SMD Hochleistungs-LED 67-22ST Datenblatt - PLCC-2 Gehäuse - 6,8V Max. - 150mA - Weiße LED - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 67-22ST ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Hochleistungs-LED für anspruchsvolle Beleuchtungsanwendungen. Sie nutzt ein PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier), das eine kompakte Bauform für automatisierte Bestückungsprozesse bietet. Die primäre Lichtfarbe ist Weiß, verfügbar in verschiedenen korrelierten Farbtemperaturen (CCT) von Warmweiß (2700K) bis Kaltweiß (6500K). Ihre Kernvorteile umfassen hohe Lichtausbeute, ausgezeichnete Farbwiedergabe mit einem Farbwiedergabeindex (CRI) von mindestens 80, einen breiten Betrachtungswinkel von 120 Grad und eine robuste Bauweise, die den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsstandards wie RoHS, EU REACH und halogenfreien Anforderungen entspricht.

Die Komponente ist für Allgemeinbeleuchtung, dekorative Beleuchtung, Entertainment-Beleuchtung, Anzeigeanwendungen und Schalterbeleuchtung konzipiert. Die Kombination aus hoher Lichtleistung, guter Farbqualität und zuverlässiger Performance macht sie zu einer vielseitigen Komponente für sowohl Consumer- als auch professionelle Beleuchtungsprodukte.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Komponente darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (I_F) beträgt 180 mA, wobei ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 300 mA unter gepulsten Bedingungen zulässig ist (Tastverhältnis 1/10, Pulsbreite 10ms). Die maximale Verlustleistung (P_d) beträgt 1020 mW. Der Betriebs-Umgebungstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, während die Lagerung von -40°C bis +100°C erfolgen kann. Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (R_{th J-S}) beträgt 17 °C/W, was für das Wärmemanagement-Design entscheidend ist. Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (T_j) beträgt 115°C. Die Lötung muss bestimmten Profilen entsprechen: Reflow-Löten bei 260°C für maximal 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für maximal 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter sind unter Standardtestbedingungen einer Lötpunkttemperatur (T_Soldering) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 150 mA spezifiziert. Der Lichtstrom (Φ) hat einen Mindestwert ab 120 Lumen, abhängig von der spezifischen Produkt-Bin (siehe Abschnitt 3). Die Durchlassspannung (V_F) liegt typischerweise im Bereich von 5,8V bis maximal 6,8V. Der Farbwiedergabeindex (Ra oder CRI) hat einen Mindestwert von 80 mit einer Toleranz von ±2. Wichtig ist der spezifizierte R9-Wert (gesättigtes Rot) von 0, was für viele weiße LEDs typisch ist und eine potenzielle Schwäche bei der Wiedergabe von tiefroten Farben anzeigt. Der Betrachtungswinkel (2θ_1/2) beträgt 120 Grad und sorgt für eine breite, gleichmäßige Lichtverteilung. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 50 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 10V.

3. Erklärung des Binning-Systems

3.1 Produktnummerierung und Binning-Codes

Die Produktnummer folgt einer spezifischen Struktur:67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. Wichtige Segmente in diesem Code definieren kritische Parameter. Die Zeichen nach '5M' geben den CRI, die CCT und die Lichtstrom-Bin an. Beispielsweise steht in '5M40140' '40' für eine CCT von 4000K und '140' für einen minimalen Lichtstrom von 140 Lumen. '68' bezeichnet die maximale Durchlassspannungs-Bin (6,8V). 'Z15' spezifiziert den Betriebs-Durchlassstrom von 150mA. '/2T' deutet wahrscheinlich auf den Verpackungstyp oder die Spulenmenge hin.

3.2 Farbwiedergabeindex (CRI) Binning

Der CRI wird mit Einzelbuchstaben-Codes und definierten Mindestwerten gebinnt: M (60), N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90). Die in diesem Datenblatt aufgeführten Produkte verwenden primär die 'K'-Bin, entsprechend einem Mindest-CRI von 80 mit einer Toleranz von ±2.

3.3 Lichtstrom Binning

Der Lichtstrom wird eng gebinnt, um Konsistenz zu gewährleisten. Die Bins sind in Serien basierend auf einem Referenzlichtstrom bei 4000K organisiert (z.B. 135Lm, 140Lm, 145Lm, 155Lm). Jede Serie enthält mehrere Bin-Codes (z.B. 120L5, 125L5), die einen 5-Lumen-Bereich definieren. Beispielsweise hat in der 140Lm-Serie die 140L5-Bin ein Minimum von 140 lm und ein Maximum von 145 lm bei I_F=150mA. Die Gesamt-Lichtstromtoleranz beträgt ±11%.

3.4 Durchlassspannung Binning

Die Durchlassspannung ist in Bins mit einem 0,2V-Bereich gruppiert. Die Bin-Codes sind 58B (5,8-6,0V), 60B (6,0-6,2V), 62B (6,2-6,4V), 64B (6,4-6,6V) und 66B (6,6-6,8V). Die Toleranz für die Durchlassspannung beträgt ±0,1V. Die '68' in der Teilenummer zeigt an, dass die maximale Spannung für diese Gruppierung 6,8V beträgt.

3.5 Korrelierte Farbtemperatur (CCT) und MacAdam-Ellipse

Die CCT wird in Kelvin (K) mit Standardwerten angegeben: 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K und 6500K. Die Farbkonsistenz wird innerhalb einer 5-Schritt-MacAdam-Ellipse kontrolliert. Das bedeutet, die Farbortkoordinaten (Cx, Cy) von LEDs aus derselben Bin fallen innerhalb einer Ellipse auf dem CIE-Farbtafeldiagramm, die das 5-fache der Standardabweichung der Farbabstimmung ist, was eine sehr enge Farbgleichheit gewährleistet. Eine Beispielkoordinate für die 2700K, 5-Schritt-Bin ist mit Cx=0,4583, Cy=0,4104 angegeben.

4. Serienfertigungsliste und Bauteilauswahl

Das Datenblatt bietet umfangreiche Listen von in Serie gefertigten Teilenummern, organisiert nach ihrem minimalen Lichtstrom bei 4000K. Jede Liste enthält Varianten für alle Standard-CCTs (2700K bis 6500K). Beispielsweise umfasst die Serie mit Ziel 140 lm bei 4000K Teilenummern wie 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K, 140 lm min) und 67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K, 135 lm min). Dies ermöglicht es Designern, die exakte Kombination aus Farbtemperatur und Lichtleistung für ihre Anwendung auszuwählen. Die Bauteilauswahl bestätigt, dass das Chipmaterial InGaN ist, das weißes Licht (kalt, neutral, warm) mit einer wasserklaren Harzlinse emittiert.

5. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

5.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal fürAllgemeinbeleuchtung: Einbauleuchten, Panel-Leuchten, Leuchtmittelersatz, wo hohe Effizienz und guter CRI benötigt werden.Dekorative und Entertainment-Beleuchtung: Akzentbeleuchtung, architektonische Highlights, Bühnenbeleuchtung, die vom breiten Betrachtungswinkel profitiert.Anzeigen und Beleuchtung: Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für Panels oder Schalter, die eine helle, gleichmäßige Lichtquelle erfordern.

5.2 Designüberlegungen

Wärmemanagement:Mit einem Wärmewiderstand von 17 °C/W und einer max. T_jvon 115°C ist eine ordnungsgemäße Kühlkörperauslegung entscheidend. Der Lötpad auf der Leiterplatte muss als Wärmeverteiler ausgelegt sein. Berechnen Sie die erwartete Sperrschichttemperatur basierend auf Treiberstrom, Umgebungstemperatur und thermischer Performance der Leiterplatte.Elektrische Ansteuerung:Ein Konstantstromtreiber wird empfohlen, eingestellt auf 150mA oder niedriger für optimale Lebensdauer und Performance. Stellen Sie sicher, dass der Treiber den Durchlassspannungsbereich (bis zu 6,8V) bewältigen kann. Die Spitzenstrombelastbarkeit erlaubt kurze Übersteuerung in gepulsten Anwendungen.Optisches Design:Der 120-Grad-Betrachtungswinkel ist inhärent; Sekundäroptik (Linsen, Reflektoren) kann bei Bedarf zur Modifikation des Strahlprofils verwendet werden.ESD-Empfindlichkeit:Das Produkt ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Während der Montage und Installation müssen geeignete ESD-Handhabungsverfahren eingehalten werden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung der Lötvorgaben ist für die Zuverlässigkeit entscheidend. Für Reflow-Löten darf die Spitzentemperatur 260°C nicht überschreiten, und die Zeit über 260°C muss auf 10 Sekunden begrenzt sein. Ein Standard-bleifreies Reflow-Profil ist geeignet. Für Handlöten sollte die Lötspitzentemperatur 350°C nicht überschreiten, und die Kontaktzeit pro Anschluss sollte auf 3 Sekunden begrenzt sein. Vermeiden Sie mechanische Belastung des LED-Gehäuses während oder nach dem Löten. Lagern Sie die Bauteile vor der Verwendung in einer trockenen, antistatischen Umgebung. Nach dem Löten sollte die Baugruppe natürlich abkühlen; vermeiden Sie schnelles Abschrecken.

7. Verpackung und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf Band und Rolle für die automatisierte Pick-and-Place-Montage geliefert. Die spezifische Menge pro Rolle wird durch das Suffix '/2T' in der Teilenummer impliziert, obwohl die genaue Anzahl beim Lieferanten bestätigt werden sollte. Die Produktnummer selbst dient als vollständiger Bestellcode und spezifiziert alle wichtigen optischen und elektrischen Parameter (CRI, CCT, Lichtstrom, V_F, I_F). Beziehen Sie sich bei einer Bestellung immer auf die vollständige Teilenummer aus der Serienfertigungsliste.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Mid-Power-LEDs bietet die 67-22ST einen höheren Treiberstrom (150mA vs. typisch 60-150mA für 2835-LEDs) und folglich eine höhere Lichtstromleistung. Ihr PLCC-2-Gehäuse ist eine gängige und robuste Bauform. Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale sind ihr explizit definiertes, enges Binning für Lichtstrom, Spannung und Farbe (5-Schritt-MacAdam), was für Anwendungen mit konsistenter Farbe und Helligkeit über mehrere Einheiten hinweg essentiell ist. Die Spezifikation eines Mindest-CRI von 80 (mit einigen Bins bis zu 90) positioniert sie für qualitative Beleuchtungsanwendungen, anders als LEDs, die nur auf maximale Effizienz ausgelegt sind. Die Konformität mit halogenfreien Standards ist ein zusätzlicher Umweltvorteil für bestimmte Marktsegmente.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Wie hoch ist der tatsächliche Leistungsverbrauch dieser LED?

A: Leistung (W) = Durchlassstrom (A) x Durchlassspannung (V). Bei der typischen Ansteuerung von 150mA (0,15A) und einer typischen V_Fvon 6,3V beträgt die Leistung etwa 0,945W.

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 180mA betreiben?

A: Während 180mA der absolute Maximalwert ist, ist der empfohlene Betriebszustand 150mA. Betrieb bei 180mA erhöht die Sperrschichttemperatur, verringert die Lebensdauer und kann zu beschleunigtem Lichtstromrückgang führen. Dies sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn das Wärmemanagement außergewöhnlich gut ist und die Lebensdaueranforderungen weniger streng sind.

F: Der R9-Wert ist 0. Was bedeutet das für die Lichtqualität?

A: Ein R9-Wert von 0 zeigt an, dass die LED gesättigte Rottöne nicht gut wiedergibt. Objekte mit tiefroten Farben können stumpf oder bräunlich erscheinen. Für Anwendungen, bei denen eine genaue Rotwiedergabe entscheidend ist (z.B. Einzelhandelsbeleuchtung für Fleisch oder Gemüse, Kunstgalerien), wäre eine LED mit einem positiven R9-Wert (Teil von "High-CRI"- oder "Full-Spectrum"-LEDs) besser geeignet.

F: Wie interpretiere ich den Lichtstrom-Bin-Code '140L5'?

A: Die '140' gibt den minimalen Lichtstrom in Lumen für diese Bin an. 'L5' bezeichnet wahrscheinlich eine Bin-Breite von 5 Lumen. Daher bedeutet '140L5', dass LEDs in dieser Bin unter Standardtestbedingungen einen Lichtstrom zwischen 140 lm (min) und 145 lm (max) haben werden.

10. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer 4-Fuß-Linear-LED-Leuchte für Bürobeleuchtung mit Ziel-Farbtemperatur 4000K und hoher Gleichmäßigkeit.

Auswahl:Wählen Sie die Teilenummer 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T. Dies gewährleistet einen Mindest-CRI von 80, eine CCT von 4000K und einen minimalen Lichtstrom von 140 lm pro LED.

Thermisches Design:Die Leiterplatte sollte aus Metallkern (MCPCB) für effektive Wärmeableitung sein. Berechnen Sie die erforderliche Anzahl an LEDs, um den Ziel-Lichtstrom der Leuchte zu erreichen, und verifizieren Sie dann, dass die gesamte Wärmelast vom Gehäuse der Leuchte bewältigt werden kann, um die Lötpunkttemperatur der LEDs in einem sicheren Bereich (deutlich unter 85°C Umgebung) zu halten.

Elektrisches Design:Verwenden Sie einen Konstantstrom-LED-Treiber, ausgelegt für den gesamten Spannungsabfall (Anzahl der LEDs in Reihe * Max. V_F) und eingestellt auf 150mA. Integrieren Sie einen angemessenen Schutz gegen Überspannung und offene/kurzgeschlossene Stromkreise.

Optisch/Mechanisch:Platzieren Sie die LEDs gleichmäßig auf der MCPCB. Eine Diffusorabdeckung hilft, die einzelnen LED-Punkte zu einer gleichmäßigen Lichtlinie zu verschmelzen und nutzt dabei den nativen 120-Grad-Strahlwinkel.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Festkörperlichtquelle basierend auf Halbleiterphysik. Sie verwendet einen Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Chip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb der aktiven Zone des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Schichten bestimmt die primär emittierte Blau-Wellenlänge. Dieses blaue Licht trifft dann auf eine Phosphorbeschichtung (z.B. Cer-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat) innerhalb des wasserklaren Harzgehäuses. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es über ein breites Spektrum längerer Wellenlängen (gelb, rot) neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem phosphorkonvertierten Licht führt zur Wahrnehmung von weißem Licht. Die korrelierte Farbtemperatur (CCT) wird durch Modifikation der Phosphorzusammensetzung und -konzentration eingestellt.

12. Technologietrends und Kontext

Die 67-22ST repräsentiert eine ausgereifte, hochzuverlässige Klasse von SMD-Hochleistungs-LEDs. Aktuelle Trends in der LED-Technologie konzentrieren sich weiterhin auf die Steigerung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), die Verbesserung der Farbwiedergabequalität (insbesondere R9- und Rf-Werte) und die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei höheren Betriebstemperaturen und -strömen. Es gibt auch einen starken Trend zur Miniaturisierung (kleinere Gehäuse mit gleicher oder größerer Leistung) und Integration (COB - Chip-on-Board und integrierte Module). Darüber hinaus treiben Smart Lighting und Human Centric Lighting die Entwicklung von LEDs mit einstellbarer CCT und Dimmfähigkeit ohne Farbverschiebung voran. Während dieses spezifische Produkt ein diskretes Bauteil ist, hilft das Verständnis dieser Trends bei der Auswahl der richtigen Technologie für zukunftssichere Designs, bei denen Faktoren wie vernetzte Beleuchtung oder Unterstützung des zirkadianen Rhythmus Anforderungen werden könnten.