RGBW-LED 3,5x3,7x2,6mm Datenblatt - Durchlassspannung 1,7-3,4V - Leistung 60-68mW - Vollfarbe Wetterfest

1. Produktübersicht

Die RGBW-LED ist ein kompaktes oberflächenmontiertes Bauelement, das vier einzelne LED-Chips (Rot, Grün, Blau und Weiß) in einem einzigen Gehäuse von 3,5 mm x 3,7 mm x 2,6 mm integriert. Entwickelt für hochleistungsfähige Vollfarbanwendungen, bietet sie einen extrem weiten Betrachtungswinkel von 110 Grad und ist nach IPX6 wassergeschützt, was sie ideal für den Innen- und Außeneinsatz macht. Die matte Oberfläche reduziert Blendung, und das Bauteil ist RoHS-konform und bleifrei reflow-lötbar. Mit einer Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 5a sind eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerung erforderlich, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

2. Eigenschaften und Vorteile

• Extrem weiter Betrachtungswinkel (110°).
• Hohe Lichtstärke bei geringer Leistungsaufnahme.
• Wassergeschützt nach IPX6.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 5a.
• RoHS-konform und kompatibel mit bleifreiem Reflow-Löten.
• Matte Oberfläche für reduzierte Reflexionen.
• Einzelnes Gehäuse mit vier unabhängigen Farbkanälen (R, G, B, W).

3. Anwendungen

• Außen-Vollfarb-Videobildschirme.
• Innen- und Außendekorationsbeleuchtung.
• Vergnügungsparkbeleuchtung und -displays.
• Allgemeine Beschilderung und Architekturbeleuchtung.

4. Elektrische und optische Eigenschaften

Alle Messungen werden bei einer Umgebungstemperatur von 25°C (Ts=25°C) durchgeführt, sofern nicht anders angegeben. Die folgenden Tabellen fassen die wichtigsten elektrischen und optischen Parameter pro Chip zusammen.

4.1 Durchlassspannung (VF)

4.2 Dominante Wellenlänge (λD) und Lichtstärke (IV)

Getestet bei IF=20mA pro Chip. Wellenlängenbins sind pro 5nm (Rot) oder 4nm (Grün/Blau). Weiß wird durch Korrelierte Farbtemperatur (CCT)-Bins (50A, 50B, 50C) definiert. Die Lichtstärke wird mit einem Verhältnisbereich von 1:1,4 gebinnt.

4.3 Spektrale Bandbreite und Betrachtungswinkel

Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt für Rot 24nm, für Grün 38nm und für Blau 30nm. Der Betrachtungswinkel (2θ1/2) beträgt 110 Grad für alle Farben.

5. Absolute Maximalwerte

Überschreitungen der genannten Werte können zu dauerhaften Schäden führen. Längere Einwirkung absoluter Maximalwerte kann die Zuverlässigkeit des Bauteils beeinträchtigen.

6. Binning-System

Die Produkte werden nach Lichtstärke, dominanter Wellenlänge (bzw. CCT für Weiß) und Durchlassspannung in Bins sortiert. Das Intensitätsverhältnis innerhalb eines Bins beträgt 1:1,4. Wellenlängenbins für Rot sind 5nm-Schritte; Grün und Blau sind 4nm-Schritte. Weiß wird nach CIE-Farbkoordinaten gebinnt (50A, 50B, 50C). Durchlassspannungsbins sind pro Chip definiert, aber nicht explizit aufgeführt; die typische Verteilung folgt den obigen Min-Max-Bereichen. Alle Messungen haben Toleranzen: VF ±0,1V, Wellenlänge ±1nm, Intensität ±10%, Farbkoordinaten ±0,01.

7. Typische optische Kennlinien

7.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom

Die Durchlassspannung steigt mit dem Vorwärtsstrom. Bei niedrigen Strömen (unter 10mA) steigt die Spannung steil an; oberhalb von 20mA wird die Kurve linearer. Der rote Chip hat die niedrigste Durchlassspannung; grün, blau und weiß sind ähnlich, aber höher.

7.2 Vorwärtsstrom vs. relative Lichtstärke

Die relative Lichtstärke steigt überlinear mit dem Vorwärtsstrom. Bei 20mA wird die Intensität auf 100% normiert. Überschreiten Sie nicht die maximalen Stromwerte, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

7.3 Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Die Intensität nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei 70°C sinkt die relative Intensität auf etwa 80% des Werts bei 25°C. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist unerlässlich, um Helligkeit und Lebensdauer zu erhalten.

7.4 Löttemperatur vs. Vorwärtsstrom

Um thermische Schäden zu vermeiden, muss der maximale Vorwärtsstrom mit steigender Löttemperatur reduziert werden. Bei 100°C wird der zulässige Strom auf nahe Null verringert.

7.5 Spektrale Verteilung

Die Spektralkurven zeigen schmale Peaks für Rot (617-628nm), Grün (520-545nm) und Blau (460-475nm). Die weiße LED hat ein breites Spektrum, das den sichtbaren Bereich abdeckt, mit korrelierten Farbtemperaturbereichen um 4000K und 5000K.

7.6 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahlmuster ist annähernd lambertsch, mit maximaler Intensität bei 0° und Halbwertsleistung bei ±55°. Diese breite Verteilung eignet sich für eine gleichmäßige Ausleuchtung großer Flächen.

8. Mechanische und Verpackungsinformationen

8.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 3,5 mm x 3,7 mm x 2,6 mm (Länge x Breite x Höhe). Pin 1 ist mit einem Punkt markiert. Die Bodenansicht zeigt 8 Lötpads: Pins 1 (B-), 2 (R-), 3 (G-), 4 (W-), 5 (R+), 6 (G+), 7 (B+), 8 (W+). Die Polarität ist durch die Symbole + und - auf der Unterseite gekennzeichnet. Zum Schutz wird eine Klebefüllung aufgetragen. Lötmuster (empfohlenes PCB-Landmuster) sind im Datenblatt mit Maßen in Millimetern, Toleranz ±0,1 mm, angegeben.

8.2 Gurtband und Rolle

Die Produkte sind in Gurtband verpackt (4.000 Stück pro Rolle). Die Rolle hat folgende Abmessungen: Außendurchmesser (A) 400±2 mm, Innendurchmesser (B) 100,0±0,4 mm, Nabenbreite (C) 14,3±0,3 mm, Gurtbreite (D) 2,6±0,2 mm, Teilung (E) 16,4±0,3 mm, Transportlochdurchmesser (F) 12,7±0,8/-0,3 mm. Die Gurtbanddicke beträgt 1,9 mm (T).

8.3 Etiketteninformationen

Jede Rolle ist gekennzeichnet mit Teilenummer, Chargennummer (einschließlich Verpackungsmaschine, Seriennummer, Bincode, Stückzahl in Tausend), Lichtstärkebin (IV), Durchlassspannungsbin (VF), Wellenlängenbin (Wd), Vorwärtsstrom (IF), Menge (QTY) und Datum (DATE).

8.4 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Die Rolle wird zusammen mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte (HIC) in einen antistatischen, feuchtigkeitsdichten Aluminiumfolienbeutel gelegt. Der Beutel wird vakuumversiegelt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

8.5 Karton

Mehrere versiegelte Beutel werden für den Versand in einem Karton verpackt. Der Karton bietet mechanischen Schutz während des Transports.

9. Zuverlässigkeitsprüfungen und -bedingungen

Die folgenden Tests werden durchgeführt, um die Produktzuverlässigkeit zu gewährleisten (Stichprobengröße 22 Stück, Akzeptanzkriterium 0/1 Ausfall):

• Beständigkeit gegen LötHitze: max. 260°C, 3 mal
• Temperaturschock: -40°C bis 100°C, je 15 min, 500 Zyklen
• Feuchtigkeitsbeständigkeit: Vorkonditionierung 85°C/85% rF/12h + Reflow
• Hochtemperaturlagerung: 100°C, 1000h
• Niedrigtemperaturlagerung: -40°C, 1000h
• Betriebslebensdauer bei Raumtemperatur: 25°C, IF=20mA, 1000h
• Lebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit: 85°C/85% rF, IF=10mA, 500h
• Lagerung bei Temperatur und Feuchte: 85°C/85% rF, 1000h
• Niedrigtemperatur-Lebensdauer: -40°C, IF=20mA, 1000h

Bewertungskriterien: VF-Änderung innerhalb ±10%, IR ≤10μA bei 5V, durchschnittliche IV-Verschlechterung ≤30%, keine inneren Risse oder anomales Erscheinungsbild.

10. SMT-Reflow-Lötanleitung

10.1 Reflow-Profil

Verwenden Sie ein standardmäßiges bleifreies Reflow-Profil. Wichtige Parameter: Vorwärmen von 150°C auf 200°C in 60-120 s; Zeit über 217°C (TL) ≤60 s; Spitzentemperatur (TP) 245°C mit Zeit innerhalb von 5°C der Spitze ≤30 s und tp ≤10 s; Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze ≤8 Minuten. Nicht mehr als einmal reflowen. Verwenden Sie nur mitteltemperatur Lotpaste. Stickstoff-Reflow wird zur Vermeidung von Oxidation empfohlen.

10.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben unter 300°C für weniger als 3 Sekunden pro Verbindung. Handlöten sollte nur einmal durchgeführt werden.

10.3 Reparatur

Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppellötkolben, um gleichzeitig beide Pads zu erhitzen und die LED zu entfernen. Stellen Sie sicher, dass die Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

10.4 Reinigung

Nicht mit Wasser, Benzol oder Verdünnungsmittel reinigen. Isopropylalkohol (IPA) wird empfohlen. Vermeiden Sie chlor- oder schwefelhaltige Lösungsmittel. Überprüfen Sie vor der Verwendung die Kompatibilität des Reinigungsmittels.

11. Handhabungshinweise

11.1 Lagerung

Lagern Sie in feuchtigkeitsbeständiger antistatischer Verpackung bei ≤30°C und ≤60% rF. Empfohlene Haltbarkeit: 6 Monate. Ungeöffnete, dichte Verpackungen können bis zu 12 Monate gelagert werden, müssen jedoch vor Gebrauch gebacken werden. Nach Öffnung innerhalb von 12 Stunden verbrauchen (Umgebung ≤30°C/60% rF). Nicht verwendete Teile müssen in trockener Umgebung (≤30°C/≤10% rF) gelagert und vor dem nächsten Gebrauch gebacken werden (65±5°C für 24-48 h, abhängig von der Exposition).

11.2 Elektrostatik

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen. Verwenden Sie geerdete Geräte, antistatische Armbänder, Matten und Behälter. Vermeiden Sie Handhabung ohne ausreichenden Schutz.

11.3 Schutz gegen Rückwärtsspannung

Rückwärtsspannung über 5V kann die LED beschädigen. Stellen Sie sicher, dass die Schaltung keine Rückwärtsvorspannung verursacht. Implementieren Sie bei Matrixansteuerung Schutz gegen Rückwärtsüberspannung.

11.4 Sichere Betriebstemperatur

Halten Sie die LED-Oberflächentemperatur unter 55°C und die Anschlusstemperatur unter 75°C, um eine schnelle Degradation zu verhindern. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement (PCB-Kühlung, Abstände) ist erforderlich, um die Sperrschichttemperatur unter 115°C zu halten.

11.5 Stromtreiber

Verwenden Sie Konstantstromtreiber für jeden Chip. Überschreiten Sie nicht den Nennvorwärtsstrom. Wenn mehrere Chips gleichzeitig betrieben werden, stellen Sie sicher, dass die Gesamtverlustleistung die maximale Nennleistung des Gehäuses nicht überschreitet (68mW für jeden G/B/W-Chip, 60mW für R).

11.6 Umweltaspekte

Vermeiden Sie die Exposition gegenüber korrosiven Gasen (z.B. Schwefelwasserstoff, Salz) und Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit. Bei Verwendung in Küsten- oder Vulkanregionen kann die Lebensdauer verkürzt sein. Nach längerer Lagerung oder Transport vor Gebrauch entfeuchten. Schalten Sie zunächst mit 20% der Leistung ein, um absorbierte Feuchtigkeit zu trocknen, bevor Sie die volle Leistung anlegen.

12. Anwendungsempfehlungen

• Verwenden Sie für Outdoor-Vollfarb-Videowände abgestimmte Bins, um eine gleichmäßige Farbe und Helligkeit zu gewährleisten.
• Gestalten Sie PCBs mit ausreichender Kupferfläche zur Wärmeableitung. Halten Sie Abstände zwischen den LEDs ein, um thermische Überlastung zu vermeiden.
• Schützen Sie vor Blitzüberspannungen und hohen Transienten. Vorwiderstände oder Strombegrenzung sind erforderlich.
• Wählen Sie für Mietdisplays LEDs mit gleicher Anzahl von Reflow-Zyklen. Nach Reparatur ist ein Abgleich entscheidend.
• Führen Sie Alterungstests (z.B. 48h bei Nennstrom) durch, um Frühausfälle zu erkennen.

13. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu Standard-RGB-LEDs der Größe 3528 oder 5050 bietet diese 3,5x3,7mm RGBW-LED einen weiteren Betrachtungswinkel (110° vs. typisch 120° bei 5050 nicht unbedingt weiter), IPX6-Wasserschutz (bei Standard-SMD-LEDs nicht üblich) und eine matte Oberfläche zur Reduzierung von Blendung. Der integrierte weiße Chip vereinfacht die Farbmischung und macht eine zusätzliche weiße LED überflüssig. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 5a ermöglicht eine kürzere Bodenlebensdauer, erfordert aber sorgfältige Handhabung.

14. Häufige Fragen

F: Wie vermeide ich ESD-Schäden?Verwenden Sie einen antistatischen Arbeitsplatz, geerdete Werkzeuge und vermeiden Sie Kunststoffbehälter. Lagern Sie in antistatischen Beuteln.

F: Kann ich diese LED ohne Widerstand in einem 5V-Stromkreis verwenden?Nein. Die Durchlassspannung ist für alle Chips niedriger als 5V; ohne Strombegrenzung würde übermäßiger Strom die LED zerstören. Verwenden Sie immer eine Konstantstromquelle oder einen Vorwiderstand.

F: Wie hoch ist die Lebensdauer?Die LEDs sind unter bestimmten Bedingungen für eine lange Lebensdauer ausgelegt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement und stabiler Strom sind entscheidend. Das Datenblatt enthält Zuverlässigkeitstestdaten, aber keine expliziten L70-Stunden; typische hochwertige LEDs können bei Nennstrom und kontrollierter Sperrschichttemperatur über 50.000 Stunden erreichen.

15. Praktische Anwendungsbeispiele

In einer Outdoor-LED-Videowand verwendet jeder Pixel eine RGBW-LED. Der weite 110°-Betrachtungswinkel sorgt für konsistente Farben aus seitlichen Winkeln. Die IPX6-Einstufung ermöglicht es dem Display, Regen standzuhalten. Der weiße Chip verbessert den Farbraum und die Helligkeit für weiße Inhalte. Entwickler müssen Spannungsabfälle über lange Kabel berücksichtigen und eine ordnungsgemäße Stromversorgung mit Redundanz verwenden.

16. Funktionsprinzip

Die roten, grünen, blauen und weißen Chips sind unabhängige GaN-basierte (G/B) oder AlInGaP (R) Dioden, die bei Vorwärtsspannung Licht emittieren. Der weiße Chip ist eine blaue LED mit gelbem Leuchtstoff zur Erzeugung von weißem Licht. Durch Variation des Stroms zu jedem Chip kann jede Farbe im Farbraum erzeugt werden. Die vier Chips sind auf einem gemeinsamen Substrat montiert und mit transparentem Epoxidharz vergossen, das eine Linse für eine breite Abstrahlung bildet.

17. Entwicklungstrends

Die Miniaturisierung schreitet voran: kleinere Gehäuse wie 2,0x2,0mm mit noch mehr Chips entstehen. Höhere Effizienz und Leuchtdichte pro Chip werden durch verbesserte Epitaxiestrukturen erreicht. Integrierte intelligente Steuerung (z.B. adressierbare RGBW-LEDs) wird immer beliebter. Für Außenanwendungen werden verbesserte Zuverlässigkeit wie höhere IP-Schutzarten und bessere Korrosionsbeständigkeit gefordert.