Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Merkmale
- 1.3 Anwendungen
- 2. Technische Parameter
- 2.1 Elektrische und optische Eigenschaften
- 2.2 Absolute Grenzwerte
- 2.3 Binning-System
- 3. Leistungskurven
- 3.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom
- 3.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität
- 3.3 Lötanschlusstemperatur vs. relative Intensität
- 3.4 Lötanschlusstemperatur vs. Vorwärtsstrom
- 3.5 Vorwärtsstrom vs. dominante Wellenlänge
- 3.6 Relative Intensität vs. Wellenlänge
- 3.7 Abstrahlcharakteristik
- 4. Mechanische und Gehäuseinformationen
- 4.1 Gehäuseabmessungen
- 4.2 Abmessungen von Gurtband und Spule
- 4.3 Etikett und Kennzeichnung
- 5. Verpackung und Feuchtigkeitsschutz
- 5.1 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
- 5.2 Karton
- 6. Lötrichtlinien
- 6.1 Reflow-Lötprofil
- 6.2 Handlöten und Reparatur
- 6.3 Vorsichtsmaßnahmen
- 7. Handhabung und Lagerung
- 7.1 ESD-Empfindlichkeit
- 7.2 Chemische Verträglichkeit
- 7.3 Lagerbedingungen
- 8. Zuverlässigkeitsprüfung
- 8.1 Prüfungen und Bedingungen
- 8.2 Ausfallkriterien
- 9. Anwendungshinweise und Designüberlegungen
- 9.1 Schaltungsdesign
- 9.2 Wärmemanagement
- 10. Vergleich und Markttrends
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
1.1 Allgemeine Beschreibung
Die Farbe-LED wird mit einem blauen Chip hergestellt. Gehäuseabmessungen: 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Sie ist für die Oberflächenmontagetechnik (SMT) ausgelegt und bietet einen weiten Abstrahlwinkel. Diese LED sorgt für eine gleichmäßige blaue Lichtabgabe mit hoher Zuverlässigkeit.
1.2 Merkmale
- Extrem weiter Abstrahlwinkel (140° typisch)
- Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Level 3 (MSL 3)
- RoHS-konform, frei von gefährlichen Substanzen
1.3 Anwendungen
- Optischer Indikator
- Schalter- und Symbolanzeige
- Allgemeine Verwendung in verschiedenen elektronischen Geräten
2. Technische Parameter
2.1 Elektrische und optische Eigenschaften
Alle Messungen werden bei Ts=25°C, IF=20 mA durchgeführt, sofern nicht anders angegeben.
| Parameter | Symbol | Min | Typ | Max | Einheit |
|---|---|---|---|---|---|
| Spektrale Halbwertsbreite | Δλ | – | 15 | – | nm |
| Durchlassspannung (G1) | VF | 2.8 | – | 2.9 | V |
| Durchlassspannung (G2) | VF | 2.9 | – | 3.0 | V |
| Durchlassspannung (H1) | VF | 3.0 | – | 3.1 | V |
| Durchlassspannung (H2) | VF | 3.1 | – | 3.2 | V |
| Durchlassspannung (I1) | VF | 3.2 | – | 3.3 | V |
| Durchlassspannung (I2) | VF | 3.3 | – | 3.4 | V |
| Durchlassspannung (J1) | VF | 3.4 | – | 3.5 | V |
| Dominante Wellenlänge (D10) | λD | 465.0 | – | 467.5 | nm |
| Dominante Wellenlänge (D20) | λD | 467.5 | – | 470.0 | nm |
| Dominante Wellenlänge (E10) | λD | 470.0 | – | 472.5 | nm |
| Dominante Wellenlänge (E20) | λD | 472.5 | – | 475.0 | nm |
| Lichtstärke (1AP) | IV | 90 | – | 120 | mcd |
| Lichtstärke (G20) | IV | 120 | – | 150 | mcd |
| Lichtstärke (1AW) | IV | 150 | – | 200 | mcd |
| Abstrahlwinkel (2θ1/2) | 2θ1/2 | – | 140 | – | Grad |
| Sperrstrom (VR=5 V) | IR | – | – | 10 | µA |
| Wärmewiderstand | RTHJ-S | – | – | 450 | °C/W |
Hinweis: Spannungsklassen G1–J1, Wellenlängenklassen D10–E20 und Intensitätsklassen 1AP–1AW stehen je nach Anwendungsanforderung zur Auswahl. Messtoleranzen: VF ±0,1 V, λD ±2 nm, IV ±10 %.
2.2 Absolute Grenzwerte
| Parameter | Symbol | Wert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Verlustleistung | Pd | 70 | mW |
| Vorwärtsstrom | IF | 20 | mA |
| Spitzenvorwärtsstrom (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Puls) | IFP | 60 | mA |
| Elektrostatische Entladung (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Betriebstemperatur | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Lagertemperatur | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Sperrschichttemperatur | Tj | 95 | °C |
Diese Werte dürfen auch kurzzeitig nicht überschritten werden. Ein Betrieb oberhalb der absoluten Grenzwerte kann zu dauerhaften Schäden führen.
2.3 Binning-System
Die LED wird nach Durchlassspannung, dominanter Wellenlänge und Lichtstärke gebinnt. Die Spannungsklassen reichen von 2,8 V bis 3,5 V in Schritten von 0,1 V. Die Wellenlängenklassen decken 465,0–475,0 nm in 2,5 nm-Schritten ab. Die Intensitätsklassen bieten drei Stufen von 90 bis 200 mcd. Dieses Binning gewährleistet Konsistenz und ermöglicht es Kunden, die genaue Leistung auszuwählen, die für ihr Design erforderlich ist.
3. Leistungskurven
3.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom
Die I-V-Kennlinie zeigt einen nahezu linearen Anstieg des Vorwärtsstroms von 0 auf 30 mA, wenn die Spannung von 0 auf etwa 3,3 V ansteigt. Bei dem typischen Arbeitspunkt von 20 mA liegt die Durchlassspannung je nach Klasse zwischen 3,0 und 3,3 V.
3.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität
Die relative Intensität steigt mit dem Vorwärtsstrom und nähert sich bei höheren Strömen der Sättigung. Bei 20 mA beträgt die relative Intensität etwa 1,0 (normiert).
3.3 Lötanschlusstemperatur vs. relative Intensität
Wenn die Lötanschlusstemperatur von 25°C auf 100°C ansteigt, sinkt die relative Intensität um etwa 20–30 %. Ein gutes Wärmemanagement ist wichtig, um eine gleichmäßige Lichtausbeute zu gewährleisten.
3.4 Lötanschlusstemperatur vs. Vorwärtsstrom
Der maximal zulässige Vorwärtsstrom sinkt mit steigender Lötanschlusstemperatur. Bei 85°C wird der empfohlene Strom reduziert, um eine Überhitzung zu vermeiden.
3.5 Vorwärtsstrom vs. dominante Wellenlänge
Die dominante Wellenlänge verschiebt sich leicht mit dem Vorwärtsstrom. Im Bereich von 0–30 mA beträgt die Änderung weniger als 2 nm, was auf eine gute Wellenlängenstabilität hinweist.
3.6 Relative Intensität vs. Wellenlänge
Die spektrale Verteilung hat ihr Maximum bei etwa 470 nm mit einer Halbwertsbreite von 15 nm. Die Emission liegt im blauen Bereich, typisch für InGaN-basierte Chips.
3.7 Abstrahlcharakteristik
Das Abstrahlmuster ist lambertsch mit einem weiten Abstrahlwinkel von 140° (Halbwertsbreite). Dies macht die LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung erfordern.
4. Mechanische und Gehäuseinformationen
4.1 Gehäuseabmessungen
Das Gehäuse ist 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm (L x B x H). Die Draufsicht zeigt einen rechteckigen Körper mit zwei Eckanfassungen. Die Unterseite zeigt zwei Elektroden: Pad 1 (Kathode) und Pad 2 (Anode). Das empfohlene Lötmuster enthält ein zentrales Wärmepad mit einer Größe von 1,4 mm x 0,8 mm. Alle Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.
4.2 Abmessungen von Gurtband und Spule
Die LEDs sind in Gurtband verpackt mit einer Breite von 8,0 mm, einem Teilungsabstand von 4,0 mm und einer Kavitätstiefe von 1,42 mm. Das Band enthält eine Polaritätsmarkierung. Spulenabmessungen: Außendurchmesser 178 ± 1 mm, Nabendurchmesser 60 ± 1 mm, Bohrung 13,0 ± 0,5 mm, Bandbreite 8,0 ± 0,1 mm. Jede Spule enthält 4000 Einheiten.
4.3 Etikett und Kennzeichnung
Das Etikett auf der Spule enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode (für Lichtstrom, Farbart, Durchlassspannung, Wellenlänge), Menge und Datumscode. Dies gewährleistet eine vollständige Rückverfolgbarkeit.
5. Verpackung und Feuchtigkeitsschutz
5.1 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
Jede Spule wird in einen feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel gelegt. Der Beutel wird vakuumversiegelt und etikettiert. Lagerbedingungen vor dem Öffnen: ≤30°C, ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit, Haltbarkeit 1 Jahr ab Versiegelungsdatum. Nach dem Öffnen: ≤30°C, ≤60 % relative Luftfeuchtigkeit, Verwendung innerhalb von 168 Stunden. Bei Überschreitung ist ein Backen bei 60 ± 5°C für ≥24 Stunden erforderlich.
5.2 Karton
Mehrere Spulen werden für den Versand in einem stabilen Karton verpackt. Der Karton ist mit Produktinformationen und Handhabungshinweisen beschriftet.
6. Lötrichtlinien
6.1 Reflow-Lötprofil
Empfohlenes Reflow-Profil: Aufheizrate ≤3°C/s von 25°C bis zur Vorwärmung. Vorwärmung von 150°C bis 200°C für 60–120 s. Zeit über 217°C (TL): 60–150 s. Spitzentemperatur (TP): 260°C, maximale Zeit bei Spitze: 10 s. Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: ≤8 Minuten. Das Reflow-Löten sollte nicht mehr als zwei Mal durchgeführt werden, und der Abstand zwischen den Reflows sollte innerhalb von 24 Stunden liegen, um Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden.
6.2 Handlöten und Reparatur
Wenn Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Temperatur von ≤300°C und einer Kontaktzeit von ≤3 Sekunden. Nur ein Handlötvorgang ist erlaubt. Für Reparaturen wird ein Doppelspitzen-Lötkolben empfohlen; stellen Sie vorab sicher, dass die Reparatur die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt.
6.3 Vorsichtsmaßnahmen
Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen Leiterplatten. Vermeiden Sie nach dem Löten das Biegen der Platine. Während des Abkühlens keine mechanische Kraft oder Vibration ausüben. Schnelles Abkühlen nach dem Löten sollte vermieden werden.
7. Handhabung und Lagerung
7.1 ESD-Empfindlichkeit
Diese LED ist ESD-empfindlich (HBM 1000 V). Während Handhabung, Montage und Lagerung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen getroffen werden. Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder und leitfähige Behälter.
7.2 Chemische Verträglichkeit
Die LED sollte nicht Umgebungen mit einem Schwefelgehalt von mehr als 100 ppm ausgesetzt werden. Brom und Chlor in umgebenden Materialien müssen jeweils ≤900 ppm betragen, insgesamt ≤1500 ppm. VOC können die Silikonverkapselung verfärben; vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe ausgasen. Zur Reinigung wird Isopropylalkohol empfohlen. Ultraschallreinigung kann die LED beschädigen; vermeiden Sie sie.
7.3 Lagerbedingungen
Bis zur Verwendung in der Original-Feuchtigkeitsbarriereverpackung lagern. Wenn der Beutel beschädigt oder abgelaufen ist, vor Gebrauch backen. Empfohlenes Backen: 60 ± 5°C für >24 Stunden.
8. Zuverlässigkeitsprüfung
8.1 Prüfungen und Bedingungen
Die LED wurde unter folgenden Bedingungen qualifiziert:
- Reflow-Löten (JESD22-B106): max. 260°C, 10 s, 2 Mal, 22 Stück, 0/1 annehmen/zurückweisen.
- Temperaturzyklus (JESD22-A104): -40°C (30 min) ↔ 100°C (30 min), 5 min Übergang, 100 Zyklen.
- Temperaturschock (JESD22-A106): -40°C (15 min) ↔ 100°C (15 min), 300 Zyklen.
- Hochtemperaturlagerung (JESD22-A103): 100°C, 1000 h.
- Niedertemperaturlagerung (JESD22-A119): -40°C, 1000 h.
- Lebensdauertest (JESD22-A108): Ta=25°C, IF=20 mA, 1000 h.
Alle Tests bestanden mit 0 Ausfällen von 22 Proben.
8.2 Ausfallkriterien
Nach den Zuverlässigkeitstests gilt das Bauteil als ausgefallen, wenn: VF > OGW × 1,1, IR > OGW × 2,0 oder Lichtstrom < UGW × 0,7. Um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, darf der Strom durch jede LED 20 mA nicht überschreiten. Ein Vorwiderstand ist zur Strombegrenzung erforderlich; eine kleine Änderung der Spannung kann eine große Stromschwankung verursachen. Bei mehreren LEDs parallel werden Stromausgleichswiderstände oder abgestimmte Bins empfohlen. Ein Verpolungsschutz sollte implementiert werden, um Beschädigungen zu vermeiden. Wärmeentwicklung kann die Lichtausbeute verringern und die Farbe verändern. Die Sperrschichttemperatur muss unter 95°C bleiben. Das PCB-Design sollte ausreichend Kupferfläche für die Wärmeableitung vorsehen. Der Wärmewiderstand (Sperrschicht zu Lötstelle) beträgt maximal 450°C/W. Diese LED bietet einen weiten Abstrahlwinkel von 140° und mehrere Binning-Optionen, was sie für Anzeige- und Displayanwendungen geeignet macht, bei denen eine gleichmäßige Farbe und Helligkeit erforderlich sind. Im Vergleich zu ähnlichen 2,0 x 1,25 mm Gehäusen ist ihr niedriger Wärmewiderstand (450°C/W) wettbewerbsfähig. Der Trend in der Branche geht zu kleineren Gehäusen, höherer Effizienz und engerem Binning. Dieses Produkt entspricht diesen Trends durch einen kompakten Footprint, hohe Zuverlässigkeit und strenge Parameterkontrolle. Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe9. Anwendungshinweise und Designüberlegungen
9.1 Schaltungsdesign
9.2 Wärmemanagement
10. Vergleich und Markttrends
LED-Spezifikations-Terminologie
Photoelektrische Leistung
Begriff
Einheit/Darstellung
Einfache Erklärung
Warum wichtig
Lichtausbeute
lm/W (Lumen pro Watt)
Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter.
Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom
lm (Lumen)
Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt.
Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel
° (Grad), z.B. 120°
Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite.
Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur
K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K
Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl.
Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex
Einheitenlos, 0–100
Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut.
Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz
MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt"
Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe.
Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge
nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot)
Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht.
Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung
Wellenlänge vs. Intensitätskurve
Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen.
Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.
Elektrische Parameter
Begriff
Symbol
Einfache Erklärung
Design-Überlegungen
Flussspannung
Vf
Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle".
Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom
If
Stromwert für normalen LED-Betrieb.
Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom
Ifp
Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet.
Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung
Vr
Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen.
Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand
Rth (°C/W)
Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser.
Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität
V (HBM), z.B. 1000V
Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig.
In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.
Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
Begriff
Schlüsselmetrik
Einfache Erklärung
Auswirkung
Sperrschichttemperatur
Tj (°C)
Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip.
Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang
L70 / L80 (Stunden)
Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt.
Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung
% (z.B. 70%)
Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit.
Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung
Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse
Grad der Farbänderung während der Verwendung.
Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern
Materialabbau
Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur.
Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.
Verpackung & Materialien
Begriff
Gängige Typen
Einfache Erklärung
Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp
EMC, PPA, Keramik
Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle.
EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur
Front, Flip-Chip
Chip-Elektrodenanordnung.
Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung
YAG, Silikat, Nitrid
Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß.
Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik
Flach, Mikrolinse, TIR
Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert.
Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.
Qualitätskontrolle & Binning
Begriff
Binning-Inhalt
Einfache Erklärung
Zweck
Lichtstrom-Bin
Code z.B. 2G, 2H
Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte.
Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin
Code z.B. 6W, 6X
Nach Flussspannungsbereich gruppiert.
Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin
5-Schritt MacAdam-Ellipse
Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich.
Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin
2700K, 3000K usw.
Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich.
Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.
Prüfung & Zertifizierung
Begriff
Standard/Test
Einfache Erklärung
Bedeutung
LM-80
Lichtstromerhaltungstest
Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall.
Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21
Lebensdauerschätzstandard
Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten.
Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA
Beleuchtungstechnische Gesellschaft
Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab.
Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH
Umweltzertifizierung
Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind.
Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC
Energieeffizienzzertifizierung
Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte.
Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.