Inhaltsverzeichnis
- 1. Beschreibung
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Merkmale
- 1.3 Anwendungen
- 1.4 Gehäuseabmessungen
- 1.5 Produktparameter
- 1.5.1 Elektrische/optische Kenndaten (bei Ts=25°C)
- 1.5.2 Absolute Maximalwerte
- 1.6 Typische optische Kennlinien
- 1.6.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom
- 1.6.2 Durchlassstrom vs. Relative Intensität
- 1.6.3 Pin-Temperatur vs. Relative Intensität
- 1.6.4 Pin-Temperatur vs. Durchlassstrom-Derating
- 1.6.5 Durchlassstrom vs. Dominante Wellenlänge
- 1.6.6 Relative Intensität vs. Wellenlänge (Spektrum)
- 1.6.7 Abstrahlcharakteristik
- 2. Verpackung
- 2.1 Verpackungsspezifikation
- 2.1.1 Abmessungen des Trägerbandes
- 2.1.2 Rollenabmessungen
- 2.1.3 Etikettenspezifikation
- 2.2 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
- 2.3 Karton
- 2.4 Zuverlässigkeitstests und Bedingungen
- 2.5 Kriterien zur Beurteilung von Schäden
- 3. SMT-Reflow-Lötanleitung
- 3.1 Reflow-Lötprofil
- 3.1.1 Lötkolben
- 3.1.2 Reparatur
- 3.1.3 Vorsichtsmaßnahmen
- 4. Handhabungshinweise
- 4.1 Handhabungshinweise
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Beschreibung
1.1 Allgemeine Beschreibung
Die RF-GSB170TS-BC ist eine oberflächenmontierte Farb-LED, die mit einem grün-gelben Chip gefertigt wird. Sie ist in einem kompakten 2,0mm x 1,25mm x 0,7mm Gehäuse verpackt und eignet sich für verschiedene allgemeine Beleuchtungs- und Anzeigeanwendungen.
1.2 Merkmale
- Extrem großer Abstrahlwinkel von 140 Grad.
- Geeignet für alle SMT-Montage- und Lötprozesse.
- Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Stufe 3.
- RoHS-konform.
1.3 Anwendungen
- Optische Anzeige.
- Schalter und Symbole, Display.
- Allgemeine Verwendung.
1.4 Gehäuseabmessungen
Die Gehäuseabmessungen betragen 2,0mm (Länge) x 1,25mm (Breite) x 0,7mm (Höhe). Siehe die Abbildungen im Datenblatt für detaillierte mechanische Zeichnungen. Alle Maße haben Toleranzen von ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Die Unterseite zeigt die Anschlusskonfiguration. Die Lötmuster sind für das PCB-Landmuster-Design angegeben.
1.5 Produktparameter
1.5.1 Elektrische/optische Kenndaten (bei Ts=25°C)
Die folgenden sind die wichtigsten elektrischen und optischen Parameter, gemessen bei 20mA Durchlassstrom und 25°C:
| Parameter | Symbol | Min | Typ | Max | Einheit |
|---|---|---|---|---|---|
| Spektrale Halbwertsbreite | Δλ | -- | 15 | -- | nm |
| Durchlassspannung (B0 bin) | VF | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| Durchlassspannung (C0 bin) | VF | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| Durchlassspannung (D0 bin) | VF | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| Dominante Wellenlänge (A10 bin) | λD | 560 | -- | 562.5 | nm |
| Dominante Wellenlänge (A20 bin) | λD | 562.5 | -- | 565 | nm |
| Dominante Wellenlänge (B10 bin) | λD | 565 | -- | 567.5 | nm |
| Dominante Wellenlänge (B20 bin) | λD | 567.5 | -- | 570 | nm |
| Dominante Wellenlänge (C10 bin) | λD | 570 | -- | 572.5 | nm |
| Dominante Wellenlänge (C20 bin) | λD | 572.5 | -- | 575 | nm |
| Leuchtstärke (C00 bin) | IV | 18 | -- | 28 | mcd |
| Leuchtstärke (D00 bin) | IV | 28 | -- | 43 | mcd |
| Leuchtstärke (E00 bin) | IV | 43 | -- | 65 | mcd |
| Leuchtstärke (F00 bin) | IV | 65 | -- | 100 | mcd |
| Abstrahlwinkel | 2θ1/2 | -- | 140 | -- | Grad |
| Sperrstrom (VR=5V) | IR | -- | -- | 10 | μA |
| Wärmewiderstand (IF=20mA) | RTHJ-S | -- | -- | 450 | °C/W |
Hinweis: Die Toleranz der Durchlassspannungsmessung beträgt ±0,1V. Die Toleranz der dominanten Wellenlänge beträgt ±2nm. Die Toleranz der Leuchtstärke beträgt ±10%.
1.5.2 Absolute Maximalwerte
| Parameter | Symbol | Nennwert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Verlustleistung | Pd | 72 | mW |
| Durchlassstrom | IF | 30 | mA |
| Spitzen-Durchlassstrom (Impuls) | IFP | 60 | mA |
| Elektrostatische Entladung (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Betriebstemperatur | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Lagertemperatur | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Sperrschichttemperatur | Tj | 95 | °C |
Hinweis: Impulsbedingung: Tastverhältnis 1/10, Impulsbreite 0,1ms. Darauf achten, dass die absoluten Maximalwerte nicht überschritten werden. Die Sperrschichttemperatur sollte 95°C nicht überschreiten.
1.6 Typische optische Kennlinien
Die folgenden Kurven zeigen die typische Leistung der LED unter verschiedenen Bedingungen.
1.6.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom
Abbildung 1-6 zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom. Bei 20mA beträgt die Durchlassspannung etwa 2,0V (typisch). Die Kurve ist typisch für eine LED, wobei ein steigender Strom eine höhere Durchlassspannung erfordert.
1.6.2 Durchlassstrom vs. Relative Intensität
Abbildung 1-7 zeigt, dass die relative Lichtintensität mit dem Durchlassstrom zunimmt. Bei 20mA beträgt die relative Intensität etwa 1 (normiert).
1.6.3 Pin-Temperatur vs. Relative Intensität
Abbildung 1-8 zeigt, dass die relative Intensität mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Bei 100°C sinkt die Intensität auf etwa 0,85 des Wertes bei 25°C.
1.6.4 Pin-Temperatur vs. Durchlassstrom-Derating
Abbildung 1-9 zeigt den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Pin-Temperatur. Bei einer Pin-Temperatur von 85°C muss der Durchlassstrom reduziert werden, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
1.6.5 Durchlassstrom vs. Dominante Wellenlänge
Abbildung 1-10 zeigt, dass die Wellenlänge mit steigendem Durchlassstrom leicht abnimmt. Bei 20mA beträgt die dominante Wellenlänge etwa 568nm (typisch für Grün-Gelb).
1.6.6 Relative Intensität vs. Wellenlänge (Spektrum)
Abbildung 1-11 ist das spektrale Verteilungsdiagramm. Die Spitzenwellenlänge liegt bei etwa 570nm mit einer Halbwertsbreite von 15nm. Die Emission liegt im grün-gelben Bereich.
1.6.7 Abstrahlcharakteristik
Abbildung 1-12 zeigt das Fernfeld-Abstrahlmuster. Der Abstrahlwinkel beträgt 140 Grad, was einen weiten Abstrahlwinkel für Anzeigeanwendungen bedeutet.
2. Verpackung
2.1 Verpackungsspezifikation
Die LED ist in Rollen mit 4000 Stück pro Rolle verpackt.
2.1.1 Abmessungen des Trägerbandes
Das Trägerband hat eine Breite von 8,00mm, mit einem Abstand von 4,00mm zwischen den Taschen. Die Tasche ist so dimensioniert, dass sie das LED-Gehäuse aufnimmt. Das Deckband bedeckt die Komponenten während des Transports. Eine Polungsmarkierung auf dem Band zeigt die korrekte Ausrichtung an.
2.1.2 Rollenabmessungen
Der Rollendurchmesser beträgt 178mm ±1mm, die Breite 8,0mm. Der Nabendurchmesser beträgt 60mm ±0,1mm und der Achslochdurchmesser 13,0mm ±0,5mm.
2.1.3 Etikettenspezifikation
Jede Rolle ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode, Lichtstrom, Farbort, Durchlassspannung, Wellenlänge, Menge und Herstellungsdatum gekennzeichnet.
2.2 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
Die Rollen werden in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel verpackt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern. Der Beutel ist mit Handhabungshinweisen für elektrostatisch empfindliche Bauteile gekennzeichnet.
2.3 Karton
Mehrere feuchtigkeitsdichte Beutel werden zum Versand in einem Karton verpackt.
2.4 Zuverlässigkeitstests und Bedingungen
Die LED durchläuft Zuverlässigkeitstests, darunter Reflow-Löten (260°C max, 2 Mal), Temperaturwechsel (-40°C bis 100°C, 100 Zyklen), Thermoschock (-40°C bis 100°C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000 Stunden), Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000 Stunden) und Lebensdauertest (25°C, 20mA, 1000 Stunden). Alle Tests werden mit 22 Stück pro Test durchgeführt, Akzeptanzkriterium ist 0/1 Ausfälle.
2.5 Kriterien zur Beurteilung von Schäden
Nach den Zuverlässigkeitstests gelten folgende Kriterien als Ausfall: Durchlassspannung (bei 20mA) überschreitet das 1,1-fache des oberen Standardwerts; Sperrstrom (bei 5V) überschreitet das 2-fache des oberen Standardwerts; Lichtstrom (bei 20mA) fällt unter das 0,7-fache des unteren Standardwerts.
3. SMT-Reflow-Lötanleitung
3.1 Reflow-Lötprofil
Das empfohlene Reflow-Lötprofil umfasst: durchschnittliche Aufheizrate ≤3°C/s; Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden; Zeit über 217°C (TL) für 60-120 Sekunden; Spitzentemperatur (TP) von 260°C für maximal 10 Sekunden; Abkühlrate ≤6°C/s. Die Gesamtzeit von 25°C bis zum Peak sollte ≤8 Minuten betragen.
Hinweise:
- Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Wenn zwischen zwei Lötvorgängen mehr als 24 Stunden liegen, kann die LED beschädigt werden.
- Üben Sie während des Erhitzens keinen Druck auf die LEDs aus.
3.1.1 Lötkolben
Bei Handlötung die Lötkolbentemperatur unter 300°C und die Lötzeit unter 3 Sekunden halten. Handlötung sollte nur einmal durchgeführt werden.
3.1.2 Reparatur
Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben. Stellen Sie vorher sicher, dass die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
3.1.3 Vorsichtsmaßnahmen
Montieren Sie keine Komponenten auf verzogenen PCB-Bereichen. Verziehen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht. Wenden Sie während des Abkühlens keine mechanische Kraft oder Vibration an. Kühlen Sie das Bauteil nach dem Löten nicht schnell ab.
4. Handhabungshinweise
4.1 Handhabungshinweise
- Die Betriebsumgebung und die verwendeten Materialien sollten keine Schwefelelemente von mehr als 100 PPM enthalten.
- Der Einzelgehalt an Brom sollte unter 900 PPM, der Einzelgehalt an Chlor unter 900 PPM und der Gesamtgehalt an Brom und Chlor unter 1500 PPM in den äußeren Materialien liegen.
- VOCs aus Befestigungsmaterialien können in Silikonverguss eindringen und Verfärbungen verursachen. Vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe abgeben.
- Überschreiten Sie im Schaltungsdesign nicht den absoluten maximalen Strom pro LED. Verwenden Sie Schutz widerstände, um ein Durchbrennen aufgrund von Spannungsschwankungen zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass keine Sperrspannung an die LED angelegt wird.
- Das thermische Design ist entscheidend. Wärmeentwicklung kann zu Helligkeitsabnahme und Farbverschiebung führen. Berücksichtigen Sie die Wärmeableitung im Systemdesign.
- Lagerbedingungen: Vor Öffnen des Aluminiumbeutels lagern bei ≤30°C und ≤75% Luftfeuchtigkeit innerhalb von 1 Jahr ab Datum. Nach Öffnen bei ≤30°C und ≤60% Luftfeuchtigkeit für 168 Stunden lagern. Falls Lagerzeit überschritten, bei 60°C ±5°C für ≥24 Stunden backen.
- LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) und elektrischer Überlastung (EOS). Treffen Sie angemessene ESD-Vorsichtsmaßnahmen.
LED-Spezifikations-Terminologie
Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe
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. |