LED-Bauteil Datenblatt - Revision 1 - Lebenszyklusinformationen - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses technische Datenblatt bietet umfassende Informationen für ein LED-Bauteil, das sich aktuell in der Revisionsphase seines Lebenszyklus befindet. Das Dokument dient als maßgebliche Quelle für Ingenieure, Designer und Einkaufsspezialisten, die dieses Bauteil in elektronische Systeme integrieren. Der Kernvorteil dieses Bauteils liegt in seiner dokumentierten und stabilen Revisionshistorie, die Konsistenz und Zuverlässigkeit für langfristige Produktionszyklen gewährleistet. Der Zielmarkt umfasst Hersteller von Unterhaltungselektronik, industriellen Steuerungssystemen, Automobilbeleuchtung und allgemeinen Beleuchtungsprodukten, bei denen die Rückverfolgbarkeit von Bauteilen und das Lebenszyklusmanagement entscheidend sind.

2. Lebenszyklus- und Revisionsinformationen

Die primären Daten im bereitgestellten Inhalt betreffen das Lebenszyklusmanagement des Bauteils.

2.1 Lebenszyklusphase

Das Bauteil ist explizit dokumentiert als befindlich in der"Revisions"-Phase. Dies zeigt an, dass das Produktdesign und die Spezifikationen finalisiert, freigegeben und nun kontrollierten Aktualisierungen oder Korrekturen unterliegen. Eine Revisionsphase deutet auf ein ausgereiftes Produkt hin, das aktiv gefertigt und geliefert wird, wobei Änderungen durch formale Revisionskontrollprozesse verwaltet werden.

2.2 Revisionsnummer

Die aktuelle Revision dieses Datenblatts und des zugehörigen Bauteils istRevision 1. Dies ist die erste formal freigegebene Version der Dokumentation nach dem anfänglichen Design und der Qualifizierung. Ingenieure müssen stets überprüfen, dass sie die neueste Revision verwenden, um die Designgenauigkeit sicherzustellen.

2.3 Freigabe- und Gültigkeitsinformationen

Das Datenblatt wurde veröffentlicht am14.05.2012 um 11:50:18. Die"Ablaufperiode"ist angegeben als"Unbegrenzt". Diese Terminologie bedeutet typischerweise, dass das Datenblatt kein vordefiniertes Ablaufdatum hat und solange gültig bleibt, wie das Produkt in Produktion ist. "Unbegrenzt" sollte in diesem Kontext jedoch als "unbestimmt, bis es durch eine neue Revision ersetzt wird" interpretiert werden. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, regelmäßig beim Bauteilhersteller nach neueren Revisionen zu suchen.

3. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Während die spezifischen numerischen Parameter für lichttechnische, elektrische und thermische Kenngrößen im bereitgestellten Ausschnitt nicht detailliert sind, wird eine standardmäßige LED-Datenblattstruktur impliziert. Die folgenden Abschnitte erläutern die typischen Parameter, die zu finden wären, und ihre Bedeutung.

3.1 Lichttechnische Kenngrößen

Lichttechnische Kenngrößen definieren die Lichtausgabe der LED. Zu den Schlüsselparametern gehören:

• Lichtstrom (Φ_v):Gemessen in Lumen (lm), gibt dieser die gesamte wahrgenommene Lichtleistung an. Der Wert wird typischerweise bei einem Standard-Teststrom (z.B. 20mA, 150mA) und einer Sperrschichttemperatur (z.B. 25°C) angegeben.
• Lichtstärke (I_v):Gemessen in Candela (cd), beschreibt diese den Lichtstrom pro Raumwinkel in einer bestimmten Richtung. Sie ist entscheidend für gerichtete Beleuchtungsanwendungen.
• Dominante Wellenlänge (λ_d) oder Farbtemperatur (CCT):Bei farbigen LEDs definiert die dominante Wellenlänge die wahrgenommene Farbe (z.B. 625nm für Rot). Bei weißen LEDs definiert die Farbtemperatur, gemessen in Kelvin (K), ob das Licht warmweiß (2700K-3500K), neutralweiß (3500K-5000K) oder kaltweiß (5000K-6500K) ist.
• Farbwiedergabeindex (CRI):Bei weißen LEDs gibt der CRI (Ra) an, wie genau die Lichtquelle die wahren Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Lichtquelle wiedergibt. Ein höherer CRI (nahe 100) ist besser für Anwendungen, die eine genaue Farbwahrnehmung erfordern.

3.2 Elektrische Parameter

Elektrische Parameter sind entscheidend für Schaltungsdesign und Treiberauswahl.

• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED bei einem spezifizierten Durchlassstrom. Sie variiert mit Strom und Temperatur. Typische Werte liegen für gängige LEDs zwischen 2,0V und 3,8V.
• Durchlassstrom (I_F):Der empfohlene kontinuierliche Gleichbetriebsstrom. Das Überschreiten des maximal zulässigen Durchlassstroms kann dauerhafte Schäden verursachen.
• Sperrspannung (V_R):Die maximale Spannung, die in Sperrrichtung angelegt werden kann, ohne die LED zu beschädigen. LEDs haben sehr niedrige Sperrspannungsratings (oft 5V).
• Verlustleistung (P_d):Die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse abführen kann, berechnet als V_F* I_F, und begrenzt durch thermische Randbedingungen.

3.3 Thermische Kenngrößen

Die LED-Leistung und Lebensdauer hängen stark vom thermischen Management ab.

• Sperrschichttemperatur (T_j):Die Temperatur am p-n-Übergang des Halbleiterchips. Die maximal zulässige T_j(z.B. 125°C) darf nicht überschritten werden.
• Thermischer Widerstand (R_θJAoder R_θJC): R_θJAist der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Umgebung (°C/W) und zeigt, wie leicht Wärme von der Sperrschicht zur Umgebungsluft abfließt. R_θJCist der Widerstand von der Sperrschicht zum Gehäuse. Niedrigere Werte bedeuten eine bessere Wärmeableitung.
• Lagertemperaturbereich:Der Temperaturbereich, in dem die LED ohne Leistungsversorgung gelagert werden kann, ohne Schaden zu nehmen.

4. Erläuterung des Binning-Systems

Die LED-Fertigung weist Schwankungen auf. Beim Binning werden LEDs mit ähnlichen Eigenschaften gruppiert, um Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen.

4.1 Wellenlängen-/Farbtemperatur-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge (farbige LEDs) oder CCT und Farbkoordinaten (weiße LEDs) in Bins sortiert, um ein einheitliches Farbbild in einer Anordnung oder Leuchte zu gewährleisten.

4.2 Lichtstrom-Binning

LEDs werden gemäß ihrer Lichtausgabe (Lumen) unter Standardtestbedingungen gebinnt. Dies ermöglicht es Designern, Bins auszuwählen, die spezifische Helligkeitsanforderungen erfüllen.

4.3 Durchlassspannungs-Binning

Die Sortierung nach Durchlassspannung (V_F) hilft beim Entwurf effizienter Treiberschaltungen, insbesondere bei der Reihenschaltung mehrerer LEDs, um eine gleichmäßige Stromverteilung sicherzustellen.

5. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten sind wesentlich, um die Leistung unter nicht-standardisierten Bedingungen zu verstehen.

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

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Sie ist nichtlinear und zeigt eine Schwellspannung (oder Kniespannung), nach der der Strom bei kleinen Spannungsänderungen stark ansteigt. Diese Kurve ist entscheidend für die Auswahl der strombegrenzenden Schaltung.

5.2 Temperaturkennlinien

Wichtige Diagramme umfassen Lichtstrom vs. Sperrschichttemperatur und Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur. Die Lichtausgabe nimmt typischerweise mit steigender Temperatur ab (thermisches Quenchen), während die Durchlassspannung sinkt. Das Verständnis dieser Trends ist entscheidend für das thermische Design.

5.3 Spektrale Leistungsverteilung (SPD)

Das SPD-Diagramm zeigt die relative Intensität des emittierten Lichts bei jeder Wellenlänge. Bei weißen LEDs zeigt es die Mischung aus blauer Pump-LED-Emission und phosphorkonvertiertem Licht, was CCT und CRI beeinflusst.

6. Mechanische und Gehäuseinformationen

Physikalische Abmessungen und Montagedetails werden durch technische Zeichnungen bereitgestellt.

6.1 Umrisszeichnung der Abmessungen

Eine detaillierte Zeichnung, die die exakte Länge, Breite, Höhe und alle kritischen Merkmale des LED-Gehäuses zeigt. Toleranzen werden stets angegeben.

6.2 Lötflächen-Layout-Design

The recommended footprint for the PCB lands (pads), including pad size, shape, and spacing. Adhering to this layout ensures proper soldering and thermal connection.

6.3 Polaritätskennzeichnung

Klare Kennzeichnung der Anode (+)- und Kathode (-)-Anschlüsse, oft durch eine Kerbe, abgeschrägte Ecke, markierte Lötfläche oder unterschiedliche Anschlusslängen. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essentiell.

7. Löt- und Montagerichtlinien

7.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Zeit-Temperatur-Profil für das Reflow-Löten, einschließlich Vorwärm-, Halte-, Reflow- (Spitzentemperatur) und Abkühlphasen. Die maximale Temperatur und die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur dürfen nicht überschritten werden, um Schäden am LED-Gehäuse oder internen Verbindungen zu vermeiden.

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 Kavitation das Gehäuse beschädigen kann.
• Berühren Sie die Linse nicht mit den Fingern, um Kontamination zu vermeiden.

7.3 Lagerbedingungen

LEDs sollten in einer trockenen, dunklen Umgebung innerhalb des spezifizierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichs gelagert werden (z.B. <40°C, <60% RH). Feuchtigkeitsempfindliche Bauteile müssen möglicherweise vor der Verwendung getrocknet werden, wenn die Verpackungsversiegelung gebrochen wurde.

8. Verpackungs- und Bestellinformationen

8.1 Verpackungsspezifikationen

Details zur Lieferform der LEDs: Bandtyp (z.B. geprägtes Trägerband), Bandabmessungen, Anzahl pro Tasche und Ausrichtung.

8.2 Etikettierungsinformationen

Erläuterung der auf dem Bandetikett gedruckten Informationen: Artikelnummer, Menge, Los-/Chargencode, Datumscode und Bincodes.

8.3 Artikelnummernsystem

Eine Aufschlüsselung der Bauteilmodellnummer, die zeigt, wie verschiedene Felder Attributen wie Farbe, Lichtstrom-Bin, Spannungs-Bin, Gehäusetyp und Sonderfunktionen entsprechen.

9. Anwendungsempfehlungen

9.1 Typische Anwendungsszenarien

Basierend auf der implizierten Standard-LED-Technologie gehören mögliche Anwendungen Hintergrundbeleuchtung für Displays (LCDs, Tastaturen), Statusanzeigen, Automobilinnenraumbeleuchtung, dekorative Beleuchtung und allgemeine Beschilderung.

9.2 Designüberlegungen

• Stromversorgung:Betreiben Sie LEDs stets mit einer Konstantstromquelle, nicht mit einer Konstantspannung, für stabile Lichtausgabe und lange Lebensdauer.
• Thermisches Management:Gestalten Sie die Leiterplatte mit ausreichenden Wärmeleitungen und Kupferflächen. Berücksichtigen Sie die maximale Umgebungstemperatur der Endanwendung.
• Optik:Wählen Sie geeignete Sekundäroptik (Linsen, Diffusoren) basierend auf dem gewünschten Abstrahlwinkel und der Lichtverteilung.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden auf empfindlichen Leitungen, wenn die LED an einer exponierten Stelle verbaut ist.

10. Technischer Vergleich

Während ein direkter Vergleich mit anderen Bauteilen ohne spezifische Modelle nicht möglich ist, umfassen die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale für jede LED in dieser Kategorie typischerweise:

• Wirkungsgrad (lm/W):Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet mehr Lichtausgabe pro elektrischem Watt und führt zu Energieeinsparungen.
• Farbkonsistenz:Engere Binning-Toleranzen für Wellenlänge/CCT und Lichtstrom gewährleisten eine bessere Farbabstimmung in Arrays.
• Zuverlässigkeit/Lebensdauer (L70/B50):Die Anzahl der Stunden, bevor die Lichtausgabe unter Testbedingungen bei 50% der Population auf 70% ihres Anfangswerts abfällt.
• Gehäuserobustheit:Beständigkeit gegen thermische Zyklen, Feuchtigkeit und mechanische Belastung.

11. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was bedeuten "Revision 1" und "LifecyclePhase: Revision" für mein Design?
A1: Es bedeutet, dass Sie eine ausgereifte, freigegebene Produktspezifikation verwenden. Zukünftige Änderungen werden in einer nachfolgenden Revision dokumentiert (z.B. Rev 1.1, Rev 2). Sie sollten stets vor der Finalisierung eines Designs nach der neuesten Revision suchen, um etwaige Berichtigungen oder Verbesserungen zu berücksichtigen.

F2: Die "Ablaufperiode" ist "Unbegrenzt". Bedeutet das, das Produkt wird immer verfügbar sein?
A2: Nein. "Unbegrenzt" bezieht sich auf die Gültigkeit der Dokumentation dieser spezifischen Revision. Die Produktverfügbarkeit wird durch den Produktionslebenszyklus des Herstellers bestimmt. Das Bauteil kann schließlich eingestellt werden (EOL). Das Datenblatt bleibt eine gültige historische Referenz.

F3: Wie interpretiere ich das Fehlen spezifischer lichttechnischer/elektrischer Zahlen im bereitgestellten Inhalt?
A3: Der bereitgestellte Ausschnitt ist ein Header/Footer, der Metainformationen enthält. Das vollständige Datenblatt des Herstellers würde alle detaillierten technischen Parametertabellen und Diagramme enthalten, die in den Abschnitten 3, 4 und 5 dieses Dokuments beschrieben sind. Beschaffen Sie sich für Designarbeiten stets das vollständige Datenblatt.

12. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für Industrieanlagen.
Der Designer bezieht sich auf das vollständige Datenblatt (durch diesen Revisions-Header impliziert). Er wählt die geeignete LED-Farbe (z.B. Grün für "Ein", Rot für "Fehler") basierend auf dem Wellenlängen-Binning. Unter Verwendung der Durchlassspannung (V_F) und des Teststroms (I_F) aus der elektrischen Tabelle berechnet er den benötigten Vorwiderstandswert bei Verwendung einer 5V-Versorgung: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Er entwirft den Leiterplatten-Footprint genau wie in der mechanischen Zeichnung gezeigt und stellt die korrekte Polarisationsausrichtung sicher. Während der Montage befolgt er das Reflow-Profil und überprüft, ob die Lichtausgabe des Endprodukts die erforderliche Sichtbarkeit unter den Umgebungslichtbedingungen der Anlage erfüllt.

13. Funktionsprinzip

Eine LED (Licht emittierende Diode) ist ein Halbleiterbauelement, das Licht aussendet, wenn ein elektrischer Strom durch es fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauelements rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Lichtfarbe wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Weiße LEDs werden typischerweise durch Verwendung eines blauen oder ultravioletten LED-Chips erzeugt, der mit einem Phosphormaterial beschichtet ist. Dieses absorbiert einen Teil des blauen/UV-Lichts und emittiert es als gelbes Licht wieder; die Kombination aus blauem und gelbem Licht wird als weiß wahrgenommen.

14. Entwicklungstrends

Die LED-Industrie entwickelt sich mit mehreren klaren Trends weiter. Der Wirkungsgrad (Lumen pro Watt) verbessert sich ständig, was den Energieverbrauch für Beleuchtungsanwendungen reduziert. Es gibt einen starken Trend zu höheren Farbwiedergabeindizes (CRI) und konsistenterer Farbqualität, insbesondere in der professionellen Beleuchtung. Die Miniaturisierung bleibt ein Schlüsselfaktor und ermöglicht neue Anwendungen in kompakten Geräten. Integration ist ein weiterer Trend, wobei LEDs zunehmend Treiber, Steuerschaltungen und Optik in einzelne Gehäusemodule integrieren. Schließlich ist intelligente und vernetzte Beleuchtung, bei der LEDs Teil von IoT-Systemen mit einstellbarer Farbe und Intensität sind, ein bedeutendes Wachstumsfeld. Das in diesem Datenblatt beschriebene Bauteil mit seiner formalen Revisionskontrolle repräsentiert einen stabilen Punkt in diesem fortschreitenden technologischen Fortschritt.