LED RGBW Spezifikation RF-W2SA50TS-RXXW - 5,4x5,0x1,55mm - Spannung 2,0-3,25V - Strom 20mA - Deutsches Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die RF-W2SA50TS-RXXW ist ein leistungsstarkes Mehrchip-RGBW-LED-Gehäuse für Farbmisch- und Weißlichtanwendungen. Es integriert vier unabhängige LED-Chips (Rot, Grün, Blau und Weiß) in einem kompakten PLCC-8-Gehäuse mit den Maßen 5,4 mm x 5,0 mm x 1,55 mm. Dieses Bauteil eignet sich für die automatisierte SMT-Bestückung und erfüllt die RoHS-Anforderungen. Es bietet weite Abstrahlwinkel, niedrigen Wärmewiderstand und Feuchteempfindlichkeitsstufe 5a, ideal für anspruchsvolle Beleuchtungsumgebungen wie Landschaftsbeleuchtung, architektonische Akzente und Beschilderung.

2. Vertiefte Interpretation der technischen Parameter

2.1 Elektrische Eigenschaften

Alle Messungen werden bei einem Prüfstrom von 20 mA und einer Löttemperatur von 25 °C durchgeführt. Die Vorwärtsspannungsbereiche für jede Farbe sind wie folgt:

• Rot (R):2,0 V bis 2,3 V
• Grün (G):2,95 V bis 3,25 V
• Blau (B):2,85 V bis 3,25 V
• Weiß (W):2,75 V bis 3,05 V

Der Sperrstrom beträgt weniger als 10 µA bei VR=5V. Der absolute maximale Vorwärtsstrom beträgt 25 mA pro Kanal, mit einem Spitzenvorwärtsstrom von 80 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Die Verlustleistung ist auf insgesamt 293,75 mW begrenzt. Die ESD-Festigkeit (HBM) beträgt 2000 V.

2.2 Optische Eigenschaften

Lichtstärken- und Lichtstrombereiche bei IF=20mA:

• Rot:700 ~ 1000 mcd
• Grün:1800 ~ 2400 mcd
• Blau:350 ~ 650 mcd
• Weiß (verschiedene CCT):6,5 ~ 9,5 lm (für 2700K, 3000K, 4000K, 4100K, 6000K Versionen)

Dominante Wellenlängenbereiche:

• Rot:618 ~ 623 nm
• Grün:521 ~ 526 nm
• Blau:467 ~ 472 nm

Die Abstrahlwinkel (Halbwertswinkel) sind außergewöhnlich groß: Rot: 121°, Grün: 123°, Blau: 120°, Weiß: 117°. Der Farbwiedergabeindex (Ra) der weißen LEDs beträgt mindestens 80.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RthJ-S) für jede Farbe: Rot: 120°C/W, Grün: 105°C/W, Blau: 85°C/W, Weiß: 75°C/W. Die Sperrschichttemperatur darf für R/G/B 94°C und für Weiß 93°C nicht überschreiten. Eine angemessene Wärmeableitung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer.

3. Binning-System

3.1 Vorwärtsspannungs- und Lichtstärken-Bins

Die Bauteile werden nach Vorwärtsspannung und Lichtstärke sortiert. Beispielsweise reichen die VF-Bins für Rot von 2,0-2,3V (Code Rv), für Grün von 2,95-3,25V (Gv), für Blau von 2,85-3,25V (Bv) und für Weiß von 2,75-3,05V (Cv). Die Lichtstärken-Bins sind für jede Farbe definiert: Rot (RI) 700-1000 mcd, Grün (GI) 1800-2400 mcd, Blau (BI) 350-650 mcd und Weiß (CI) 6,5-9,5 lm.

3.2 Wellenlängen- und Farbart-Bins

Die dominanten Wellenlängen-Bins sind festgelegt: Rot: 618-623nm (Code RL), Grün: 521-526nm (GL1), Blau: 467-472nm (BL). Weiße LEDs werden nach Farbartkoordinaten (x,y) gemäß dem CIE 1931-Diagramm gebinnt. Das Datenblatt gibt spezifische Bin-Codes für 2700K, 3000K, 4000K, 4100K und 6000K an (z.B. K1/K2 für 3000K, M1/M2 für 4000K usw.).

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Vorwärtsspannung vs. Vorwärtsstrom (I-V-Kennlinien)

Die typischen I-V-Kennlinien zeigen ein exponentielles Verhalten. Bei 20mA liegen die Vorwärtsspannungen wie aufgeführt. Blaue und weiße Chips haben höhere Durchlassspannungen als grüne und rote. Die Kurven zeigen einen stabilen Betrieb über den gesamten Strombereich.

4.2 Temperaturabhängigkeit

Die relative Lichtstärke nimmt mit steigender Löttemperatur ab. Bei 85°C sinkt die Intensität auf etwa 80% (Blau), 70% (Grün/Rot) und 90% (Weiß) des Wertes bei 25°C. Die Vorwärtsspannung nimmt ebenfalls linear mit der Temperatur ab, mit einer Rate von etwa -2 mV/°C. Der maximale Vorwärtsstrom wird bei hohen Temperaturen herabgesetzt, um die Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzen zu halten.

4.3 Spektrale Verteilung

Das rote Maximum liegt bei etwa 620 nm, das grüne bei 523 nm, das blaue bei 470 nm, und Weiß zeigt ein breites Spektrum mit einem blauen Pump-Peak nahe 450 nm und einer Phosphor-Konversionsbande von 500-700 nm.

4.4 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahldiagramm zeigt eine lambertähnliche Verteilung mit Halbwertswinkeln von über 120°, was eine gleichmäßige Ausleuchtung über eine große Fläche gewährleistet.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED-Abmessungen betragen 5,40 mm x 5,00 mm (Gehäuse) bei einer Gesamthöhe von 1,55 mm. Das Gehäuse verfügt über einen zentralen Linsenbereich und 8 Anschlüsse (PLCC-8) mit der Anordnung R+/R-, G+/G-, B+/B-, W+/W-. Die Polarität ist auf der Unterseite markiert. Empfohlene Lötpads werden mit Abmessungen für optimale thermische und elektrische Verbindung angegeben.

5.2 Trägerband und Spule

Die Teile werden auf Band und Spule geliefert (1000 Stück pro Spule). Bandabmessungen: Breite 12,00 mm, Teilung 4,00 mm, Lochabstand 2,00 mm. Spulenaußendurchmesser 178 mm, Nabeninnendurchmesser 58,5 mm, Breite 12,4 mm.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Empfehlung: Vorheizen von 150 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden. Anstiegsrate ≤3 °C/s. Zeit über 217 °C: ≤60 Sekunden. Spitzentemperatur 260 °C, maximal 10 Sekunden. Abkühlrate ≤6 °C/s. Gesamtzeit von 25 °C bis Spitze ≤8 Minuten. Maximal zwei Reflow-Zyklen. Wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden liegen, ist ein Backen erforderlich.

6.2 Handlöten

Lötkolbentemperatur ≤300 °C, Dauer ≤3 Sekunden, nur einmal.

6.3 Handhabungshinweise

Keinen Druck auf die Silikonlinsenoberfläche ausüben. Seitliche Greifwerkzeuge verwenden. Mechanische Belastung während des Abkühlens vermeiden. Das Silikonverkapselungsmaterial ist weich und kann Staub anziehen; bei Bedarf mit Isopropylalkohol reinigen. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Standardverpackung: 1000 Stück pro Spule in feuchtigkeitsgeschütztem Beutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikator. Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Beutels: Temperatur ≤30 °C, Luftfeuchtigkeit ≤75%, Haltbarkeit 4 Monate. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C/≤60% rF verwenden. Bei Überschreitung bei 60±5 °C für >24 Stunden backen.

8. Anwendungsempfehlungen

Typische Anwendungen umfassen farbwechselnde LED-Streifen, Landschaftsbeleuchtung, Architekturbeleuchtung, Beschilderung und allgemeine Innen- und Außenbeleuchtung. Im Schaltungsdesign stets strombegrenzende Widerstände verwenden, um Überstrom zu vermeiden. Thermomanagement ist entscheidend: für ausreichende Wärmeableitung sorgen, um die Sperrschichttemperatur unter 94 °C zu halten. Die LED keiner Umgebung mit Schwefelverbindungen (>100 ppm), Brom (>900 ppm) oder Chlor (>900 ppm) aussetzen. Der Gesamthalogengehalt sollte unter 1500 ppm liegen.

9. Technischer Vergleich mit Alternativen

Im Vergleich zu ähnlichen RGBW-LEDs auf dem Markt bietet die RF-W2SA50TS-RXXW überlegene Abstrahlwinkel (≥120°) und hohe Lichtausbeute. Die integrierte weiße LED mit CRI≥80 sorgt für eine gute Farbwiedergabe. Der niedrige Wärmewiderstand (75-120 °C/W) ermöglicht eine bessere Wärmeableitung als viele Wettbewerber. Die ESD-Festigkeit von 2000 V HBM ist Branchenstandard. Die Verwendung von AlGaInP für Rot und InGaN für Grün/Blau gewährleistet stabile Farben über die Temperatur.

10. Häufig gestellte Fragen

F1:Kann ich die RGBW-Kanäle gleichzeitig mit jeweils 20 mA betreiben?
A:Ja, innerhalb der Gesamtverlustleistungsgrenze von 293,75 mW. Stellen Sie jedoch eine ausreichende Wärmeableitung sicher, um die Sperrschichttemperatur unter dem Maximalwert zu halten.

F2:Wie hoch ist die typische Lebensdauer unter Nennbedingungen?
A:Das Datenblatt enthält Zuverlässigkeitsprüfergebnisse: Nach 1000 Stunden bei 25 °C/20 mA beträgt die Lichtstärkeerhaltung ≥70% für R/G/B und ≥88% für Weiß. Die tatsächliche Lebensdauer hängt vom Thermomanagement ab.

F3:Kann ich diese LEDs für Außenbeleuchtung verwenden?
A:Ja, der Betriebstemperaturbereich beträgt -40 °C bis +85 °C. Das Gehäuse ist jedoch nicht gegen Feuchtigkeit abgedichtet; verwenden Sie bei Wassereinwirkung einen Schutzlack.

F4:Wie wird der Farbart-Bin-Code interpretiert?
A:Jede weiße CCT hat mehrere Bins (z.B. K1/K2 für 3000K). Die genauen xy-Koordinaten finden Sie im CIE-Diagramm. Der Bin-Code ist Teil der vollständigen Teilenummer.

11. Praktische Designbeispiele

Beispiel 1: Farbwechsel-LED-Streifen.Durch PWM-Steuerung (z.B. 1 kHz, 8 Bit) auf jedem Kanal sorgt der weite Abstrahlwinkel für eine gleichmäßige Mischung über eine Abdeckung von 120°. Verwenden Sie Vorwiderstände (z.B. 33 Ω bei 5 V Versorgung), um den Strom auf 20 mA pro Kanal zu begrenzen.

Beispiel 2: Weißlichtleuchte (3000K).Kombinieren Sie mehrere weiße LEDs (z.B. 10 in Reihe), die von einer Konstantstromquelle (20 mA) angesteuert werden. Kühlkörper mit Aluminium-Leiterplatte. Der hohe CRI (≥80) eignet sich für Einzelhandelsbeleuchtung.

12. Funktionsprinzip

Die rote LED verwendet AlGaInP-Halbleitermaterial, das auf einem Substrat aufgewachsen ist. Bei Vorwärtsspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und emittieren bei 620 nm. Die grünen und blauen LEDs verwenden InGaN-Material. Die weiße LED kombiniert einen blauen InGaN-Chip mit einem gelben Phosphor, der einen Teil des blauen Lichts in gelbes umwandelt, was zu weißem Licht führt. Das PLCC-8-Gehäuse bietet elektrische Isolation und thermische Leitung.

13. Entwicklungstrends

Der Trend bei RGBW-LEDs geht zu höherer Effizienz (lm/W), kleineren Gehäusen und integrierten Steuer-ICs. Dieses Bauteil bietet bereits gute thermische Leistung und weite Abstrahlwinkel. Zukünftige Entwicklungen können einen höheren CRI (90+), einstellbares Weiß und verbesserte ESD-Stabilität umfassen. Die Verwendung von Silikon-Vergussmaterial wird aufgrund seiner hohen Temperaturstabilität und Transmission zum Standard.