SMD LED Grün mit 120-Grad Abstrahlwinkel - 2,8x3,8mm Gehäuse - 3,8V Max. - 80mW Leistung - Datenblatt DE

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen, oberflächenmontierbaren grünen LED für moderne elektronische Anwendungen. Das Bauteil nutzt InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid), um eine helle grüne Lichtquelle zu erzeugen. Die primären Designziele sind Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen, Zuverlässigkeit beim Reflow-Löten und Einhaltung von Umweltstandards. Die LED ist in einem standardkonformen EIA-Format auf 8-mm-Band verpackt, das auf 7-Zoll-Rollen geliefert wird, und eignet sich somit für Hochvolumen-Fertigungslinien.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):80 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C als Wärme abführen kann. Eine Überschreitung dieses Limits riskiert thermische Schäden an der Halbleitersperrschicht.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dies ist der maximal zulässige Pulsstrom, spezifiziert unter einem strikten Tastverhältnis von 1/10 mit einer Pulsbreite von 0,1ms. Er liegt deutlich über dem DC-Wert, um kurze, hochintensive Pulse zu ermöglichen.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der empfohlene Dauerbetriebsstrom für den Standardbetrieb und die Bedingung, unter der die meisten optischen Kenngrößen gemessen werden.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Die Funktionsfähigkeit des Bauteils ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs garantiert.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann ohne angelegte Spannung innerhalb dieses größeren Bereichs gelagert werden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei Ta=25°C und I_F=20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben, und repräsentieren typische Betriebsleistung.

• Lichtstärke (I_V):280 bis 900 mcd (Millicandela). Diese große Bandbreite zeigt, dass das Bauteil in mehreren Helligkeits-Bins verfügbar ist. Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische Empfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Kurve) gefiltert ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad. Dies ist ein sehr weiter Abstrahlwinkel, definiert als der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres maximalen axialen Werts abfällt. Er eignet sich für Anwendungen, die breite Ausleuchtung oder Sichtbarkeit aus großen Winkeln erfordern.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):518 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung der LED ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):520 bis 535 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe des Lichts wahrnimmt, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm. Sie ist der Schlüsselparameter für die Farbangabe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):35 nm. Dieser Parameter, auch bekannt als Full Width at Half Maximum (FWHM), beschreibt die spektrale Reinheit des Lichts. Ein Wert von 35nm ist typisch für eine grüne InGaN-LED.
• Durchlassspannung (V_F):2,8V bis 3,8V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 20mA. Die Bandbreite berücksichtigt normale Fertigungstoleranzen und wird durch Bin-Codes weiter definiert.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (max.) bei V_R=5V. Dies ist eine Spezifikation für den Leckstrom.Kritischer Hinweis:Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist. Das Anlegen einer Sperrspannung kann die LED beschädigen.

3. Erläuterung des Bin-Code-Systems

Um die Konsistenz in Fertigungslosen sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in "Bins" sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit eng kontrollierten Eigenschaften für ihre Anwendung auszuwählen.

3.1 Binning der Durchlassspannung (D-Codes)

Bins stellen sicher, dass LEDs in einer Schaltung ähnliche Spannungsabfälle aufweisen, was die Stromaufteilung in Parallelschaltungen fördert. Die Toleranz pro Bin beträgt ±0,1V.

• D7: 2,80V - 3,00V
• D8: 3,00V - 3,20V
• D9: 3,20V - 3,40V
• D10: 3,40V - 3,60V
• D11: 3,60V - 3,80V

3.2 Binning der Lichtstärke (T/U/V-Codes)

Dies steuert die Helligkeitsausgabe. Die Toleranz pro Bin beträgt ±11%.

• T1: 280,0 - 355,0 mcd
• T2: 355,0 - 450,0 mcd
• U1: 450,0 - 560,0 mcd
• U2: 560,0 - 710,0 mcd
• V1: 710,0 - 900,0 mcd

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge (AP/AR-Codes)

Dies gewährleistet präzise Farbkonsistenz. Die Toleranz pro Bin beträgt ±1nm.

• AP: 520,0 - 525,0 nm
• AQ: 525,0 - 530,0 nm
• AR: 530,0 - 535,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Obwohl spezifische Diagramme referenziert werden (Abb.1, Abb.5), weist das Datenblatt auf die Verfügbarkeit typischer Kennlinien hin, die normalerweise umfassen:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom ansteigt, typischerweise bei höheren Strömen aufgrund von Erwärmung und Effizienzabfall in sublinearer Weise.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Demonstriert die exponentielle I-V-Beziehung der Diode.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Sperrschichttemperatur, ein kritischer Faktor für das Wärmemanagement.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~518nm und die 35nm FWHM zeigt.
• Abstrahlwinkel-Diagramm:Ein Polardiagramm, das die Winkelverteilung der Lichtintensität zeigt und den 120-Grad-Abstrahlwinkel bestätigt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Bauteilabmessungen

Die LED entspricht einer standardkonformen EIA-Gehäuseform. Wichtige Maßtoleranzen betragen ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Das Gehäuse verfügt über eine wasserklare Linse, die die Lichteinkopplung maximiert und den spezifizierten weiten Abstrahlwinkel ermöglicht.

5.2 Polaritätskennzeichnung & PCB-Footprint

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes Leiterplatten-Pad-Layout für Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötung. Dieser Footprint ist so gestaltet, dass er eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, zuverlässige elektrische Verbindung und ausreichende Wärmeableitung gewährleistet. Die Polarität ist am Bauteilkörper angegeben (typischerweise eine Kathodenmarkierung) und muss korrekt mit den entsprechenden Anoden- und Kathoden-Pads auf dem PCB-Layout ausgerichtet werden.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit Infrarot-Reflow-Lötprozessen kompatibel. Ein bleifreies Lötprofil, das dem JEDEC-Standard J-STD-020B entspricht, wird empfohlen. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Es wird empfohlen, den Spezifikationen des Lotpastenherstellers und den JEDEC-Richtlinien zu folgen, um zuverlässige Lötstellen zu gewährleisten, ohne die LED übermäßiger thermischer Belastung auszusetzen.

Hinweis:Das Profil muss für das spezifische PCB-Design, die Bauteilmischung, die Lotpaste und den im Produktionsprozess verwendeten Ofen charakterisiert werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
• Begrenzung:Nur ein Lötzyklus. Wiederholtes Erhitzen kann das Gehäuse und den Halbleiterchip beschädigen.

7. Verpackung & Handhabung

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Die LEDs werden in industrieüblichem geprägten Trägerband (8 mm Breite) geliefert, das mit Deckband versiegelt und auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser große Rollen aufgewickelt ist.

• Stückzahl pro Rolle:2000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ) für Restposten:500 Stück.
• Verpackungsstandard:Entspricht ANSI/EIA-481-Spezifikationen.
• Fehlende Bauteile:Maximal zwei aufeinanderfolgende leere Taschen im Band sind zulässig.

7.2 Feuchtesensitivität & Lagerung

Das LED-Gehäuse ist feuchtesensitiv. Ein sachgemäßer Umgang ist erforderlich, um "Popcorning" (Gehäuserisse) während des Reflow-Prozesses zu verhindern.

• Verschweißter Beutel (mit Trockenmittel):Lagern bei ≤30°C und ≤70% r.F. Innerhalb eines Jahres nach dem Versiegelungsdatum verwenden.
• Nach dem Öffnen des Beutels:Lagern bei ≤30°C und ≤60% r.F. Es wird dringend empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach der Exposition abzuschließen.
• Verlängerte Lagerung (geöffnet):In einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern.
• Nachtrocknen:Bauteile, die länger als 168 Stunden exponiert waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

8. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

8.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Für konsistenten und zuverlässigen Betrieb:

• Konstantstrom-Ansteuerung:Verwenden Sie stets eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit einer Spannungsquelle, um den Durchlassstrom (I_F) einzustellen.
• Parallelschaltung vermeiden:Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs von einer einzelnen Spannungsquelle mit einem Widerstand wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede in der Durchlassspannung (V_F) zwischen den LEDs führen zu erheblichen Stromungleichgewichten, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenziellem Überstrom in einigen Bauteilen führt. Verwenden Sie für jede LED einen eigenen strombegrenzenden Widerstand oder separate Konstantstromtreiber.
• Sperrspannungsschutz:Da das Bauteil nicht für Sperrspannung ausgelegt ist, muss die Schaltung so gestaltet sein, dass keine Sperrspannung an der LED anliegen kann.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (80mW), verlängert ein ordnungsgemäßes thermisches Design die Lebensdauer und erhält die optische Leistung.

• PCB-Layout:Verwenden Sie das empfohlene Pad-Layout, das oft thermische Entlastungsanschlüsse beinhaltet.
• Kupferfläche:Eine Vergrößerung der mit dem thermischen Pad (falls vorhanden) oder den Kathoden-/Anoden-Pads der LED verbundenen Kupferfläche hilft bei der Wärmeableitung.
• Umgebungstemperatur:Stellen Sie sicher, dass die Betriebsumgebungstemperatur innerhalb des spezifizierten Bereichs bleibt. Reduzieren Sie den maximalen Durchlassstrom, wenn die Umgebungstemperatur sich der Obergrenze nähert.

8.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist:

• Empfohlenes Lösungsmittel:Verwenden Sie nur alkoholbasierte Reiniger wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol.
• Prozess:Bei normaler Raumtemperatur für weniger als eine Minute eintauchen.
• Vermeiden:Verwenden Sie keine nicht spezifizierten chemischen Flüssigkeiten, die die Kunststofflinse oder das Gehäusematerial beschädigen könnten.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Wesentliche Merkmale, die diese LED auf dem Markt auszeichnen, sind:

• Extrem weiter Abstrahlwinkel (120°):Bietet im Vergleich zu Standard-LEDs mit engeren Strahlen eine überlegene Seiten-Sichtbarkeit, ideal für Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung, bei denen Weitwinkelbetrachtung entscheidend ist.
• RoHS- & Green Product-Konformität:Herstellung ohne gefährliche Substanzen wie Blei, Quecksilber und Cadmium, erfüllt globale Umweltvorschriften.
• Volle Kompatibilität mit automatisierter Bestückung:Band-und-Rolle-Verpackung, standardkonformer EIA-Footprint und Kompatibilität mit IR-Reflow-Prozessen ermöglichen eine nahtlose Integration in Hochgeschwindigkeits-SMT-Fertigungslinien.
• Umfassendes Binning:Dreiparameter-Binning (V_F, I_V, λ_d) ermöglicht eine präzise Auswahl für Anwendungen, die enge Gleichmäßigkeit in Helligkeit, Farbe und elektrischem Verhalten erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Ja, aber Sie müssen einen Reihenwiderstand zur Strombegrenzung verwenden. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und eine typische V_F von 3,2V bei 20mA beträgt R = (5 - 3,2) / 0,02 = 90 Ohm. Verwenden Sie für ein konservatives Design den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (3,8V), um sicherzustellen, dass der Strom für jede Einheit in der Charge 20mA nicht überschreitet.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert basierend auf dem CIE-Farbdiagramm, der die einzelne Wellenlänge darstellt, die das menschliche Auge als Farbe wahrnimmt. λ_d ist der kritische Parameter für die Farbangabe in visuellen Anwendungen.

F: Warum gibt es eine 168-Stunden-Bodenlebensdauer nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel?

A: Das Kunststoffgehäuse der LED kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der das Gehäuse reißen lassen kann ("Popcorning"). Die 168-Stunden-Grenze ist die angenommene sichere Expositionszeit, damit das Gehäuse unter einem kritischen Feuchtigkeitsniveau bleibt.

F: Kann ich diese für Automobil-Innenraumbeleuchtung verwenden?

A: Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) deckt typische Anforderungen für Automobil-Innenräume ab. Das Datenblatt spezifiziert jedoch, dass die LED für "gewöhnliche elektronische Geräte" vorgesehen ist. Für Automobilanwendungen, insbesondere externe oder sicherheitskritische, benötigen Bauteile typischerweise eine AEC-Q102-Qualifikation und spezifische Zuverlässigkeitstests. Eine Rücksprache mit dem Hersteller bezüglich anwendungsspezifischer Zuverlässigkeitsdaten ist unerlässlich.