LT3004WH-A-GL Weiße LED Spezifikation - Größe 3.0x0.85x0.42mm - Spannung 3.0V - Leistung 60mW

1. Produktübersicht

Die LT3004WH-A-GL ist eine weiße oberflächenmontierbare LED, die für allgemeine Beleuchtungs- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Sie verwendet einen blauen InGaN-Chip in Kombination mit einem gelben Leuchtstoff, um weißes Licht zu erzeugen. Das Gehäuse ist ein PLCC-Typ (Plastic Leaded Chip Carrier) mit Abmessungen von 3,0 mm × 0,85 mm × 0,42 mm, was es für kompakte Bauweisen geeignet macht. Diese LED bietet einen weiten Abstrahlwinkel von 120°, eine hohe Lichtstärke bis zu 3250 mcd und eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit. Sie ist RoHS-konform und hat die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören LCD-Hintergrundbeleuchtung und Handy-Hintergrundbeleuchtung.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische Kenngrößen

Bei einem Prüfstrom von IF=20mA und Ts=25°C beträgt die Durchlassspannung (VF) typischerweise 3,0 V mit einem Bereich von 2,7 V bis 3,3 V abhängig vom Bin. Der Sperrstrom (IR) bei VR=5V beträgt weniger als 1 µA. Der absolute maximale Durchlassstrom beträgt 30 mA, der Spitzen-Durchlassstrom (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Puls) beträgt 100 mA. Die maximale Sperrspannung beträgt 5 V. Die elektrostatische Entladung (HBM) ist mit 2000 V bewertet. Die Sperrschichttemperatur (Tj) der LED darf 105°C nicht überschreiten.

2.2 Optische Kenngrößen

Die Lichtstärke (Iv) bei IF=20mA beträgt typischerweise 2650 mcd und reicht von 2150 mcd bis 3450 mcd je nach Bin. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 120 Grad. Die Farbkoordinaten sind im CIE-1931-Farbraum definiert, mit mehreren Binning-Gruppen (N0 bis N4, M0 bis M4 und MN-Gruppen) für eine präzise Farbkontrolle. Die Spektralverteilung zeigt eine Spitzenwellenlänge von etwa 450 nm vom blauen Chip und eine breite gelbe Emission vom Leuchtstoff, was weißes Licht ergibt.

2.3 Thermische Eigenschaften

Die Sperrschichttemperatur der LED muss unter 105°C gehalten werden. Die Derating-Kurve des Durchlassstroms (Abb. 1-9) zeigt, dass mit steigender Löttemperatur der maximal zulässige Durchlassstrom abnimmt, um Tj ≤ 105°C zu gewährleisten. Ein angemessenes Thermomanagement, wie ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte und Kühlkörper, ist für einen zuverlässigen Betrieb unerlässlich.

3. Binning-System

3.1 Lichtstärke-Binning

Bei IF=20mA wird die Lichtstärke in Bins von 30 bis 42 unterteilt, die jeweils einen Bereich von 100 mcd abdecken. Beispielsweise umfasst Bin 30 2150–2250 mcd, Bin 36 2750–2850 mcd und Bin 42 3350–3450 mcd. Der äquivalente Lichtstrom (in Lumen) wird ebenfalls für jedes Bin angegeben.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung wird in Bin-Klassen von V0 (2,7–2,8 V) bis V5 (3,2–3,3 V) in 0,1-V-Schritten unterteilt. Alle Messungen erfolgen bei IF=20mA, Ta=25°C, mit einer Toleranz von ±0,03 V.

3.3 Farbort-Binning

Die CIE-1931-Farbkoordinaten werden in mehrere Gruppen (N0 bis N4, M0 bis M4 und MN-Gruppen) unterteilt, um eine präzise Farbkonsistenz zu gewährleisten. Jede Gruppe definiert einen kleinen rechteckigen Bereich im Farbdiagramm und ermöglicht so eine enge Farbkontrolle für Hintergrundbeleuchtungs- und Displayanwendungen.

4. Kennlinien

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (Abb. 1-7)

Die VF-IF-Kurve zeigt einen typischen exponentiellen Diodenverlauf. Bei 20 mA beträgt VF etwa 3,0 V. Die Kurve hilft Entwicklern, den Spannungsabfall bei verschiedenen Treiberströmen vorherzusagen.

4.2 Durchlassstrom vs. Relative Intensität (Abb. 1-8)

Die relative Lichtstärke steigt mit dem Durchlassstrom bis zu 50 mA nahezu linear an. Diese Linearität ist nützlich für Dimm-Anwendungen.

4.3 Spektrale Verteilung (Abb. 1-10)

Die spektrale Leistungsverteilung zeigt eine blaue Spitze bei etwa 450 nm und eine breite gelbe Leuchtstoffemission von 500 nm bis 700 nm. Das weiße Licht hat einen hohen Farbwiedergabeindex, der für die allgemeine Beleuchtung geeignet ist.

5. Mechanische Informationen und Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein PLCC-Gehäuse mit den Abmessungen 3,0 mm × 0,85 mm × 0,42 mm. Die Toleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Gehäuse hat oben eine Silikonlinse, die weich ist und eine sorgfältige Handhabung erfordert.

5.2 Abmessungen des Trägerbands

Die LEDs werden auf 12 mm breitem Trägerband mit Taschendimensionen A0=0,95 mm, B0=3,15 mm, K0=0,55 mm geliefert. Teilung P1=4,00 mm, P2=2,00 mm, P0=4,00 mm. Der Rollendurchmesser beträgt 178 mm mit 5000 Stück pro Rolle.

5.3 Polarität und Kennzeichnung

Die LED hat auf einer Seite eine Kathodenmarkierung (typischerweise eine Kerbe oder ein Punkt). Beachten Sie die Gehäusezeichnung für die Polaritätsausrichtung.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil folgt den JEDEC-Standards: Vorwärmen von 160°C auf 260°C über 60–120 Sekunden; Zeit über 217°C (TL) sollte 60–120 Sekunden betragen; Spitzentemperatur 260°C für maximal 10 Sekunden (innerhalb von 5°C der Spitze). Die Abkühlrate sollte 6°C/s nicht überschreiten. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze sollte weniger als 8 Minuten betragen. Führen Sie nicht mehr als zwei Reflow-Durchläufe durch, und wenn das Intervall zwischen den Durchläufen 24 Stunden überschreitet, können die LEDs aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme beschädigt werden.

6.2 Handlöten

Beim manuellen Löten muss die Lötkolbentemperatur unter 300°C liegen und die Kontaktzeit sollte weniger als 3 Sekunden betragen. Es ist nur ein Handlötvorgang erlaubt.

6.3 Handhabung und Lagerung

Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe beträgt 3. Vor dem Öffnen des versiegelten Beutels gelten folgende Lagerbedingungen: ≤30°C, ≤75% relative Luftfeuchtigkeit, Haltbarkeit 1 Jahr ab Versiegelungsdatum. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 24 Stunden verwendet werden (≤30°C, ≤60% rF). Wenn die Lagerbedingungen überschritten werden oder das Trockenmittel verblasst ist, ist ein Backen bei 60±5°C für ≥24 Stunden erforderlich.

6.4 Handhabungshinweise

Vermeiden Sie mechanische Belastung oder Druck auf die Silikonlinse während der Bestückung. Verwenden Sie Vakuumdüsen mit angemessener Kraft. Verziehen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, die die LED beschädigen kann. Verwenden Sie bei Bedarf Isopropylalkohol zur Reinigung.

7. Verpackung und Bestellung

7.1 Verpackungsdetails

Jede Rolle enthält 5000 Stück. Der Rollendurchmesser beträgt 178 mm, die Breite 12,8 mm. Das Trägerband ist mit einem Deckband versiegelt. Die Kennzeichnung umfasst Teilenummer, Bin-Code, Lichtstärke (Iv), Durchlassspannung (VF), Wellenlängencode (WL), Menge, Datumscode und Chargennummer.

7.2 Feuchtigkeitsschutzverpackung

Die Rollen werden vakuumversiegelt in einem feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Der Beutel wird dann in einem Karton verpackt.

7.3 Bestellinformationen

Kunden sollten bei der Bestellung die gewünschten Bin-Codes für Lichtstärke, Durchlassspannung und Farbort angeben. Das Standardprodukt ist LT3004WH-A-GL.

8. Anwendungsempfehlungen

Die LT3004WH-A-GL ist ideal für LCD-Hintergrundbeleuchtung (insbesondere kleine bis mittlere Größen), Handy-Tastatur- und Display-Hintergrundbeleuchtung, Anzeigeleuchten und dekorative Beleuchtung. Ihre kompakte Größe ermöglicht eine hochdichte Montage. Für eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung können mehrere LEDs in Arrays mit geeigneten Diffusoren verwendet werden. Der weite Abstrahlwinkel von 120° sorgt für eine gute Helligkeit bei seitlicher Betrachtung. Im Schaltungsdesign ist ein strombegrenzender Widerstand unerlässlich, um Überstrom zu vermeiden. Zum Dimmen wird PWM (Pulsweitenmodulation) mit Frequenzen über 1 kHz empfohlen, um Flimmern zu vermeiden. Bei Verwendung der LED in Reihen-/Parallelschaltungen ist eine gleichmäßige Stromverteilung durch Vorwiderstände oder Konstantstromtreiber sicherzustellen.

9. Zuverlässigkeitstest und Ausfallkriterien

Die LED hat Zuverlässigkeitstests bestanden, darunter Reflow-Löten (max. 260°C, 10 s), thermischer Schock (-40°C bis 100°C, 100 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000 h), Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000 h), Lebensdauertest (Ta=25°C, IF=20mA, 1000 h), Hochtemperatur-/Feuchtelagerung (60°C/90% rF, 1000 h) und Hochtemperatur-/Feuchtebetrieb (60°C/90% rF, IF=15mA, 500 h). Akzeptanzkriterium ist 0 Ausfälle von 20 Proben pro Test. Ein Ausfall ist definiert als VF > USL×1,1, IR > USL×2,0 oder Lichtstrom < LSL×0,7.

10. Häufig gestellte Fragen

F1: Wie hoch ist die typische Durchlassspannung bei 20 mA?A: Typischerweise 3,0 V, mit einem Bin-Bereich von 2,7 V–3,3 V.

F2: Kann ich die LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?A: Ja, 30 mA ist der absolute maximale Durchlassstrom, aber es ist ein sorgfältiges Thermomanagement erforderlich, um die Sperrschichttemperatur unter 105°C zu halten. Für eine lange Lebensdauer wird ein Derating auf 20 mA empfohlen.

F3: Wie wähle ich das richtige Bin für meine Anwendung?A: Wählen Sie das Lichtstärke-Bin entsprechend der erforderlichen Helligkeit, das Spannungs-Bin entsprechend der Treiberspannungsverträglichkeit und das Farbort-Bin für die Farbkonsistenz. Typische Hintergrundbeleuchtungsanwendungen verwenden Bins aus den N- oder M-Gruppen.

F4: Kann die LED im Außenbereich verwendet werden?A: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -30°C bis +85°C, aber die Silikonvergussmasse kann bei längerer UV-Einwirkung degradieren. Für den Außeneinsatz stellen Sie einen zusätzlichen Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit sicher.

11. Anwendungsbeispiel

Beispiel: LCD-Hintergrundbeleuchtung für 7-Zoll-DisplayEin 7-Zoll-Display benötigt eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung mit einer Leuchtdichte von 300 cd/m². Mit 30 Stück LT3004WH-A-GL, angeordnet in 5 Reihen × 6 Spalten, jeweils mit 20 mA betrieben, beträgt der Gesamtstrom 600 mA. Mit einer Lichtleitplatte und einem Diffusor kann das System die erforderliche Helligkeit erreichen. Die Durchlassspannung pro LED beträgt etwa 3,0 V, sodass eine 12-V-Versorgung mit Vorwiderständen (z. B. 330 Ω pro Reihe mit 6 LEDs) funktioniert. Das PCB-Layout sollte thermische Durchkontaktierungen zur Wärmeableitung enthalten. Zuverlässigkeitstests bestätigen, dass die LEDs nach 10.000 Stunden bei 25°C Umgebungstemperatur >90% Lumenwartung aufweisen.

12. Funktionsprinzip

Die weiße LED verwendet einen blau emittierenden InGaN-Halbleiterchip (Indium-Gallium-Nitrid). Wenn Durchlassstrom durch den Chip fließt, rekombinieren Elektronen und Löcher unter Abstrahlung von blauem Licht (Spitze ~450 nm). Dieses blaue Licht regt teilweise einen gelb emittierenden Leuchtstoff (typischerweise YAG:Ce) an, der auf dem Chip aufgebracht ist. Die Kombination aus dem blauen Licht und der gelben Leuchtstoffemission ergibt weißes Licht. Die genaue Farbtemperatur und der Farbwiedergabeindex hängen von der Zusammensetzung des Leuchtstoffs und der Schichtdicke ab. Das PLCC-Gehäuse bietet mechanischen Schutz und einen reflektierenden Hohlraum für eine effiziente Lichtauskopplung.

13. Technologietrends

Die LED-Branche bewegt sich in Richtung höherer Effizienz (Lumen pro Watt), kleinerer Gehäuse (z. B. Chip-Scale-Packages 1,6x0,8 mm) und besserer Farbkonsistenz (enges Binning). Die LT3004WH-A-GL stellt eine kompakte PLCC-Lösung mit guter Leistung für aktuelle Anwendungen dar. Zukünftige Trends umfassen die Integration mehrerer LEDs in einem einzigen Gehäuse (z. B. RGB-Weiß), verbessertes Thermomanagement und den Einsatz von Quantenpunkten für einen erweiterten Farbraum. Für Hintergrundbeleuchtung entstehen Mini-LED- und Mikro-LED-Technologien, aber PLCC-LEDs bleiben kostengünstig für Produkte mittlerer Stückzahl.