RF-H**HI32DS-EF-2N Weiße LED Spezifikation – 2,8 x 3,5 x 0,7 mm PLCC-2 – 2,6-3,0 V Durchlassspannung – 60 mA – 2700K-6500K – CRI ≥80

1. Produktübersicht

Die RF-H**HI32DS-EF-2N Serie ist eine leistungsstarke weiße LED, die für allgemeine Innenbeleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Sie nutzt einen blauen LED-Chip in Kombination mit gelbem Leuchtstoff, um weißes Licht mit hohem Farbwiedergabeindex (CRI ≥80) zu erzeugen. Das Bauteil ist in einem kompakten PLCC-2-Gehäuse mit den Abmessungen 2,8 mm × 3,5 mm × 0,7 mm untergebracht, was es für die Oberflächenmontage geeignet und mit standardmäßigen Reflow-Lötprozessen kompatibel macht. Zu den Hauptvorteilen gehören ein extrem weiter Abstrahlwinkel von 120 Grad, hervorragender Wärmewiderstand (15 °C/W) und Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3. Das Produkt ist RoHS-konform und in Gurt- und Rollenverpackung (4000 Stück/Rolle) erhältlich. Es bietet mehrere Farbtemperatur-Bins von Warmweiß (2700 K) bis Tageslichtweiß (6500 K) mit typischem Lichtstrom zwischen 29 und 36 Lumen bei 60 mA Betriebsstrom.

2. Detaillierte technische Parameteranalyse

2.1 Elektrische Eigenschaften

Bei einem Prüfstrom von 60 mA und einer Löttemperatur von 25 °C liegt die Durchlassspannung (VF) zwischen 2,6 V und 3,0 V, mit einem typischen Wert von 2,77 V. Dieser enge VF-Bereich gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit und Leistungsaufnahme über verschiedene Bins hinweg. Der Sperrstrom (IR) ist mit maximal 10 µA bei einer Sperrspannung von 5 V angegeben, was auf eine gute Sperrschichtintegrität hinweist. Die absoluten Grenzwerte erlauben einen Dauerstrom von 180 mA, einen Spitzenstrom von 300 mA (Tastverhältnis 1/10, Pulsbreite 0,1 ms) und eine Verlustleistung von 540 mW. Die Sperrschichttemperatur darf 125 °C nicht überschreiten, der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 °C und +85 °C. Die ESD-Festigkeit beträgt 2000 V (HBM).

2.2 Optische Eigenschaften

Die LED ist in sieben Bins für die korrelierte Farbtemperatur (CCT) erhältlich: 27H (2570-2870 K), 30H (2870-3220 K), 35H (3230-3660 K), 40H (3640-4260 K), 50H (4640-5350 K), 57H (5300-6110 K) und 65H (6070-7120 K). Der 40H-Bin ist weiter in vier Unter-Bins (40H-1 bis 40H-4) unterteilt, mit präzisen Farbkoordinaten im CIE-1931-Diagramm. Der typische Lichtstrom bei 60 mA variiert von 31 lm (warme Bins) bis 36 lm (kalte Bins). Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 120 Grad, was eine breite Lichtverteilung für Lampen und Innenbeleuchtung ermöglicht. Der Farbwiedergabeindex (Ra) liegt typisch bei 81,5, mindestens 80.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpad (RTHJ-S) beträgt 15 °C/W, was auf eine gute Wärmeableitung hinweist. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Sperrschichttemperatur unter 125 °C zu halten und eine beschleunigte Degradation zu vermeiden. Die Leistung der LED, einschließlich Lichtstrom und Durchlassspannung, variiert mit der Löttemperatur, wie in den optischen Kennlinien dargestellt.

3. Erläuterung des Binning-Systems

3.1 Durchlassspannungs-Bins

Die Durchlassspannung wird in vier Bins sortiert: F1 (2,6-2,7 V), F2 (2,7-2,8 V), G1 (2,8-2,9 V) und G2 (2,9-3,0 V). Diese enge Einteilung erleichtert eine gleichmäßige Stromverteilung in Parallelschaltungen und vereinfacht das thermische Design.

3.2 Lichtstrom-Bins

Die Lichtstrom-Bins werden als REC (29-30 lm), RFD (30-31 lm), RFE (31-32 lm), RFF (32-33 lm), RGB (33-34,5 lm) und RGC (34,5-36 lm) bezeichnet. Der Bin-Code auf dem Produktetikett gibt sowohl den VF- als auch den Lichtstrombereich an und ermöglicht eine einfache Auswahl für bestimmte Helligkeitsanforderungen.

3.3 Farbtemperatur-Bins

Die Farbkoordinaten für jeden CCT-Bin sind in Tabelle 1-4 angegeben. Beispielsweise hat der 40H-Bin vier Unter-Bins mit genau definierten Koordinaten (x,y). Dies gewährleistet Farbkonsistenz über Produktionschargen hinweg. Die Toleranz für die Farbkoordinatenmessung beträgt ±0,003.

4. Analyse der Leistungskennlinien

4.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom

Abbildung 1-7 zeigt einen linearen Zusammenhang zwischen Durchlassspannung und Strom. Bei 60 mA beträgt VF etwa 2,77 V; bei 210 mA steigt VF auf etwa 3,05 V. Konstrukteure müssen diese Variation bei der Festlegung des Betriebsstroms berücksichtigen.

4.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität

Die relative Lichtstärke steigt nahezu linear mit dem Strom bis etwa 150 mA an und beginnt dann zu sättigen. Bei 180 mA beträgt die relative Intensität etwa 250 % des Werts bei 60 mA. Dies ermöglicht eine Dimmmung durch Stromreduzierung mit vorhersagbaren Helligkeitsänderungen.

4.3 Löttemperatur vs. relative Intensität und Vorwärtsstrom

Abbildung 1-9 zeigt, dass mit steigender Löttemperatur von 25 °C auf 100 °C der relative Lichtstrom um etwa 30 % abnimmt. Ebenso muss der maximal zulässige Vorwärtsstrom bei höheren Temperaturen reduziert werden (Abbildung 1-10). Beispielsweise wird bei einer Löttemperatur von 80 °C der maximale Strom auf etwa 120 mA reduziert, um die Sperrschichttemperatur unter 125 °C zu halten.

4.4 Durchlassspannung vs. Löttemperatur

Die Durchlassspannung nimmt mit steigender Temperatur linear mit etwa -2,5 mV/°C ab. Bei 85 °C liegt VF bei etwa 2,5 V, verglichen mit 2,8 V bei 25 °C. Dieser negative Temperaturkoeffizient muss bei der Auslegung von Konstantstromtreibern berücksichtigt werden.

4.5 Abstrahlcharakteristik und Spektrum

Das Abstrahldiagramm (Abbildung 1-12) zeigt eine typische Lambert-Verteilung mit einem Halbwertswinkel von ±60°, was dem Abstrahlwinkel von 120° entspricht. Das Spektrum (Abbildung 1-13) weist eine blaue Spitze bei etwa 450 nm und eine breite Leuchtstoffemissionsbande von 500 nm bis 700 nm auf. Unterschiedliche CCTs resultieren aus variierender Leuchtstoffkonzentration, wobei 6500 K einen stärkeren Blauanteil und 3000 K ein ausgeglicheneres Spektrum zeigt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,80 mm × 3,50 mm × 0,70 mm (Länge × Breite × Höhe). Die Unterseite zeigt eine Kathodenfläche (2,10 mm × 1,82 mm) und eine Anodenfläche (2,10 mm × 0,48 mm), mit einer Polarisationsmarkierung an der Kathodenecke. Das empfohlene Lötmuster für die Leiterplatte hat Pads von 2,10 mm × 1,10 mm mit einem Abstand von 0,5 mm, um eine gute Lötverrundung zu gewährleisten.

5.2 Abmessungen von Gurt und Rolle

Der Gurt hat einen Teilungsabstand von 4,00 mm, eine Breite von 8 mm und eine Kavität von 3,84 mm × 5,24 mm. Die Rollenabmessungen sind: Außendurchmesser 178 ± 1,0 mm, Innendurchmesser 59 ± 1,0 mm, Nabendurchmesser 13,5 ± 0,3 mm und Breite 8,5 ± 0,3 mm. Jede Rolle enthält 4000 Stück. Die Vorschubrichtung ist durch Pfeile angegeben, und die Polarität ist auf dem Gurt markiert.

5.3 Etiketteninformationen

Das Rollenetikett enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (einschließlich Lichtstrom, Farbart, VF, Wellenlänge), Menge und Datum. Ein feuchtigkeitsdichter Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte wird für die feuchtigkeitsempfindliche Lagerung verwendet.

6. Richtlinien zum Löten und zur Montage

6.1 Reflow-Lötprofil

Tabelle 3-1 gibt das empfohlene Reflow-Profil vor: Vorheizen von 150 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤3 °C/s, Temperatur über 217 °C (Liquidus) für maximal 60 Sekunden, Spitzentemperatur 260 °C mit Verweildauer bei Spitze ≤10 Sekunden und Abkühlrate ≤6 °C/s. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze sollte 8 Minuten nicht überschreiten. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen erlaubt; wenn nach dem ersten Reflow mehr als 24 Stunden vergangen sind, können die LEDs beschädigt werden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Falls Handlöten erforderlich ist, muss die Lötkolbentemperatur unter 300 °C liegen und die Kontaktzeit weniger als 3 Sekunden betragen, begrenzt auf einen Versuch. Reparaturen sollten vermieden werden; falls unvermeidbar, wird ein Doppellötkolben empfohlen. Die Silikonverkapselung ist weich und kann durch übermäßigen Druck bei Bestückung oder Nacharbeit beschädigt werden.

6.3 Lagerung und Trocknung

Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels können die LEDs bei ≤30 °C / ≤75 % relativer Luftfeuchte bis zu einem Jahr ab Versiegelungsdatum gelagert werden. Nach dem Öffnen müssen sie innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C / ≤60 % relativer Luftfeuchte verarbeitet werden. Zeigt die Feuchtigkeitsindikatorkarte übermäßige Feuchtigkeit an oder wird die Lagerzeit überschritten, ist ein Trocknen bei 60 ± 5 °C für ≥24 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Standardverpackung: 4000 Stück pro Rolle, versiegelt in feuchtigkeitsdichtem Beutel mit Trockenmittel und Etikett. Der Karton (Abb. 2-5) bietet mechanischen Schutz während des Transports. Zuverlässigkeitstests (Tabelle 2-3) umfassen Reflow-Löten, thermischen Schock (-40 °C bis 100 °C), Hochtemperaturlagerung (100 °C/1000 h), Tieftemperaturlagerung (-40 °C/1000 h), Lebensdauertest (25 °C/60 mA/1000 h), Hochtemperatur-Hochfeuchte-Lebensdauertest (60 °C/90% relative Luftfeuchte/60 mA/1000 h) und Temperatur-Feuchte-Lagerung (85 °C/85% relative Luftfeuchte). Die Akzeptanzkriterien (Tabelle 2-4) erlauben VF bis 1,1 × oberer Spezifikationsgrenze, IR bis 2,0 × oberer Spezifikationsgrenze und Lichtstrom nicht unter 0,7 × unterer Spezifikationsgrenze.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

Die RF-H**HI32DS-EF-2N ist ideal für Innenbeleuchtung wie LED-Lampen, Downlights, Panel-Leuchten und Allgemeinbeleuchtung, bei denen ein hoher CRI und ein breiter Abstrahlwinkel gewünscht sind. Die geringe Baugröße ermöglicht eine hohe Packungsdichte für Designs mit hoher Lichtstromdichte. Der breite Farbtemperaturbereich deckt sowohl den Warmweiß- als auch den Kaltweißmarkt ab.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um ein thermisches Durchgehen aufgrund des negativen VF-Temperaturkoeffizienten zu vermeiden.
• Wärmemanagement:Sorgen Sie für eine ausreichende Wärmeableitung, um die Löttemperatur unter 85 °C zu halten, um Lichtstrom und Lebensdauer zu erhalten.
• Serien/Parallel-Konfigurationen:Berücksichtigen Sie die VF-Binning, um die Stromverteilung auszugleichen; verwenden Sie separate Treiber für parallele Stränge.
• ESD-Schutz:Verwenden Sie ESD-Schutzbauteile (z.B. Zenerdioden) an den LED-Leitungen, insbesondere in Umgebungen mit hoher ESD-Belastung.
• Chemische Beständigkeit:Vermeiden Sie Materialien, die flüchtige organische Verbindungen (VOCs) ausgasen oder Schwefel enthalten (Grenzwert 100 ppm), Brom (<900 ppm), Chlor (<900 ppm), Gesamthalogene<1500ppm.
• Mechanische Belastung:Üben Sie keinen Druck auf die Silikonlinse aus; handhaben Sie die LED seitlich mit einer Pinzette.

9. Technischer Vergleich mit Alternativen

Im Vergleich zu herkömmlichen 2835-LEDs anderer Hersteller bietet die RF-H**HI32DS-EF-2N mehrere Vorteile: (1) Höherer CRI (mindestens 80 gegenüber typisch 70 bei Standard-LEDs) für bessere Farbwiedergabe. (2) Größerer Abstrahlwinkel (120° gegenüber typisch 110°) für gleichmäßigere Ausleuchtung. (3) Niedrigerer Wärmewiderstand (15 °C/W) für bessere Wärmeableitung. (4) Engeres Farb-Binning (±0,003) für Farbkonsistenz. Allerdings ist die maximale Strombelastbarkeit (180 mA Dauerstrom) moderat; einige Konkurrenzprodukte können höhere Ströme für mehr Lichtstrom auf Kosten der Effizienz verarbeiten.

10. Häufige technische Fragen

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 150 mA betreiben?

A: Der absolute Grenzwert für den Dauerstrom beträgt 180 mA, aber Sie müssen sicherstellen, dass die Löttemperatur die Derating-Kurve (Abb. 1-10) nicht überschreitet. Bei 25 °C Umgebungstemperatur und gutem Wärmemanagement sind 150 mA akzeptabel. Der Lichtstrom beträgt dann etwa das Doppelte des Werts bei 60 mA, und die Sperrschichttemperatur muss unter 125 °C bleiben.

F: Wie verhält sich die LED bei hohen Umgebungstemperaturen?

A: Bei 85 °C Umgebungstemperatur wird der maximal zulässige Vorwärtsstrom auf etwa 60 mA reduziert, um eine Überschreitung der maximalen Sperrschichttemperatur zu vermeiden. Der Lichtstrom sinkt um etwa 30 % gegenüber 25 °C (Abb. 1-9). Das thermische Design ist für Hochtemperaturanwendungen entscheidend.

F: Kann ich verschiedene CCT-Bins in derselben Leuchte mischen?

A: Es wird nicht empfohlen, da Farbortverschiebungen sichtbar werden. Bestellen Sie stets den gleichen Bin-Code, um Farbgleichmäßigkeit zu gewährleisten. Die Koordinatentoleranz von ±0,003 ist für die meisten kommerziellen Anwendungen ausreichend eng.

F: Welche Reinigungsmittel sind sicher?

A: Isopropylalkohol wird empfohlen. Vermeiden Sie Lösungsmittel, die die Silikonverkapselung angreifen könnten (z.B. Aceton, Toluol). Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie Drahtbonds beschädigen kann.

11. Anwendungsbeispiel

Designziel:Eine 7W LED-Lampe mit 800 lm Lichtstrom, 3000 K CCT, CRI >80.
Lösung:Verwenden Sie 24 LEDs in einer 12S2P-Konfiguration (12 in Reihe, 2 parallel). Jede LED wird mit 60 mA betrieben, Gesamtstrom 120 mA. Bei typischer VF von 2,77 V ergibt sich eine Gesamtspannung von etwa 33,2 V. Leistung = 33,2 V × 0,12 A ≈ 4 W. Um 800 lm zu erreichen, unter Berücksichtigung optischer Verluste (~85% Wirkungsgrad), werden etwa 941 lm von den LEDs benötigt. Jede LED liefert bei 60 mA etwa 32 lm (30H-Bin), also 24 LEDs × 32 lm = 768 lm, zu wenig. Erhöhen Sie den Strom auf 80 mA pro LED: relative Intensität ~130% → etwa 41,6 lm pro LED → insgesamt 998 lm, Leistung ≈ 33,2 V × 0,16 A = 5,3 W, noch innerhalb der thermischen Grenzen bei ausreichendem Kühlkörper. Wählen Sie einen Bin mit höherem Lichtstrom (z.B. RFF mit 32-33 lm). Thermische Simulation ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur unter 125 °C bleibt.<125 °C.

12. Prinzip der Weißlichtgenerierung

Diese LED erzeugt weißes Licht durch Leuchtstoffkonversion: Ein blauer InGaN/GaN-LED-Chip emittiert blaues Licht (Spitze bei etwa 450 nm). Das blaue Licht regt einen gelb emittierenden Leuchtstoff (typischerweise YAG:Ce) an, der einen Teil der blauen Photonen in längere Wellenlängen (Grün- bis Rotbereich) konvertiert. Die Kombination aus verbleibendem blauen Licht und der breiten gelben Emission erscheint dem menschlichen Auge als weiß. Durch Anpassung der Leuchtstoffzusammensetzung und -konzentration werden verschiedene korrelierte Farbtemperaturen von warm (mehr Gelb/Rot) bis kühl (mehr Blau) erreicht. Der Farbwiedergabeindex wird durch die Verwendung von Leuchtstoffen mit zusätzlicher Rotemission verbessert, um die R9-Werte zu erhöhen.

13. Technologietrends

Die LED-Industrie strebt weiterhin nach höherer Effizienz (lm/W), besserer Farbqualität (CRI >90, R9 >50) und kleineren Gehäusen. Dieses Produkt repräsentiert eine ausgereifte PLCC-2-Technologie, aber zukünftige Trends umfassen: (1) Chip-Scale-Packages (CSP) für noch kleinere Abmessungen. (2) Multi-Chip- oder Chip-on-Board (COB)-Module für Hochleistungsanwendungen. (3) Vollspektrum-LEDs mit violetten oder nah-UV-Chips und RGB-Leuchtstoffen für ultimative Farbwiedergabe. (4) Intelligente LED-Module mit integrierten Treibern und drahtloser Steuerung. Die Nachfrage nach LEDs mit hohem CRI (Ra>90) wächst im Einzelhandel und in der Museumbeleuchtung. Diese spezifische Serie könnte in zukünftigen Versionen mit höherer Effizienz und besserer thermischer Leistung aktualisiert werden.