RGBW LED 3.45x3.45x2.20mm - Spannung 1.8-3.4V - Leistung bis 1.7W - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Diese leistungsstarke RGBW LED wurde für Anwendungen entwickelt, die dynamische Farbmischung und Weißlicht mit einstellbarer korrelierter Farbtemperatur erfordern. Das Gehäuse verwendet ein robustes Keramiksubstrat für überlegenes Wärmemanagement und Zuverlässigkeit. Mit einem kompakten Fußabdruck von 3,45 mm x 3,45 mm und einer niedrigen Bauhöhe von 2,20 mm eignet es sich für die automatisierte Oberflächenmontage. Das Gerät integriert vier LED-Chips: Rot (AlGaInP), Grün (InGaN), Blau (InGaN) und Weiß (blaue Chip + Leuchtstoff), was einen breiten Farbraum und unabhängige Steuerung jedes Kanals ermöglicht.

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die roten Lichtquellen werden mit AlGaInP auf einem Substrat hergestellt, die grünen und blauen mit InGaN auf einem Substrat, und die weiße LED wird unter Verwendung eines blauen Chips mit Leuchtstoffen erzeugt. Die Abmessungen des LED-Gehäuses betragen 3,45 mm x 3,45 mm x 2,20 mm.

1.2 Merkmale

• Keramikgehäuse für hervorragende Wärmeableitung und mechanische Stabilität.
• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 120°.
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
• Erhältlich auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückung.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 1 (gemäß JEDEC-Standard).
• RoHS-konform, frei von gefährlichen Stoffen.

1.3 Anwendungen

• Dekorative Farbleuchten und Lampenbänder.
• Landschaftsbeleuchtung und Markenbeleuchtung.
• Hotels, Märkte, Büros, Innenbeleuchtung im Haushalt.
• Allgemeine Verwendung in Architektur- und Unterhaltungsbeleuchtung.

2. Analyse der technischen Parameter

Die elektrischen und optischen Eigenschaften werden bei einer Testtemperatur Ts=25°C angegeben. Alle Messungen wurden unter standardisierten Bedingungen durchgeführt. Vorwärtsspannung, Lichtstrom, dominante Wellenlänge und korrelierte Farbtemperatur werden mit Toleranzen bereitgestellt.

2.1 Elektrische / optische Eigenschaften (IF=350mA, Ts=25°C)

2.2 Absolute Maximalwerte

2.3 Binning-Informationen

Durchlassspannung, Lichtstrom und dominante Wellenlänge werden gebinnt, um Konsistenz zu gewährleisten. Für Rot: VF-Bereiche B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V); Lichtstrom-Bins FB7 (50-60lm), FB8 (60-70lm), FB9 (70-80lm). Für Grün, Blau und Weiß: VF-Bins G0 (2,8-3,0V), H0 (3,0-3,2V), I0 (3,2-3,4V); Lichtstrom-Bins für Grün: FC2 (100-110lm), FC3 (110-120lm), FC4 (120-130lm), FC5 (130-140lm); für Blau: FB4 (20-30lm), FB5 (30-40lm); für Weiß: FC2 bis FC5. Wellenlängen-Bins für Rot: E00 (620-625nm), F00 (625-630nm); für Grün: E00 (520-525nm), F00 (525-530nm); für Blau: C00 (460-465nm), D00 (465-470nm), E00 (470-475nm). Die Optionen für korrelierte Farbtemperatur umfassen 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 6000K und 6500K.

3. Typische optische und elektrische Kennlinien

Die folgenden Kurven veranschaulichen die Leistung der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Alle Daten wurden bei Ts=25°C aufgenommen, sofern nicht anders angegeben.

3.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom

Wie in Abbildung 1-6 gezeigt, steigt der Vorwärtsstrom mit der Durchlassspannung. Bei 350mA liegt die typische VF in den angegebenen Bins. Die Kurve zeigt, dass Rot aufgrund unterschiedlicher Halbleitermaterialien bei gleichem Strom eine niedrigere VF aufweist als Grün, Blau und Weiß.

3.2 Relative Intensität vs. Vorwärtsstrom

Abbildung 1-7 zeigt, dass die relative Lichtintensität mit dem Vorwärtsstrom zunimmt. Die Beziehung ist bis zu 700mA für Grün, Blau und Weiß annähernd linear, während Rot aufgrund seiner niedrigeren maximalen Strombelastbarkeit früher in Sättigung geht.

3.3 Temperaturabhängigkeit

Abbildung 1-8 zeigt die relative Intensität als Funktion der Lötstellentemperatur. Bei höheren Temperaturen nimmt die Lichtausbeute ab. Beispielsweise fällt die relative Intensität bei 100°C auf etwa 80 % ihres Werts bei 25°C für weiße LEDs. Ein angemessenes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Leistung aufrechtzuerhalten.

3.4 Maximaler Vorwärtsstrom vs. Temperatur

Abbildung 1-9 zeigt die Derating-Kurve: Der maximal zulässige Vorwärtsstrom nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Bei 85°C sollte der Strom auf etwa 350mA für alle Farben reduziert werden, um die maximale Sperrschichttemperatur nicht zu überschreiten.

3.5 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahldiagramm (Abbildung 1-10) zeigt eine breite, Lambert-ähnliche Verteilung mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 120°. Dies macht die LED für diffuse Beleuchtungsanwendungen geeignet.

3.6 Spektrale Verteilung

Abbildung 1-11 zeigt die relative Emissionsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge für Rot (Spitze ~620-630nm), Grün (~520-530nm), Blau (~460-475nm) und Weiß (breites Spektrum mit Spitzen bei blauer und Leuchtstoffemission). Zwei weiße Spektren (3000K und 6000K) werden gezeigt, um den Unterschied in der Farbtemperatur zu veranschaulichen.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die Gehäusegröße beträgt 3,45 mm x 3,45 mm x 2,20 mm (Länge x Breite x Höhe). Toleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Draufsicht zeigt einen quadratischen Umriss, die Seitenansicht zeigt die Linsenhöhe, und die Untersicht zeigt das Lötpad-Layout mit Polaritätsmarkierungen.

4.2 Polarität und Lötmuster

Abbildung 1-4 zeigt die Polarität: Positive (+) und negative (-) Pads für jeden Kanal. Das empfohlene Lötmuster (Abbildung 1-5) umfasst Pad-Abmessungen von 0,85 mm, 0,56 mm, 0,38 mm usw. mit einem Rastermaß von 3,55 mm. Eine ausreichende Lötstoppmaske wird empfohlen, um Brückenbildung zu vermeiden.

4.3 Trägerband und Rolle

Die LED wird in einem Trägerband mit einem Taschenteilung von 4,00 mm und einer Breite von 12,00 mm verpackt. Jede Rolle enthält 1000 Stück. Die Rollenabmessungen sind: Außendurchmesser 178 mm, Nabendurchmesser 59 mm und Breite 13,5 mm. Ein Etikett mit Teilenummer, Chargennummer, Bin-Code und Menge ist angebracht.

5. Löt- und Handhabungsrichtlinien

5.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Empfohlenes Reflow-Lötprofil: Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤3°C/s, Zeit über 217°C (TL) bis zu 60 Sekunden, Spitzentemperatur (Tp) 260°C für maximal 10 Sekunden. Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis Spitze<8 Minuten. Nicht mehr als zweimal löten. Wenn zwischen den Lötvorgängen mehr als 24 Stunden liegen, können die LEDs beschädigt werden.

5.2 Handlöten

Wenn Handlöten erforderlich ist, halten Sie die Lötkolbentemperatur unter 300°C und die Kontaktzeit unter 3 Sekunden. Es ist nur ein manueller Lötvorgang erlaubt.

5.3 Handhabungshinweise

• Vermeiden Sie mechanische Belastungen oder Vibrationen während des Abkühlens nach dem Löten.
• Vermeiden Sie starken Druck auf die Silikonlinsenoberfläche; verwenden Sie geeignete Bestückungsdüsen.
• Montieren Sie keine Komponenten auf verzogenen PCB-Bereichen.
• Kühlen Sie das Bauteil nach dem Löten nicht schnell ab.
• Die LED ist empfindlich gegenüber ESD; treffen Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen.
• Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels bei ≤30°C und ≤75% rel. Luftfeuchtigkeit für bis zu 6 Monate lagern. Nach dem Öffnen innerhalb von 168 Stunden bei ≤30°C und ≤60% rel. Luftfeuchtigkeit verwenden. Bei Überschreitung bei 60±5°C und<5% rel. Luftfeuchtigkeit 24 Stunden lang backen.
• Vermeiden Sie die Exposition gegenüber schwefelhaltigen Verbindungen (>100 ppm), hohem Brom-/Chlorgehalt (jeweils<900 ppm, gesamt<1500 ppm) und VOCs, die das Silikon verfärben können.
• Nur mit Isopropylalkohol reinigen; Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.

6. Zuverlässigkeit und Tests

6.1 Zuverlässigkeitstestpunkte

Die LED wurde folgenden Tests unterzogen: Reflow-Löten (260°C, 2 Zyklen), Temperaturschock (-40°C bis 100°C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000h), Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000h), Lebensdauertest (25°C, 350mA, 1000h) und Hochtemperatur-Hochfeuchte-Lebensdauertest (60°C/90% rel. Luftfeuchtigkeit, 350mA, 500h). Alle Tests wurden gemäß den Akzeptanzkriterien ohne Ausfälle bestanden.

6.2 Kriterien zur Schadensbeurteilung

Nach Zuverlässigkeitstests lauten die Akzeptanzkriterien: Lichtstromerhalt von mindestens 70 % für Rot, 70 % für Grün, 50 % für Blau und 80 % für Weiß; kein Kurzschluss/Unterbrechung oder Flimmern; Änderung der Durchlassspannung innerhalb festgelegter Grenzen.

7. Anwendungshinweise

Die RGBW LED ist ideal für dynamische Farbabstimmung in Architektur-, Unterhaltungs- und Einzelhandelsbeleuchtung. Stellen Sie beim Entwurf der Treiberschaltung sicher, dass der Strom durch jeden Kanal den absoluten Maximalwert nicht überschreitet. Verwenden Sie Konstantstromtreiber, um thermisches Durchgehen zu vermeiden. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement (z. B. Metallkern-Leiterplatte) ist entscheidend, um die Sperrschichttemperatur unter der maximalen Bewertung zu halten. Der weite Abstrahlwinkel ermöglicht eine gleichmäßige Lichtverteilung in linearen und flächigen Leuchten. Für Weißlichtanwendungen kann die Kombination mehrerer CCT-Bins eine präzise Farbwiedergabe erreichen.

8. Bestellinformationen

Die Teilenummerstruktur ist: RF-BRC35RGB-XXW-L8-K0-A120, wobei XX die korrelierte Farbtemperatur angibt (z. B. 27 für 2700K, 30 für 3000K usw.). Das Suffix A120 bezeichnet die Winkelverteilung (120°). Binning-Codes für VF, Lichtstrom und Wellenlänge sind auf dem Etikett angegeben. Die Standardverpackung beträgt 1000 Stück pro Rolle.

9. Technologievergleich und Vorteile

Im Vergleich zu herkömmlichen PLCC-Gehäusen (Plastic Leaded Chip Carrier) bietet das Keramikgehäuse eine überlegene Wärmeleitfähigkeit, einen geringeren Wärmewiderstand und eine bessere Zuverlässigkeit bei hohem Strombetrieb. Die RGBW-Konfiguration bietet mehr Flexibilität als separate RGB-LEDs mit externem Leuchtstoff, da der weiße Kanal eine hohe Effizienz und eine vereinfachte Farbmischung bietet. Der breite CCT-Bereich (2700K-6500K) deckt sowohl warmes als auch kühles Weiß ab und eignet sich für zirkadiane Beleuchtungsdesigns.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Was ist der typische Lichtstrom für den weißen Kanal bei 350mA?A: Der typische Lichtstrom liegt zwischen 100 und 140 Lumen, abhängig vom CCT-Bin.

F: Können die RGB-Kanäle unabhängig vom weißen Kanal angesteuert werden?A: Ja, jeder Kanal hat seine eigene Anode und Kathode, was eine unabhängige Stromsteuerung ermöglicht.

F: Welcher Vorwärtsstrom wird für optimale Effizienz empfohlen?A: Für das beste Gleichgewicht zwischen Effizienz und Lichtstrom betreiben Sie alle Kanäle mit 350mA. Höhere Ströme erhöhen die Ausgangsleistung, verringern jedoch die Effizienz und erfordern eine bessere Kühlung.

F: Wie sollte ich die LED handhaben, um ESD-Schäden zu vermeiden?A: Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, antistatische Handgelenkbänder und leitfähige Verpackungen. Lagern Sie in feuchtigkeitsdichten Beuteln mit Trockenmittel.

11. Praktische Fallstudien

Fall 1: Ein Einzelhandelsgeschäft verwendete die RGBW LED in einer linearen Leuchte, um eine dynamische Farbtemperatur von 2700K bis 6000K zu erreichen. Jede Leuchte enthielt 24 LEDs, die mit 350mA betrieben wurden. Das Keramikgehäuse ermöglichte den Betrieb der Leuchten bei hoher Umgebungstemperatur ohne aktive Kühlung. Die Lichtausbeute blieb nach 50.000 Betriebsstunden bei 90%.

Fall 2: Für die Außenlandschaftsbeleuchtung wurde die LED in einem wasserdichten Gehäuse vergossen. Der weite Abstrahlwinkel sorgte für eine gleichmäßige Beleuchtung von Gebäudefassaden. Die roten und grünen Kanäle wurden während der Feiertage für Akzentfarben verwendet, während Weiß für die allgemeine Beleuchtung sorgte.

12. Funktionsprinzip

Diese RGBW LED kombiniert vier Halbleiterlichtemitter. Der rote Chip verwendet AlGaInP-Material, das Licht im roten Spektrum emittiert, wenn Elektronen mit Löchern über die Bandlücke rekombinieren. Die grünen und blauen Chips verwenden InGaN, dessen Bandlücke durch Einstellen des Indiumgehalts zur Erzeugung von grünem oder blauem Licht angepasst werden kann. Der weiße Chip ist tatsächlich ein blauer InGaN-LED, der mit einem gelben Leuchtstoff beschichtet ist, der einen Teil des blauen Lichts in gelbes umwandelt, was zu weißem Licht führt. Durch die Kombination der roten, grünen und blauen Kanäle in unterschiedlichen Verhältnissen kann jede Farbe innerhalb des Farbraums erreicht werden. Das Hinzufügen des weißen Kanals erhöht den Gesamtlichtstrom und verbessert die Farbwiedergabe für Weißlichtanwendungen.

13. Entwicklungstrends

Der Trend bei LED-Gehäusen geht zu höheren Leistungsdichten, kleineren Fußabdrücken und besserem Wärmemanagement. Keramikgehäuse werden zunehmend für Hochleistungsanwendungen eingesetzt. Vollfarb- und einstellbare Weißlicht-LEDs gewinnen in der intelligenten Beleuchtung an Beliebtheit, wo IoT-Integration eine präzise Farbsteuerung erfordert. Die Effizienz von InGaN-basierten blauen und grünen LEDs verbessert sich weiter, und Leuchtstoffmaterialien werden für höhere CRI und bessere thermische Stabilität optimiert. Zukünftige Entwicklungen könnten Chip-Scale-Gehäuse (CSP) und Multi-Junction-Architekturen für noch höhere Effizienz umfassen. Umweltvorschriften (RoHS, REACH) treiben weiterhin die Eliminierung gefährlicher Substanzen voran.