LED-Datenblatt RF-GNB170TS-CF - Abmessungen 2,0x1,25x0,7mm - Durchlassspannung 2,8-3,4V - Leistung 105mW - Grüne Farbe - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Bauteil ist eine farbige LED, die mit einem grünen Chip hergestellt wird. Es ist für allgemeine optische Anzeigen, Schalter- und Symbolanzeigen sowie andere Anwendungen konzipiert, die eine kompakte, oberflächenmontierte Lichtquelle erfordern. Die LED verfügt über einen extrem weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen eine gleichmäßige Lichtverteilung entscheidend ist. Sie ist mit allen standardmäßigen SMT-Bestückungs- und Lötprozessen kompatibel und erfüllt die RoHS-Anforderungen. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe ist mit Stufe 3 bewertet, was eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerung zur Vermeidung von Feuchtigkeitsaufnahme erfordert. Die Gehäuseabmessungen betragen 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm, was eine hochdichte PCB-Bestückung ermöglicht.

2. Eingehende technische Parameteranalyse

2.1 Elektrische / optische Kennwerte (bei Ts=25°C)

Die elektrischen und optischen Parameter werden, sofern nicht anders angegeben, bei einem Prüfstrom von 20 mA spezifiziert. Die Durchlassspannung (VF) ist in mehrere Bins unterteilt, die von minimal 2,8 V (Bin G1) bis maximal 3,4 V (Bin J1) reichen, mit typischen Werten, die je nach Bin variieren. Die dominante Wellenlänge (λD) erstreckt sich von 515,0 nm bis 530,0 nm und deckt die Bins D10 bis F20 ab. Die Lichtstärke (IV) reicht von 260 mcd bis 900 mcd über die Bins 1AU bis 1CM. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt typisch 15 nm. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typisch 140 Grad. Der Sperrstrom (IR) bei VR=5V ist auf maximal 10 μA begrenzt. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (RTHJ-S) beträgt maximal 450 °C/W.

2.2 Absolute Grenzwerte

Absolute Grenzwerte dürfen auch nicht kurzzeitig überschritten werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Die Verlustleistung (Pd) beträgt 105 mW. Der Durchlassstrom (IF) beträgt kontinuierlich 30 mA, mit einem Spitzendurchlassstrom (IFP) von 60 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms. Die elektrostatische Entladungsfestigkeit (ESD) (HBM) beträgt 1000 V. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) liegt bei -40°C bis +85°C. Der Lagerungstemperaturbereich (Tstg) liegt bei -40°C bis +85°C. Die Sperrschichttemperatur (Tj) sollte 95°C nicht überschreiten.

2.3 Messtoleranzen

Die Messtoleranz für die Durchlassspannung beträgt ±0,1 V. Die Messtoleranz für die dominante Wellenlänge beträgt ±2 nm. Die Messtoleranz für die Lichtstärke beträgt ±10%. Alle Messungen werden unter standardmäßigen Refond-Testbedingungen durchgeführt (Hinweis: Herstellername aus Compliance-Gründen weggelassen).

3. Binning-System

Die LED wird nach Durchlassspannung, dominanter Wellenlänge und Lichtstärke gebinnt. Die Durchlassspannungs-Bins reichen von G1 (typisch 2,8 V) bis J1 (typisch 3,4 V). Die Wellenlängen-Bins umfassen D10 (515,0-517,5 nm), D20 (517,5-520,0 nm), E10 (520,0-522,5 nm), E20 (522,5-525,0 nm), F10 (525,0-527,5 nm) und F20 (527,5-530,0 nm). Die Lichtstärke-Bins sind 1AU (260-330 mcd), 1AV (330-430 mcd), 1CG (430-560 mcd), 1CL (560-700 mcd) und 1CM (700-900 mcd). Endanwender können die erforderliche Kombination von Bins für ihre Anwendung angeben.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die Durchlassspannung steigt mit dem Durchlassstrom in einer typischen exponentiellen Diodencharakteristik an. Bei einem Prüfstrom von 20 mA liegt die Durchlassspannung innerhalb der angegebenen Bins. Die Kurve ist in Abbildung 1-6 der Originalspezifikation dargestellt.

4.2 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der relativen Intensität

Die relative Intensität steigt nahezu linear mit dem Durchlassstrom bis zu 30 mA an, mit einer leichten Sättigung bei hohen Strömen. Dieser Zusammenhang ist in Abbildung 1-7 dargestellt.

4.3 Pins-Temperatur in Abhängigkeit von relativer Intensität und Durchlassstrom

Mit steigender Pins-Temperatur nimmt die relative Intensität allmählich ab. Bei einer Umgebungstemperatur von 100°C sinkt die relative Intensität beispielsweise auf etwa 80% des Wertes bei 25°C. Der maximal zulässige Durchlassstrom nimmt ebenfalls mit steigender Pins-Temperatur ab, wie in den Abbildungen 1-8 und 1-9 dargestellt.

4.4 Wellenlängenverschiebung in Abhängigkeit von Strom und Temperatur

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich geringfügig mit dem Durchlassstrom und erhöht sich um etwa 2-3 nm von 5 mA auf 30 mA (Abbildung 1-10). Die spektrale Verteilung (Abbildung 1-11) zeigt ein Maximum bei etwa 520 nm mit einer Halbwertsbreite von 15 nm.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Die Abstrahlcharakteristik (Abbildung 1-12) zeigt eine breite Winkelverteilung mit einer relativen Intensität von über 0,8 bis zu ±60° von der optischen Achse. Der Abstrahlwinkel von 140° entspricht der vollen Breite bei halbem Maximum.

5. Mechanische Informationen und Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Gehäuse misst 2,0 mm (Länge) x 1,25 mm (Breite) x 0,7 mm (Höhe). Die Draufsicht zeigt zwei Pads (Pad 1 und Pad 2) für den elektrischen Anschluss. Die Polarität ist in der Untersicht angegeben: Die Kathode ist mit einem grünen Bereich markiert (gemäß der letzten Überarbeitung). Das Lötmuster empfiehlt ein Pad-Layout mit Abmessungen von 1,20 mm x 0,80 mm für jedes Pad, mit einem Abstand von 3,20 mm zwischen den Mittelpunkten der beiden Pads. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Abmessungen des Gurtbands (Carrier Tape)

Die LEDs sind in einem Gurtband mit einer Breite von 8,00 mm verpackt. Der Abstand zwischen den Taschen beträgt 4,00 mm, und der Abstand vom Transportloch zur Taschenmitte beträgt 1,75 mm. Die Taschentiefe beträgt 1,42 mm und nimmt die 0,7 mm dicke LED auf. Das Abdeckband bedeckt die Taschen, und Polungsmarkierungen sind zur Orientierung vorgesehen.

5.3 Abmessungen der Rolle (Reel)

Der Rollendurchmesser beträgt 178 ± 1 mm, der Nabendurchmesser 60 ± 1 mm und die Breite 8,0 ± 0,1 mm. Der Durchmesser des Spindellochs beträgt 13,0 ± 0,5 mm. Zur Identifikation ist ein Etikett auf der Rolle angebracht.

6. Richtlinien für Löten und Montage

6.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil folgt dem Standard JEDEC J-STD-020. Die durchschnittliche Aufheizrate von Tsmin (150°C) bis TP (260°C Spitze) sollte 3°C/s nicht überschreiten. Vorheizzone: Tsmin = 150°C, Tsmax = 200°C, mit einer Verweilzeit von 60-120 Sekunden. Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TL = 217°C) sollte 60-150 Sekunden betragen. Die Spitzentemperatur (TP) beträgt 260°C mit einer maximalen Zeit innerhalb von 5°C von TP von 30 Sekunden, und die Zeit bei der tatsächlichen Spitzentemperatur (tp) sollte 10 Sekunden nicht überschreiten. Die Abkühlrate sollte 6°C/s nicht überschreiten. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze sollte weniger als 8 Minuten betragen.

6.2 Handlöten und Reparatur

Manuelles Löten sollte bei einer Temperatur unter 300°C für weniger als 3 Sekunden und nur einmal durchgeführt werden. Die Reparatur von gelöteten LEDs wird nicht empfohlen; falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzenlötkolben und überprüfen Sie, ob die LED-Eigenschaften nicht beschädigt sind.

6.3 Lagerbedingungen und Backen

Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu einem Jahr ab Verpackungsdatum lagern. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 168 Stunden (≥24 Stunden) unter ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte übermäßige Feuchtigkeit anzeigt oder die Lagerzeit überschritten wurde, backen Sie die LEDs bei 60±5°C für mindestens 24 Stunden vor der Verwendung.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsmenge

Die Standardverpackungsmenge beträgt 4000 Stück pro Rolle. Die Rollen werden in feuchtigkeitsdichten Beuteln mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Die Beutel werden dann in Kartons verpackt.

7.2 Etiketteninformationen

Jede Rolle ist mit einem Etikett versehen, das Folgendes enthält: Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode (einschließlich Lichtstrombincode, Chromatizitätsbincode, Durchlassspannungscode, Wellenlängencode), Verpackungsmenge und Herstellungsdatum. Ein zusätzliches ESD-Warnetikett ist am feuchtigkeitsdichten Beutel angebracht.

8. Anwendungshinweise

8.1 Typische Anwendungen

Diese grüne LED eignet sich ideal für optische Anzeigen, Hintergrundbeleuchtung, Schalter- und Symbolbeleuchtung, Dashboard-Displays und allgemeine Beschilderung. Ihr weiter Abstrahlwinkel macht sie für großflächige Anzeigen geeignet, bei denen eine Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln erforderlich ist.

8.2 Konstruktionsüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung. Eine geringe Spannungsverschiebung kann aufgrund der steilen I-V-Kurve eine große Stromänderung verursachen. Stellen Sie sicher, dass der Strom den absoluten Grenzwert von 30 mA niemals überschreitet.
• Thermomanagement:Wärmeentwicklung verschlechtert die Lichtausbeute und verschiebt die Farbe. Gestalten Sie die Leiterplatte mit ausreichender Kupferfläche zur Wärmeableitung. Erwägen Sie bei hochdichten Arrays thermische Durchkontaktierungen.
• ESD-Schutz:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Treffen Sie geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Montage. Erwägen Sie die Verwendung einer Schutzdiode gegen Verpolung in der Treiberschaltung.
• Umgebungsverträglichkeit:Vermeiden Sie die Exposition gegenüber Schwefelverbindungen (unter 100 ppm). Der Brom- und Chlorgehalt in Kontaktmaterialien sollte jeweils unter 900 ppm und insgesamt unter 1500 ppm liegen. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können in die Silikonvergussmasse eindringen und Verfärbungen verursachen; überprüfen Sie die Materialverträglichkeit vor der Verwendung.
• Mechanische Handhabung:Üben Sie keine mechanische Kraft auf die Silikonlinse aus. Verwenden Sie Pinzetten an den Seitenflächen. Vermeiden Sie das Biegen der Leiterplatte nach dem Löten. Kühlen Sie das Bauteil nach dem Reflow nicht schnell ab.
• Reinigung:Verwenden Sie bei Bedarf Isopropylalkohol zur Reinigung. Andere Lösungsmittel müssen darauf überprüft werden, dass sie das Gehäuse nicht beschädigen. Eine Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie innere Schäden verursachen kann.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Wie lange beträgt die maximale Lagerzeit vor dem Öffnen des versiegelten Beutels?
A: Bis zu einem Jahr bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit.

F2: Kann die LED im Außenbereich verwendet werden?
A: Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, was viele Außenumgebungen abdeckt. Allerdings sollte ein Schutz vor Feuchtigkeit und UV-Strahlung berücksichtigt werden.

F3: Wie interpretiere ich die Bincodes auf dem Etikett?
A: Der Bincode enthält einen Lichtstrombincode (z.B. 1AU), einen Chromatizitätsbincode (z.B. D10), einen Durchlassspannungsbincode (z.B. G1) und einen Wellenlängencode (z.B. 515). Genauere Grenzen finden Sie in der Produktspezifikation.

F4: Welche Reinigungsmethode wird empfohlen, wenn die LED verschmutzt ist?
A: Isopropylalkohol wird empfohlen. Keine Ultraschallreinigung verwenden.

10. Praxisbeispiel für die Anwendung

Betrachten Sie ein intelligentes Schalterpanel für das Smart Home mit mehreren Statusanzeigen. Eine grüne LED (dominante Wellenlänge ~520 nm) kann den Status 'Ein' oder 'Verbunden' anzeigen. Da diese LED einen weiten Abstrahlwinkel von 140° hat, ist die Anzeige nahezu aus jedem Winkel sichtbar. Das kleine Gehäuse (2,0x1,25mm) ermöglicht es, mehrere Anzeigen dicht nebeneinander auf einer kompakten Leiterplatte zu platzieren. Die Verwendung eines Vorwiderstands von etwa 180 Ohm (bei einer Versorgungsspannung von 5V und einer typischen Durchlassspannung von 2,8V) begrenzt den Strom auf etwa 12 mA, was innerhalb des sicheren Betriebsbereichs liegt. Das PCB-Design enthält eine Massefläche zur Wärmeableitung, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur auch in einem warmen Gehäuse unter 95°C bleibt.

11. Funktionsprinzip

Eine grüne LED (Leuchtdiode) ist ein Halbleiterbauelement, das Licht emittiert, wenn Elektronen im aktiven Bereich mit Löchern rekombinieren. Der grüne Chip besteht typischerweise aus Galliumnitrid (GaN) oder Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-Bereich und Löcher aus dem p-Bereich in die aktive Quantentopfschicht injiziert, wo sie strahlend rekombinieren und Photonen mit einer Energie emittieren, die der Bandlücke entspricht. Für grüne Emission beträgt die Bandlücke etwa 2,3-2,4 eV, was einer Wellenlänge um 520 nm entspricht. Das Bauteil ist in eine Silikonlinse eingekapselt, die die Lichtauskopplung verbessert und den Chip schützt.

12. Branchenentwicklungstrends

Der Markt für oberflächenmontierte LEDs verlangt weiterhin nach kleineren Gehäusen mit höherer Lichtausbeute und besserer Farbkonsistenz. Der Trend zur Miniaturisierung (z.B. 0603, 0402 Gehäuse) ermöglicht mehr Designflexibilität. Im grünen Spektrum treiben Verbesserungen im Epitaxiewachstum und Chipdesign die Lichtausbeute bei Hochleistungsbauteilen auf über 200 lm/W. Darüber hinaus führen Umweltvorschriften wie RoHS und REACH zur Beseitigung gefährlicher Stoffe. Die Integration von ESD-Schutz und verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit sind fortlaufende Zuverlässigkeitsverbesserungen. Schließlich wird die Einführung von Smart Lighting und IoT den Bedarf an zuverlässigen, langlebigen Indikator-LEDs in vernetzten Geräten erhöhen.