Technisches Datenblatt SMD Mid-Power LED 67-24ST - PLCC-2-Gehäuse - Durchlassspannung max. 13,0V - 80mA - Weißlicht - Deutsche Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die 67-24ST-Serie ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Mid-Power LED, die für ein breites Anwendungsspektrum in der Beleuchtungstechnik konzipiert ist. Sie nutzt ein PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier), das eine kompakte Bauform für moderne, platzoptimierte Designs bietet. Die LED emittiert weißes Licht und ist in verschiedenen korrelierten Farbtemperaturen (CCT) und Farbwiedergabeindex-Werten (CRI) verfügbar, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen.

Zu den Kernvorteilen dieses Produkts zählt eine hohe Lichtausbeute, was zu mehr Lichtstrom pro verbrauchter elektrischer Leistung führt. Sie verfügt über einen großen Abstrahlwinkel von 120 Grad, der eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet. Das Produkt entspricht wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe), EU REACH-Verordnungen und wird halogenfrei (mit spezifischen Grenzwerten für Brom und Chlor) hergestellt.

Der Zielmarkt für diese LED umfasst die Allgemeinbeleuchtung, dekorative und Entertainment-Beleuchtung, Signallampen, Schalterbeleuchtung sowie andere Anwendungen, die zuverlässige, effiziente und kompakte Lichtquellen erfordern.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Die Leistung der LED wird bei einer standardmäßigen Lötstellen-Temperatur von 25°C spezifiziert. Der primäre Betriebszustand ist ein Durchlassstrom (IF) von 80mA.

• Lichtstrom (Φ):Der minimale Lichtstrom variiert je nach Produktvariante, wobei typische Bins bei 125 Lumen (lm) beginnen. Die Toleranz für den Lichtstrom beträgt ±11%.
• Durchlassspannung (VF):Die maximale Durchlassspannung beträgt 13,0V. Der typische Wert ist niedriger, und die Toleranz liegt bei ±0,1V. Dieser Parameter ist entscheidend für das Treiberdesign und die Auswahl der Stromversorgung.
• Farbwiedergabeindex (Ra/CRI):Verfügbar mit einem minimalen CRI von 80 und einer Toleranz von ±2. Höhere CRI-Werte zeigen eine bessere Farbtreue der beleuchteten Objekte an.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Der typische Abstrahlwinkel beträgt 120 Grad, definiert als der Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwertes abfällt.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden am Bauteil auftreten kann. Der Betrieb sollte stets innerhalb dieser Grenzen gehalten werden.

• Durchlassstrom (IF):100 mA (Dauerbetrieb).
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):200 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis 1/10, Pulsbreite 10ms).
• Verlustleistung (Pd):1300 mW.
• Betriebstemperatur (Topr):-30°C bis +85°C.
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +100°C.
• Thermischer Widerstand (Rth J-S):12 °C/W (von der Sperrschicht zur Lötstelle). Dies ist ein Schlüsselparameter für das Wärmemanagement-Design.
• Sperrschichttemperatur (Tj):Maximal 115 °C.
• Löttemperatur:Reflow-Löten: 260°C für max. 10 Sekunden. Handlöten: 350°C für max. 3 Sekunden. Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD), weshalb geeignete Handhabungsverfahren erforderlich sind.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LED wird in vordefinierten Bins angeboten, um Farb- und Leistungskonsistenz in der Produktion sicherzustellen. Die Artikelnummer selbst kodiert wichtige Bin-Informationen.

3.1 Struktur der Artikelnummer

Die Modellnummer 67-24ST/KKE-NXXXXX130Z8/SZM/2T kann wie folgt decodiert werden:

• K:Zeigt einen minimalen Farbwiedergabeindex (CRI) von 80 an.
• NXX:Repräsentiert die korrelierte Farbtemperatur (CCT) in Hundertern von Kelvin (z.B. N271 = 2700K).
• XXX:Repräsentiert den minimalen Lichtstrom in Lumen (z.B. 251 = 125 lm, 301 = 130 lm).
• 130:Zeigt an, dass die maximale Durchlassspannung 13,0V beträgt.
• Z8:Spezifiziert den Nenn-Durchlassstrom von 80mA.

3.2 Lichtstrom-Binning

Der Lichtstrom wird mit Codes wie S3B, S4A usw. gebinnt. Jeder Code definiert einen engen Bereich für den minimalen und maximalen Lichtstrom (z.B. S3B: 125-130 lm), gemessen bei IF=80mA. Dies ermöglicht es Designern, LEDs für einheitliche Helligkeitsniveaus auszuwählen.

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung wird mit Codes wie A10, A15 usw. gebinnt, die Spannungsbereiche definieren (z.B. A10: 11,0V-11,5V). Die Abstimmung von VF-Bins kann beim Entwurf effizienterer Treiberschaltungen helfen, insbesondere für in Reihe geschaltete Strings.

3.4 Farbort- und CCT-Binning

Das Datenblatt enthält detaillierte Farbortkoordinaten-Bereiche (CIE x, y) für verschiedene CCT-Werte (2700K, 3000K, 3500K usw.) im CIE-1931-Diagramm. Die Bins sind mit hoher Präzision definiert (z.B. 3-Schritt- und 5-Schritt-MacAdam-Ellipsen für 2700K und 3000K sowie spezifische 7-Schritt-Vierecke). Dies gewährleistet eine sehr enge Farbkonsistenz, die in Anwendungen, bei denen ein einheitliches Weißlicht-Erscheinungsbild über mehrere LEDs hinweg erforderlich ist, entscheidend ist.

4. Serienfertigungsliste & Bestellleitfaden

Das Datenblatt listet spezifische Artikelnummern auf, die für die Serienfertigung verfügbar sind. Diese kombinieren die verschiedenen Bins zu Standardangeboten. Beispiele sind:

• 67-24ST/KKE-N27125130Z8/SZM/2T: CRI 80 (min), CCT 2700K, Lichtstrom 125 lm (min), VF 13,0V (max), IF 80mA.
• 67-24ST/KKE-N30130130Z8/SZM/2T: CRI 80 (min), CCT 3000K, Lichtstrom 130 lm (min).
• Serien werden für verschiedene Lichtstromniveaus bei jeder CCT angeboten (z.B. 125Lm-Serie und 130Lm-Serie für 2700K).

Diese Liste dient als direkter Bestellleitfaden, der es Ingenieuren ermöglicht, die exakte Kombination aus Farbtemperatur, Helligkeit und elektrischen Eigenschaften für ihr Projekt auszuwählen.

5. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

5.1 Typische Anwendungsszenarien

• Allgemeinbeleuchtung:Ideal für LED-Lampen, -Röhren und -Paneelleuchten aufgrund ihrer Effizienz und des großen Abstrahlwinkels.
• Dekorative & Entertainment-Beleuchtung:Geeignet für Akzentbeleuchtung, Leuchtreklame und Bühnenbeleuchtung, bei denen Farbqualität (CRI) und ein konsistenter Weißpunkt wichtig sind.
• Anzeigen & Schalterbeleuchtung:Ihre kompakte Größe und Zuverlässigkeit machen sie perfekt für die Hintergrundbeleuchtung von Schaltern, Bedienfeldern und Statusanzeigen.

5.2 Kritische Designüberlegungen

• Wärmemanagement:Bei einem thermischen Widerstand von 12°C/W ist eine effektive Wärmeableitung unerlässlich. Die maximale Sperrschichttemperatur von 115°C darf nicht überschritten werden, um Langzeitzuverlässigkeit und Lichtausbeute zu gewährleisten. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -30°C und +85°C.
• Stromversorgung:Die LED ist für einen Nennstrom von 80mA ausgelegt. Ein Konstantstromtreiber wird gegenüber einer Konstantspannungsquelle dringend empfohlen, um eine stabile Leistung zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu verhindern. Der maximale Dauerstrom beträgt 100mA.
• ESD-Schutz:Als empfindliches Halbleiterbauteil müssen während der Montage und Installation geeignete Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz vor elektrostatischer Entladung beachtet werden.
• Löten:Halten Sie sich strikt an das Reflow-Profil (260°C Spitze für max. 10s) oder die Handlöt-Grenzwerte. Übermäßige Hitze oder Zeit kann den internen Chip und den Leuchtstoff beschädigen.

6. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während das PDF keinen direkten Vergleich mit anderen Produkten zieht, lassen sich die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der 67-24ST-Serie ableiten:

• Gehäuse:Das PLCC-2-Gehäuse bietet eine robuste und bewährte SMD-Plattform mit guten thermischen und optischen Eigenschaften.
• Binning-Strenge:Die Bereitstellung detaillierter Farbortkoordinaten (3-Schritt-, 5-Schritt-Ellipsen, 7-Schritt-Vierecke) deutet auf einen Fokus auf hohe Farbkonsistenz hin, was ein bedeutender Vorteil gegenüber LEDs mit lockererem Binning ist.
• Konformität:Volle Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards macht sie für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet.
• Leistungsbalance:Sie bietet eine ausgewogene Kombination aus Effizienz (Lumen pro Watt), CRI (80+) und großem Abstrahlwinkel, was sie zu einer vielseitigen Wahl für viele Beleuchtungsanwendungen macht, anstatt nur auf einen Bereich spezialisiert zu sein.

7. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Welchen Treiber benötige ich für diese LED?

A: Sie benötigen einen Konstantstromtreiber, der 80mA liefern kann. Die Ausgangsspannung des Treibers muss höher sein als die Gesamt-Durchlassspannung Ihres LED-Strings. Für eine einzelne LED sollte die Treiberspannung >13,0V sein. Für mehrere in Reihe geschaltete LEDs addieren Sie deren maximale VF-Werte.

F2: Wie stelle ich sicher, dass mehrere LEDs eine einheitliche weiße Farbe haben?

A: Bestellen Sie LEDs aus demselben CCT-Bin und idealerweise demselben Farbort-Unterbin (z.B. derselbe 3-Schritt- oder 5-Schritt-Ellipsencode), wie im Datenblatt aufgeführt. Dies minimiert sichtbare Farbunterschiede.

F3: Kann ich diese LED mit 100mA für mehr Licht betreiben?

A: Der absolute Maximalwert beträgt 100mA Dauerbetrieb. Obwohl möglich, führt der Betrieb am Maximalwert zu mehr Wärme, reduzierter Effizienz und potenziell kürzerer Lebensdauer. Es wird empfohlen, für den Nennstrom von 80mA zu entwerfen und bei der Betrachtung höherer Ströme ein exzellentes Wärmemanagement sicherzustellen.

F4: Was bedeuten die Toleranzangaben (±11% Lichtstrom, ±0,1V VF)?

A: Dies sind Fertigungstoleranzen. Beispielsweise könnte eine LED mit einer Spezifikation von 125 lm min tatsächlich zwischen etwa 111 lm und 139 lm (125 ± 11%) messen. Das Binning-System gruppiert LEDs aus dieser breiteren Fertigungsspanne in engere Bereiche.

8. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf einer 2700K Warmweiß-LED-Lampe

Ein Designer entwickelt einen 9W A19-LED-Lampenersatz. Er plant, 10 LEDs in einer Serien-Parallel-Konfiguration zu verwenden.

1. LED-Auswahl:Er wählt die Artikelnummer 67-24ST/KKE-N27130130Z8/SZM/2T für ihre warmweiße Farbe (2700K), den guten CRI (80) und den höheren Lichtstrom (130 lm min).
2. Elektrisches Design:Er entscheidet sich für zwei parallele Strings mit jeweils 5 in Reihe geschalteten LEDs. Gesamtstrom: 2 * 80mA = 160mA. Gesamt-Durchlassspannung pro String: 5 * ~12,5V (typ) = ~62,5V. Der Treiber muss 160mA Konstantstrom mit einer Ausgangsspannungsfähigkeit >5 * 13,0V = 65V liefern.
3. Thermisches Design:Die Gesamtleistung beträgt ~9W. Er entwirft einen Aluminiumkühlkörper, um die Lötstellen der LEDs deutlich unter der maximalen Betriebstemperatur zu halten, unter Berücksichtigung des thermischen Widerstandspfads von der Sperrschicht zur Umgebung.
4. Optisches Design:Der große 120-Grad-Abstrahlwinkel der LED trägt dazu bei, das gewünschte allseitige Lichtverteilungsmuster für die Lampe zu erreichen, was möglicherweise den Bedarf an komplexer Sekundäroptik reduziert.

9. Einführung in das Funktionsprinzip

Die 67-24ST-LED basiert auf der Halbleiter-Lichtemissionstechnologie. Der Kern ist ein Chip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN)-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird und Strom fließt (80mA Nennwert), rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb der Halbleiterstruktur und setzen Energie in Form von Photonen frei. Der InGaN-Chip emittiert primär Licht im blauen Spektrum. Dieses blaue Licht trifft dann auf eine Leuchtstoffbeschichtung (enthalten im wasserklaren Harz-Encapsulant). Der Leuchtstoff absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es über ein breiteres Spektrum, hauptsächlich im gelben Bereich. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht führt zur Wahrnehmung von weißem Licht. Die genauen Anteile von Blau und Gelb, gesteuert durch die Leuchtstoffzusammensetzung, bestimmen die korrelierte Farbtemperatur (CCT) des weißen Lichts (z.B. 2700K Warmweiß, 4000K Neutralweiß, 6500K Kaltweiß).

10. Technologietrends und Kontext

Die 67-24ST repräsentiert eine ausgereifte und weit verbreitete Klasse von Mid-Power-LEDs. Der Trend in diesem Segment konzentriert sich weiterhin auf mehrere Schlüsselbereiche:

• Erhöhte Effizienz (Lumen pro Watt):Fortlaufende Verbesserungen im Chipdesign, der Leuchtstofftechnologie und der Gehäuseeffizienz führen zu einer höheren Lichtausbeute bei gleichem elektrischem Input und reduzieren den Energieverbrauch.
• Verbesserte Farbqualität:Es gibt eine wachsende Nachfrage nach LEDs mit höherem Farbwiedergabeindex (CRI), insbesondere R9-Werten (gesättigtes Rot), und verbesserter Farbkonsistenz (engeres Binning), die über das hier angebotene Minimum von 80 CRI hinausgehen.
• Verbesserte Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Fortschritte bei Materialien (Leuchtstoffe, Encapsulante, Substrate) und im Packaging zielen darauf ab, die Betriebslebensdauer zu erhöhen und die Lichtausbeute (Lichtstromerhalt) über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.
• Miniaturisierung und Integration:Während PLCC-2 ein Standard ist, gibt es einen Trend zu noch kleineren Gehäusen und integrierten Modulen (wie COB - Chip-on-Board) für unterschiedliche Anwendungsanforderungen. Die Stärke der 67-24ST liegt in ihrer Balance aus Leistung, Kosten und einfacher Handhabung in standardmäßigen SMT-Montageprozessen.
• Intelligente und einstellbare Beleuchtung:Der breitere Markt bewegt sich in Richtung LEDs, die CCT und Intensität dynamisch anpassen können. Während dieses spezifische Produkt eine Festfarb-LED ist, dient es als grundlegender Baustein in vielen Beleuchtungssystemen.