5484BN Elliptical Blue LED Data Sheet - Package Dimensions - Voltage 2.8-3.6V - Luminous Intensity 720-1450mcd - Chinese Technical Documentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument spezifiziert die Eigenschaften einer ovalen LED mit präziser optischer Leistung. Das Bauteil ist speziell für Passagierinformationsanzeigen und ähnliche Displayanwendungen konzipiert. Sein Kernentwurfskonzept konzentriert sich auf die Bereitstellung eines klar definierten räumlichen Abstrahlmusters, das für gleichmäßige Beleuchtung und Farbmischung in grafischen Displays entscheidend ist.

Diese LED bietet eine hohe Lichtstärke und eignet sich für den Außenbereich und Umgebungen mit hohem Umgebungslicht. Ihre ovale Linse ist ein entscheidendes Unterscheidungsmerkmal, das einen asymmetrischen Betrachtungswinkel erzeugt, der für horizontale Beschilderung optimiert ist. Diese Eigenschaft, kombiniert mit einem breiten Betrachtungswinkel von 110 Grad (eine Achse) und 40 Grad (vertikale Achse), gewährleistet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln. Das Gehäusematerial besteht aus UV-beständigem Epoxidharz, was die Langzeitzuverlässigkeit und Farbstabilität bei Sonneneinstrahlung verbessert – entscheidend für Außenwerbung und variable Informationsanzeigen.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Dieses Bauteil ist für den Betrieb innerhalb strenger elektrischer und thermischer Grenzwerte ausgelegt, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die absoluten Maximalwerte definieren Schwellen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann.

• Durchlassstrom (I_F):30 mA (Gleichstrom). Dies ist der maximal anlegbare Dauerstrom.
• Impulsstrom in Durchlassrichtung (I_FP):100 mA, erlaubt unter Impulsbedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz. Dies ermöglicht einen kurzzeitigen Betrieb mit hoher Helligkeit.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann den LED-Übergang beschädigen.
• Leistungsaufnahme (P_d):100 mW. Dieser Parameter begrenzt die gesamte elektrische Leistung, die in Wärme umgewandelt werden kann.
• Betriebs- und Lagertemperatur:Das Bauteil kann im Temperaturbereich von -40°C bis +85°C betrieben und bei -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löttemperatur:Hält bis zu 5 Sekunden bei 260°C stand und ist mit Standard-Bleifrei-Lötverfahren kompatibel.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Kann 1000 V (Human Body Model) standhalten, was auf ein mittleres Schutzniveau gegen ESD hinweist. Es wird dennoch empfohlen, korrekte ESD-Handhabungsverfahren einzuhalten.

2.2 Optoelektronische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standard-Testbedingungen gemessen (T_a=25°C, I_F=20mA), definiert die Kernleistung der LED.

• Lichtstärke (I_V):reicht von minimal 720 mcd bis maximal 1450 mcd. Typische Werte liegen in diesem Bereich und bieten hohe Helligkeit.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Asymmetrisch, 110° x 40°. Der größere 110°-Winkel wird typischerweise für einen breiten horizontalen Blickwinkel verwendet, während der 40°-Winkel einen fokussierteren vertikalen Lichtstrahl bietet.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typischer Wert 468 nm, bezeichnet den Punkt maximaler spektraler Strahlungsleistung.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Bereich von 465 nm bis 475 nm. Dies definiert die vom menschlichen Auge wahrgenommene Lichtfarbe (Blau).
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typischer Wert 26 nm. Dies misst die spektrale Reinheit; eine schmalere Breite zeigt ein gesättigteres Blau an.
• Vorwärtsspannung (V_F):Im Bereich von 2,8 V bis 3,6 V bei 20 mA. Dies ist entscheidend für den Entwurf der Treiberschaltung, um eine korrekte Stromregelung sicherzustellen.
• Sperrstrom (I_R):Bei V_R=5V maximal 50 μA, was auf eine gute Sperrschichtqualität hinweist.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in verschiedene Bins sortiert.

3.1 Einteilung der Lichtstärke

Basierend auf der bei 20 mA gemessenen Lichtstärke werden die LEDs in vier Klassen eingeteilt (G2, H1, H2, J1).

• G2:720 ~ 860 mcd
• H1:860 ~ 1030 mcd
• H2:1030 ~ 1210 mcd
• J1:1210 ~ 1450 mcd

Die Messunsicherheit beträgt ±10 %. Designer können bestimmte Bins auswählen, um eine spezifische Helligkeitsstufe oder Gleichmäßigkeit des Displays zu erreichen.

3.2 Einteilung der Hauptwellenlänge

Die Farbkonsistenz wird über vier Wellenlängen-Bins (1a, 1b, 2a, 2b) gesteuert.

• 1a:465.0 ~ 467.5 nm
• 1b:467,5 ~ 470,0 nm
• 2a:470,0 ~ 472,5 nm
• 2b:472.5 ~ 475.0 nm

Die Messunsicherheit beträgt ±1,0 nm. Diese Sortierung ist entscheidend für Anwendungen, die eine präzise Farbabstimmung erfordern, wie z.B. beim Mischen von Blau mit anderen Farben in Vollfarbanzeigen.

3.3 Binning nach Vorwärtsspannung

Die Vorwärtsspannung wird in vier Stufen (0, 1, 2, 3) eingeteilt, um das Treiberdesign und das Strommanagement zu unterstützen.

• 0:2,8 ~ 3,0 V
• 1:3,0 ~ 3,2 V
• 2:3.2 ~ 3.4 V
• 3:3,4 ~ 3,6 V

Die Messunsicherheit beträgt ±0,1 V. Die Verwendung von LEDs aus derselben Spannungsklasse vereinfacht die Berechnung des Vorwiderstands in Reihen- oder Parallelschaltungen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektroptische Kennlinien. Obwohl im Text keine konkreten Diagramme bereitgestellt werden, umfassen die Standardkurven für solche LEDs üblicherweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve):Zeigt, wie die Lichtleistung mit zunehmendem Strom ansteigt, in der Regel in einem annähernd linearen Verhältnis, bis der maximale Nennstrom erreicht ist. Es unterstreicht die Bedeutung einer Konstantstromquelle für eine stabile Helligkeit.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den thermischen Derating des Lichtstroms. Die Lichtstärke nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab, was ein entscheidender Aspekt des Wärmemanagements in geschlossenen Leuchten ist.
• Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten von Vf._FDie Durchlassspannung sinkt mit steigender Temperatur, was die Leistung von einfachen, widerstandsbasierten Treiberschaltungen beeinträchtigen kann.
• Spektrale Verteilung:Die Darstellung der relativen Intensität über der Wellenlänge zeigt ein Maximum bei etwa 468 nm und eine Halbwertsbreite von 26 nm, was die blaue Lichtemission bestätigt.
• Ansichtsmodus:Das Polardiagramm veranschaulicht das asymmetrische Abstrahlverhalten (110° x 40°), das für das optische Design entscheidend ist, um das Licht in der Kennzeichnung in die gewünschte Position zu lenken.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Diese LED ist in einem spezifischen ovalen Linsengehäuse untergebracht. Die wesentlichen Abmessungen im Datenblatt umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm) angegeben.
• Standardtoleranz beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch beträgt 1,5 mm.
• Nach dem Durchtrennen der Verbindungsrippe liegt an dieser Stelle blanke Kupferlegierung frei. Wird dieser Bereich bei der Montage oder beim Auftragen der Schutzschicht nicht angemessen geschützt, kann er anfällig für Oxidation sein.

Es wird auf genaue Maßzeichnungen verwiesen, die im Text jedoch nicht detailliert beschrieben sind. Dieses Gehäuse ist für die Durchsteckmontage (DIP) ausgelegt.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Anschlussbeinformung

• Die Biegung muss mindestens 3 mm vom Boden der Epoxid-LED entfernt erfolgen, um Spannungen auf den internen Chip und die Bonddrähte zu vermeiden.
• Das Anformen der Anschlüsse mussLötprozessvorher abgeschlossen sein.
• Vermeiden Sie während des Biegevorgangs, Spannung auf das LED-Gehäuse auszuüben.
• Schneiden Sie den Leiterrahmen bei Raumtemperatur. Das Schneiden bei hohen Temperaturen kann thermische Schocks verursachen.
• Die PCB-Löcher müssen exakt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein. Fehlausrichtung, die zu Anschlussbelastung führt, beeinträchtigt die Leistung des Epoxidharzes und der LED.

6.2 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerbedingungen: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit (RH).
• Maximale Lagerdauer unter diesen Bedingungen: 3 Monate ab Versand.
• Für eine längere Lagerung (maximal 1 Jahr) bewahren Sie die LED bitte in einem mit Stickstoff gefüllten und mit Trockenmittel versehenen, dichten Behälter auf.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel bei hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation zu verhindern. Kondensation kann zu Feuchtigkeitseintritt und beim Löten zu Fehlfunktionen ("Popcorn"-Effekt) führen.

6.3 Schweißverfahren

Detaillierte Empfehlungen für Handlötung und Wellenlötung werden bereitgestellt.

• Allgemeine Regeln:Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm zwischen Lötstelle und Epoxidharz-LED ein.
• Handlötung:Lötspitzentemperatur ≤300°C (geeignet für Lötkolben bis max. 30W). Lötzeit pro Pin ≤3 Sekunden.
• Wellenlöten/DIP-Löten:
  • Vorwärmtemperatur: ≤100°C (Dauer ≤60 Sekunden).
  • Lötbad-Temperatur: ≤260°C.
  • Lötzeit im Bad: ≤5 Sekunden.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse, wenn die LED hohe Temperaturen aufweist.
• Führen Sie nicht mehr als einen Lötvorgang (Wellenlöten oder Handlöten) an derselben LED durch.
• Schützen Sie die Epoxidharz-Lampe nach dem Löten vor mechanischen Stößen/Vibrationen, bis die LED auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Vermeiden Sie eine schnelle Abkühlung von der Spitzenlöttemperatur.

Es wird auf das empfohlene Löttemperaturprofil verwiesen, das typischerweise Aufheizung, Vorwärmung, Spitzentemperatur (260°C) und einen kontrollierten Abkühlprozess zeigt.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs sind in ESD-sicherer Verpackung mit klarer Kennzeichnung verpackt.

• Primärverpackung:500 Stück pro antistatischem Beutel.
• Sekundärverpackung:5 Beutel werden in eine Innenbox verpackt (insgesamt 2.500 Stück).
• Tertiärverpackung:10 Innenkartons werden in einen Außenkarton verpackt (insgesamt 25.000 Stück).

7.2 Etiketteninformationen

Die Etiketten auf Säcken und Kartons enthalten wichtige Informationen für die Rückverfolgung und korrekte Anwendung:

• CPN (Customer Part Number):Interne Referenznummer des Kunden.
• P/N (Produktionsbauteilnummer):Herstellerbauteilnummer (z.B. 5484BN/BADC-AGJA/P/MS).
• QTY (Menge):Anzahl der Teile in der Verpackung.
• CAT (Kategorie):Kombinierter Sortiercode für Lichtstärke und Durchlassspannung (z.B. H1-2).
• HUE:Stufencode für die Hauptwellenlängenklassifizierung (z.B. 1b).
• REF (Referenz):Zusätzliche Referenzinformationen.
• Chargennummer:Rückverfolgbare Produktionschargennummer.
• Herstellungsort:Gibt das Herstellungsland an.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Wie in den Spezifikationen beschrieben, ist diese LED speziell für die folgenden Anwendungen konzipiert:

• Farbige grafische Kennzeichnungen und Informationstafeln:Ihre hohe Intensität und der ovale Lichtfleck machen sie ideal für die Hinterleuchtung von Schildern oder die Direktbeleuchtung und gewährleisten so die Lesbarkeit.
• Variable Message Sign (VMS):Wird auf Autobahnen, an Flughäfen und in öffentlichen Verkehrssystemen eingesetzt. Das Binningsystem gewährleistet die Konsistenz von Farbe und Helligkeit auf großen Multi-LED-Displays.
• Kommerzielle Außenwerbung:UV-beständiges Epoxidharz und robustes Design gewährleisten langfristige Zuverlässigkeit unter rauen Außenbedingungen bei Einwirkung von Sonnenlicht und Witterung.
• Fahrgastinformationsanzeige:Ein spezifisches räumliches Abstrahlmuster ist darauf ausgelegt, mit roten und grünen LEDs zu mischen, um verschiedene Farben in Vollfarbdisplays zu erzeugen.

8.2 Design Considerations

• Treiberschaltung:Verwenden Sie Konstantstromtreiber, die auf 20 mA (oder niedriger zur Reduzierung von Helligkeit/Leistungsaufnahme) eingestellt sind, um einen stabilen Betrieb und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Beim Entwurf der Serienkette ist die V_FBinning.
• Wärmemanagement:Obwohl jeder LED nur 100 mW verbraucht, erzeugt die hochdichte Anordnung in geschlossenen Schildern erhebliche Wärme. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung oder Kühlung, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten und so Lichtausbeute und Lebensdauer zu erhalten.
• Optisches Design:Nutzen Sie den 110° x 40° Betrachtungswinkel. Richten Sie die LED so aus, dass die 110°-Achse den gewünschten horizontalen Betrachtungsbereich abdeckt. Bei Bedarf können sekundäre optische Elemente (Diffusoren, Linsen) zur weiteren Strahlformung eingesetzt werden.
• ESD-Schutz:Obwohl die ESD-Klasse 1 kV beträgt, müssen während der Handhabung und Montage dennoch standardmäßige ESD-Schutzmaßnahmen ergriffen werden.

9. Technical Comparison and Differentiation

Obwohl das Datenblatt keinen direkten Vergleich mit anderen Modellen vornimmt, lassen sich die entscheidenden Differenzierungsmerkmale dieser LED ableiten:

• Ovale Linse vs. Standardrunde Linse:Hauptunterschied. Elliptische Linsen erzeugen ein rechteckiges Abstrahlungsmuster, das im Vergleich zum runden Lichtfleck einer kreisförmigen Linse effizienter für die Beleuchtung rechteckiger Schildbereiche ist und Lichtverschwendung reduziert.
• Abgestimmtes Abstrahlungsmuster für Farbmischung:Das Datenblatt gibt explizit an, dass das Abstrahlungsmuster für Rot/Grün/Blau-Mischanwendungen geeignet ist. Dies weist auf ein sorgfältiges optisches Design hin, um eine gleichmäßige Farbmischung über verschiedene Betrachtungswinkel in RGB-Pixelclustern zu gewährleisten.
• High-Intensity Binning:Bietet eine Stufe mit bis zu 1450 mcd und stellt eine Option mit hoher Helligkeit für sonnenlichtlesbare Anwendungen bereit.
• UV-beständiges Epoxidharz:Entscheidend für eine lange Lebensdauer im Freien, verhindert das Vergilben des Vergussmaterials und den Rückgang der Lichtdurchlässigkeit über die Zeit.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p~468 nm)Es ist die Wellenlänge, bei der die LED ihre maximale Lichtleistung emittiert.Dominante Wellenlänge (λ_d465-475 nm)Es ist die Wellenlänge des monochromatischen Lichts, das vom menschlichen Auge als dieselbe Farbe wie die der LED wahrgenommen wird. Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation in Displays relevanter.

10.2 Kann ich diese LED kontinuierlich mit 30mA betreiben, um maximale Helligkeit zu erzielen?

Ja, 30 mA ist der absolute maximale Dauer-Vorwärtsstrom. Der Betrieb an der maximalen Nennleistung erzeugt jedoch mehr Wärme und kann den Lichtstromabfall über die Zeit beschleunigen. Für optimale Lebensdauer und Zuverlässigkeit wird empfohlen, den LED mit dem Teststrom von 20 mA oder darunter zu betreiben, es sei denn, hohe Helligkeit ist entscheidend und das Wärmemanagement ist ausgezeichnet.

10.3 Wie interpretiert man beim Bestellen die Klassifizierungscodes (z.B. H1-2, 1b)?

Der "CAT"-Code (z.B. H1-2) kombiniert den Lichtstärke-Bin (H1 = 860-1030 mcd) und den Vorwärtsspannungs-Bin (2 = 3.2-3.4V). Der "HUE"-Code (z.B. 1b = 467.5-470.0 nm) spezifiziert den Hauptwellenlängen-Bin. Die Angabe dieser Bins stellt sicher, dass Sie LEDs mit eng gruppierten Leistungsmerkmalen erhalten, was zu einem einheitlichen Erscheinungsbild der Anzeige führt.

10.4 Warum ist die Haltbarkeitsdauer auf 3 Monate begrenzt? Was passiert, wenn diese Frist überschritten wird?

Die 3-Monats-Begrenzung unter Standard-Fabrikbedingungen (≤30°C/70% r.F.) dient dazu, die Feuchtigkeitsaufnahme durch die Kunststoff-Umhüllung zu verhindern. Nach 3 Monaten könnte der Feuchtigkeitsgehalt den sicheren Grenzwert für die Lötung überschreiten, was während des Hochtemperatur-Reflow-Prozesses das Risiko interner Delaminierung oder Rissbildung ("Popcorn"-Effekt) birgt. Für eine längere Lagerung verhindert eine trockene, stickstoffgefüllte Umgebung das Eindringen von Feuchtigkeit und verlängert die sichere Lagerzeit auf ein Jahr.

11. Design Case Study

Szenario: Entwurf eines hochhellen, im Freien einsetzbaren variablen Informationsanzeigers (VMS)

1. Anforderungsanalyse:Die Kennzeichnung muss bei Sonnenlicht lesbar sein, bei Temperaturen von -20°C bis +60°C funktionieren und ein gleichmäßiges Farbbild aufweisen.
2. LED-Auswahl:Diese ovale blaue LED wurde aufgrund ihrer hohen Intensität (Wählen Sie die J1-Stufe für maximale Helligkeit), ihres UV-beständigen Epoxidharzes für den Außenbereich und ihres Strahlungsmusters, das mit den roten und grünen Partner-LEDs für die Farbmischung übereinstimmt, ausgewählt.
3. Elektrisches Design:Die LEDs sind in Reihenschaltung angeordnet. Der Treiber arbeitet mit Konstantstrom und ist auf 18 mA eingestellt (etwas unter 20 mA, um Spielraum zu lassen). Der ungünstigste V_F(3,6 V aus Stufe 3) wird verwendet, um die minimale erforderliche Treiberspannung für jede Reihenschaltung zu berechnen.
4. Wärmemanagement:Es wird eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) verwendet, um die Wärme effektiv vom LED-Array abzuleiten. Eine thermische Simulation wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass die LED-Sperrschichttemperatur unter 85°C bleibt, selbst bei der maximalen Umgebungstemperatur.
5. Optisches und mechanisches Design:Bei der Installation der LEDs wird deren 110°-Achse horizontal zur Markierung ausgerichtet. Eine sekundäre Diffusorscheibe wird über dem Array platziert, um die einzelnen LED-Lichtpunkte zu einem glatten, gleichmäßigen Lichtfeld zu verschmelzen.
6. Beschaffung und Montage:Geben Sie beim Bestellen der LEDs den Binning-Code an (z.B. Intensität J1-Bin, Wellenlänge 2a-Bin), um die Konsistenz über alle Produktionschargen sicherzustellen. Halten Sie sich während des Montageprozesses strikt an das Löt-Temperaturprofil und die Lagerrichtlinien.

12. Funktionsweise

Diese LED basiert auf einem InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleiterchip. Wenn eine Vorwärtsspannung oberhalb der Diodenschwellenspannung (ca. 2,8–3,6 V) angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in die aktive Zone des Halbleiters injiziert. Sie rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und definiert somit die Wellenlänge des emittierten Lichts – in diesem Fall im blauen Spektralbereich (ca. 468 nm). Die elliptische Epoxidharzlinse um den Chip fungiert als primäres optisches Element, das das emittierte Licht bricht und in das gewünschte 110° x 40° Abstrahlmuster formt.

13. Technologietrends

LEDs für Kennzeichnungszwecke entwickeln sich kontinuierlich weiter. Obwohl dieses Datenblatt ein ausgereiftes Durchsteckmontage- (DIP) Produkt repräsentiert, umfasst der allgemeine Branchentrend:

• Effizienzsteigerung (lm/W):Neuere Chip-Technologien und Leuchtstoffe ermöglichen eine höhere Lichtausbeute bei gleichem oder geringerem Treiberstrom, was den Leistungsverbrauch und die thermische Belastung reduziert.
• Einführung von oberflächenmontierten Bauteilen (SMD):Im Vergleich zu herkömmlichen DIP-Gehäusen ermöglichen SMD-Gehäuse eine höhere Packungsdichte, automatisierte Bestückung und bieten oft bessere Wärmeableitungspfade, obwohl DIP in einigen Hochleistungs- oder Legacy-Designs nach wie vor relevant ist.
• Verbesserung der Farbwiedergabe und des Farbraums:Fortschritte bei Halbleitermaterialien und Phosphorsystemen ermöglichen LEDs mit schmaleren spektralen Peaks und gesättigteren Farben, wodurch der Farbraum von Vollfarbdisplays erweitert wird.
• Integration intelligenter Funktionen:Einige moderne Signatur-LEDs integrieren eingebaute Treiber (IC-gesteuerte LEDs) oder Adressierbarkeit, was das Systemdesign vereinfacht.
• Verbesserte Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Die kontinuierliche Verbesserung von Verkapselungsmaterialien, wie beispielsweise der Einsatz robusteren Silikons anstelle von Epoxidharz in einigen Hochleistungsanwendungen, führt zu einer längeren Betriebsdauer und besserer Widerstandsfähigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen.

Das in diesem Datenblatt beschriebene Produkt ist in diesem Kontext eine speziell für bestimmte Anwendungsbereiche (bei denen sein elliptischer Strahlprofil und die hohe Ausgangsleistung deutliche Vorteile bieten) optisch optimierte Komponente.