Produktübersicht
Dieses technische Dokument bietet umfassende Spezifikationen und Lebenszyklus-Management-Informationen für eine Leuchtdiode (LED). Der Hauptfokus dieses Datenblatts liegt auf der Festlegung des formalen Revisionsstatus und der Veröffentlichungsparameter für die Produktdokumentation. Der Kernvorteil dieses standardisierten Ansatzes ist die Gewährleistung von Konsistenz, Rückverfolgbarkeit und Klarheit in der technischen Kommunikation über die gesamte Produktlebensdauer hinweg. Es richtet sich an Ingenieure, Einkaufsspezialisten, Qualitätssicherungspersonal und Dokumentationsmanager, die in das Design, die Beschaffung und die Fertigung elektronischer Baugruppen mit dieser Komponente involviert sind.
2. Lebenszyklus- und Revisionsmanagement
Der bereitgestellte PDF-Inhalt erläutert ausschließlich den formalen Lebenszyklus- und Revisionskontrollstatus des Komponentendatenblatts. Dies ist ein kritischer Aspekt des Komponentenmanagements, der sicherstellt, dass alle Beteiligten auf die korrekte und aktuelle Version der technischen Spezifikationen verweisen.
2.1 Definition der Lebenszyklusphase
DieLebenszyklusphasewird explizit alsRevisionangegeben. Dies zeigt an, dass das Dokument sich nicht in einem Entwurfs- oder Prototypstatus befindet, sondern eine formal freigegebene und anschließend aktualisierte Version der Spezifikationen darstellt. Die Phase "Revision" impliziert, dass Änderungen an einer vorherigen Version vorgenommen wurden und dieses Dokument diese ersetzt.
2.2 Revisionsnummer
DieRevisionsnummerist als6angegeben. Dies ist eine fortlaufende Kennung, die mit jeder formalen Änderung am Dokument erhöht wird. Revision 6 bedeutet, dass dies die sechste offiziell freigegebene Version dieses Datenblatts ist. Die Nachverfolgung von Revisionsnummern ist für die Versionskontrolle und zur Identifizierung, auf welchem Satz von Spezifikationen eine bestimmte Bauteilcharge oder ein Design basiert, unerlässlich.
2.3 Veröffentlichungs- und Gültigkeitsinformationen
Das Dokument enthält wichtige zeitliche Metadaten, die seine Gültigkeit und Veröffentlichung regeln.
- Veröffentlichungsdatum:Das Dokument wurde offiziell am11.12.2015 um 17:23:28.0veröffentlicht. Dieser Zeitstempel liefert einen präzisen Referenzpunkt für den Zeitpunkt, zu dem diese Revision aktiv wurde.
- Ablaufzeitraum:Das Feld ist mitUnbegrenztgekennzeichnet. Dies bedeutet, dass diese Revision des Datenblatts kein vordefiniertes Ablauf- oder End-of-Life-Datum für ihre Gültigkeit als Referenzdokument hat. Sie bleibt die aktive Spezifikation, bis eine nachfolgende Revision (z.B. Revision 7) offiziell freigegeben wird, um sie zu ersetzen.
3. Technische Parameter und Spezifikationen
Während der bereitgestellte PDF-Ausschnitt sich auf Dokumenten-Metadaten konzentriert, würde ein vollständiges LED-Datenblatt umfangreiche technische Parameter enthalten. Die folgenden Abschnitte erläutern die typischen Spezifikationen, die einer solchen Komponente basierend auf Industriestandards zugeordnet wären. Ingenieure müssen für absolute Werte das vollständige, offizielle Datenblatt konsultieren.
3.1 Lichttechnische und Farbkennwerte
Diese Parameter definieren die Lichtausbeute und Farbe der LED.
- Lichtstrom:Die gesamte von der LED emittierte Menge an sichtbarem Licht, gemessen in Lumen (lm). Dies wird oft mit Minimal-, Typ- und Maximalwerten bei einem spezifizierten Prüfstrom angegeben.
- Dominante Wellenlänge / Farbtemperatur (CCT):Bei farbigen LEDs definiert die dominante Wellenlänge (in Nanometern) die wahrgenommene Farbe (z.B. 620nm für Rot). Bei weißen LEDs definiert die Farbtemperatur CCT (in Kelvin, K), ob das Licht warm (z.B. 2700K), neutral (z.B. 4000K) oder kalt (z.B. 6500K) erscheint.
- Farbwiedergabeindex (CRI):Bei weißen LEDs gibt der CRI (Ra) an, wie genau die Lichtquelle die wahren Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Referenzlichtquelle wiedergibt. Höhere Werte (nahe 100) sind für farbkritische Anwendungen besser.
- Abstrahlwinkel:Der Winkelbereich, über den die Lichtstärke mindestens die Hälfte der maximalen Intensität beträgt, gemessen in Grad (°). Übliche Winkel sind 120° oder 140°.
3.2 Elektrische Parameter
Diese Parameter definieren die elektrischen Betriebsbedingungen der LED.
- Durchlassspannung (VFF):FDer Spannungsabfall über der LED, wenn sie mit einem spezifizierten Durchlassstrom (I
- FF) betrieben wird. Sie wird typischerweise als Bereich (z.B. 2,8V bis 3,4V) bei einem Prüfstrom wie 20mA, 60mA oder 150mA angegeben, abhängig von der LED-Leistungsklasse.Durchlassstrom (I
- FR):Der empfohlene kontinuierliche Gleichstrom für den Normalbetrieb. Das Überschreiten des maximal zulässigen Durchlassstroms kann die Lebensdauer drastisch verkürzen oder sofortigen Ausfall verursachen.
Sperrspannung (V
R
- ):JDie maximale Spannung, die in Sperrrichtung über die LED angelegt werden kann, ohne Schaden zu verursachen. Dieser Wert ist typischerweise niedrig (z.B. 5V).3.3 Thermische KenngrößenJLED-Leistung und -Langlebigkeit sind sehr temperaturabhängig.
- Sperrschichttemperatur (TJ):Die Temperatur am Halbleiterchip selbst. Die maximal zulässige TJ(z.B. 125°C) ist eine kritische Grenze.
Thermischer Widerstand (R
th
- ):Typischerweise ausgedrückt als Sperrschicht-zu-Umgebung (R
- thJA) in °C/W. Er quantifiziert, wie effektiv Wärme vom LED-Chip abgeführt werden kann. Ein niedrigerer Wert zeigt eine bessere thermische Leistung an, was für die Aufrechterhaltung der Lichtausbeute und Lebensdauer entscheidend ist.
- 4. Binning- und SortiersystemAufgrund von Fertigungstoleranzen werden LEDs in Leistungsklassen (Bins) sortiert.FWellenlängen- / CCT-Binning:
LEDs werden in enge Wellenlängen- oder CCT-Bereiche gruppiert (z.B. 2700K-2750K, 2750K-2800K), um Farbkonsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen.
Lichtstrom-Binning:
- LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtausbeute unter Standardtestbedingungen sortiert, um gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten.Durchlassspannungs-Binning:
- Die Sortierung nach VF
- -Bereich hilft beim Entwurf effizienter Treiberschaltungen, insbesondere bei der Reihenschaltung mehrerer LEDs.5. Leistungskurvenanalyse
Grafische Daten sind wesentlich, um das Bauteilverhalten unter variierenden Bedingungen zu verstehen.
I-V-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kurve):
- Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Sie ist nichtlinear, charakteristisch für eine Diode.Temperaturkennlinien:
- Diagramme zeigen typischerweise, wie Lichtstrom und Durchlassspannung in Abhängigkeit von der Sperrschichttemperatur variieren. Der Lichtstrom nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab.Spektrale Leistungsverteilung (SPD):
- Ein Diagramm, das die relative Intensität des emittierten Lichts bei jeder Wellenlänge darstellt. Bei weißen LEDs zeigt dies den blauen Pump-Peak und die breitere Phosphor-Emission.6. Mechanische und Gehäuseinformationen
Physikalische Spezifikationen sind entscheidend für Leiterplatten-Design und Montage.
Gehäuseabmessungen:
- Detaillierte mechanische Zeichnung mit allen kritischen Maßen (Länge, Breite, Höhe) und Toleranzen.Pad-Layout (Footprint):
- Empfohlenes Leiterplatten-Landmuster-Design für oberflächenmontierbare (SMD) LEDs, inklusive Pad-Größe, Abstand und Lötstopplack-Empfehlungen.Polaritätskennzeichnung:
- Klare Markierung auf dem LED-Gehäuse (z.B. eine Kerbe, ein Punkt oder eine abgeschrägte Ecke), um die Kathode (-) zu identifizieren.7. Löt- und Montagerichtlinien
Sachgemäße Handhabung gewährleistet Zuverlässigkeit.
Reflow-Lötprofil:
- Empfohlenes Zeit-Temperatur-Profil für bleifreies Löten (z.B. SnAgCu), inklusive Vorwärm-, Halte-, Reflow-Spitzentemperatur (typischerweise nicht über 260°C) und Abkühlraten.Handhabungshinweise:
- Anweisungen bezüglich ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung), Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) und Vermeidung mechanischer Belastung der Linse.Lagerbedingungen:
- Empfohlene Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche für die Lagerung von Bauteilen vor der Verwendung, oft verknüpft mit der MSL-Einstufung.8. Verpackungs- und Bestellinformationen
Informationen für Logistik und Beschaffung.
Verpackungsspezifikation:
- Beschreibt die Band- und Rollenabmessungen (für SMD-Teile), Menge pro Rolle oder Tablettenspezifikationen.Kennzeichnungsinformationen:
- Erklärt die auf den Verpackungsetiketten codierten Daten, die typischerweise Artikelnummer, Menge, Datumscode und Losnummer enthalten.Artikelnummernsystem:
- Entschlüsselt die Struktur der Artikelnummer und zeigt, wie verschiedene Codes bestimmten Bins (Wellenlänge, Lichtstrom, Spannung), Gehäuseoptionen oder anderen Varianten entsprechen.9. Anwendungshinweise und Design-Überlegungen
Anleitung zur effektiven Implementierung der Komponente.
Typische Anwendungsschaltungen:
Schaltplanbeispiele, die die LED angetrieben von einer Konstantstromquelle oder mit einem einfachen Vorwiderstand zeigen, inklusive notwendiger Schutzbauteile.
Thermisches Management:
- Kritische Design-Empfehlungen zur Bereitstellung eines ausreichenden Wärmeabfuhrpfads (über Leiterplatten-Kupferfläche, Wärmedurchkontaktierungen oder Kühlkörper), um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten.Optische Überlegungen:
- Hinweise zu Sekundäroptik (Linsen, Diffusoren) und den Einfluss des Treiberstroms auf Farbverschiebung und langfristigen Lichtstromerhalt.10. Technischer Vergleich und Differenzierung
- Obwohl nicht immer in einem einzelnen Datenblatt vorhanden, vergleichen Ingenieure oft Komponenten. Potenzielle Vorteile könnten höhere Effizienz (Lumen pro Watt), bessere Farbgleichmäßigkeit, niedrigerer thermischer Widerstand oder ein robusteres Gehäusedesign im Vergleich zu Vorgängergenerationen oder Wettbewerberteilen umfassen.11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Antworten auf häufige Fragen basierend auf technischen Parametern.
F: Kann ich diese LED mit einer Spannungsquelle betreiben?
- A: Nein. LEDs müssen von einer geregelten Stromquelle (oder einer Spannungsquelle mit einem Reihen-Vorwiderstand) angesteuert werden, um thermisches Durchgehen zu verhindern und eine stabile Lichtausbeute sicherzustellen.F: Warum scheint der Lichtstrom in meiner Anwendung niedriger zu sein als der Datenblattwert?
- A: Datenblattwerte werden unter spezifischen, idealen Bedingungen gemessen (z.B. bei 25°C Gehäusetemperatur). In realen Anwendungen können höhere Sperrschichttemperaturen, andere Treiberströme oder optische Verluste die wahrgenommene Ausbeute reduzieren.F: Wie ist die "Unbegrenzt"-Ablaufzeit zu interpretieren?
- A: Es bedeutet, dass diese spezifische Revision des Dokuments als Referenzspezifikation auf unbestimmte Zeit gültig sein soll, bis sie offiziell durch eine neue Revision ersetzt wird. Es bezieht sich nicht auf die Fertigungslebensdauer des Produkts.12. Praktische Anwendungsbeispiele
- Basierend auf typischen LED-Spezifikationen sind hier mögliche Anwendungen:Allgemeine Beleuchtung:
Integration in LED-Lampen, Einbauleuchten oder Panel-Leuchten, wo Parameter wie CCT, CRI und Lumen-Ausbeute für die gewünschte Atmosphäre und Energieeffizienz entscheidend sind.
Hintergrundbeleuchtung:
Einsatz in LCD-Displays für Fernseher, Monitore oder Werbetafeln, wo konsistente Farbe und Helligkeit über eine Anordnung hinweg von größter Bedeutung sind.
Automobilbeleuchtung:
- Anwendung in Innenraum-Ambientebeleuchtung, Armaturenbrett-Anzeigen oder externen Signalleuchten, die Zuverlässigkeit über einen weiten Temperaturbereich und spezifische Farbkoordinaten erfordern.Industrieanzeigen:
- Verwendung auf Bedienfeldern oder Maschinen, wo lange Lebensdauer und klare Sichtbarkeit unter verschiedenen Umgebungslichtbedingungen entscheidend sind.13. Einführung in das Funktionsprinzip
- Eine LED ist eine Halbleiter-p-n-Übergangsdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den Übergangsbereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials 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 erzeugt weißes Licht.14. Technologietrends
- Die LED-Industrie entwickelt sich weiter mit mehreren klaren, objektiven Trends:Erhöhte Effizienz:
- Laufende Entwicklungen zielen darauf ab, mehr Lumen pro elektrischer Watt zu erzeugen, was die Energieeffizienz für Beleuchtungsanwendungen verbessert.Verbesserte Farbqualität:
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. |