Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Kernvorteile & Konformität
- 1.2 Zielanwendungen
- 2. Detaillierte technische Spezifikationen
- 2.1 Bauteilauswahl & Chipmaterialien
- Licht.
- 60
- R7
- nm
- 25
- BH
- V
- R7
- V
- Sperrstrom
- 10
- μA
- Toleranz der dominanten Wellenlänge beträgt ±1nm.
- Toleranz der Durchlassspannung beträgt ±0,1V.
- Bin 2:
- Fünf Bins von 2,70V bis 3,20V in 0,1V-Schritten (z.B. Bin 1: 2,70-2,80V, Bin 5: 3,10-3,20V).
- Gesamtlänge: 3,2 mm
- Kritisch:
- Ein externer strombegrenzender Widerstand
- Wenn der Trockenmittel-Indikator die Farbe ändert oder die Lagerzeit überschritten wird, ist eine
- zweimal
- durchgeführt werden.
- Verbiegen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht.
- Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur ≤350°C.
- Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung ≤25W.
- 7 Zoll (178 mm).
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
Die 17-223/BHR7C-C30/3C ist eine mehrfarbige SMD-LED (Surface Mount Device), erhältlich in den Varianten Blau (BH) und Dunkelrot (R7). Diese Komponente ist für Leiterplattenanwendungen mit hoher Packungsdichte konzipiert, bei denen Platz und Gewicht kritische Einschränkungen darstellen. Ihr kompaktes SMD-Gehäuse ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen LED-Bauteilen mit Anschlussdrähten eine erhebliche Verringerung der Leiterplattengröße und des Geräte-Footprints.
Die LED wird auf 8 mm breitem Trägerband geliefert, das auf Spulen mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser aufgewickelt ist, und ist somit voll kompatibel mit automatischen Bestückungsanlagen (Pick-and-Place). Sie ist für Standard-Lötverfahren wie Infrarot- und Dampfphasenreflowlöten qualifiziert.
1.1 Kernvorteile & Konformität
Das Produkt bietet mehrere Schlüsselvorteile und entspricht wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards:
- Miniaturisierung:Ermöglicht kleinere Leiterplatten, höhere Packungsdichte und reduzierte Lageranforderungen.
- Leichtgewicht:Ideal für tragbare und miniaturisierte elektronische Anwendungen.
- Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei (Pb-free), entspricht der EU-RoHS-Richtlinie und hält die EU-REACH-Verordnung ein.
- Halogenfrei:Entspricht den halogenfreien Anforderungen (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
- Prozesskompatibilität:Für zuverlässige Leistung beim Standard-SMT-Reflowlöten ausgelegt.
1.2 Zielanwendungen
Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen:
- Hintergrundbeleuchtung für Automobil-Armaturenbretter und Schalter.
- Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte).
- Flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Schalter und Symbole.
- Allgemeine Anzeigeanwendungen.
2. Detaillierte technische Spezifikationen
2.1 Bauteilauswahl & Chipmaterialien
Die spezifische Variante wird durch einen Produktcode definiert. Die beiden hauptsächlich verwendeten Chipmaterialien sind:
- Code BH:Verwendet InGaN (Indiumgalliumnitrid) als Halbleitermaterial zur Erzeugung vonblauemLicht. Das Linsenharz ist wasserklar.
- Code R7:Verwendet AlGaInP (Aluminiumgalliumindiumphosphid) als Halbleitermaterial zur Erzeugung vondunkelrotem light.
Licht.
2.2 Absolute Grenzwerte
| Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können dauerhafte Schäden verursachen. Alle Grenzwerte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. | Parameter | Symbol | Code | Grenzwert |
|---|---|---|---|---|
| Einheit | VR | Sperrspannung | 5 | V |
| V_R | IF | BH | 10 | Alle |
| 5 | 25 | V | ||
| Durchlassstrom | IFP | BH | 100 | I_F |
| BH | 60 | 20 | ||
| mA | Pd | BH | 40 | R7 |
| 30 | 60 | mA | ||
| Spitzen-Durchlassstrom (Tastverhältnis 1/10 @1kHz) | ESD | BH | 150 | V |
| I_FP | 2000 | V | ||
| BH | T100 | mA | R7 | 150 |
| mA | TVerlustleistung | P_D | BH | 40 |
mWR7
60
mWFElektrostatische Entladung (HBM)
| ESD | BH | 150 | Min. | Typ. | Max. | V | R7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2000 | Iv | BH | 22.5 | - | 57.0 | V | IFBetriebstemperatur |
| T_opr | 14.5 | - | 36.0 | Alle | IF-40 bis +85 | ||
| °CLagertemperatur) | T_stgAlle | -40 bis +90 | - | 130 | - | °C | - |
| Löttemperatur: | λp | BH | - | 468 | - | Das Bauteil hält Reflowlöten mit einer Spitzentemperatur von 260°C für bis zu 10 Sekunden stand. Beim Handlöten darf die Lötspitzentemperatur 350°C nicht überschreiten, maximal 3 Sekunden pro Anschluss. | - |
| 2.3 Elektro-optische Kenndaten | - | 639 | - | Typische Leistungsparameter gemessen bei Ta=25°C und I_F=5mA, sofern nicht anders angegeben. | - | ||
| Parameter | λd | BH | 465 | - | 475 | Symbol | - |
| Code | 625 | - | 635 | Einheit | - | ||
| Bedingung | Lichtstärke | BH | - | 25 | - | I_V | - |
| BH | - | 20 | - | 30 | - | ||
| mcd | VF | BH | 2.70 | - | 3.20 | V | IFI_F=5mA |
| R7 | 1.55 | - | 2.15 | V | IF18 | ||
| mcd | IR | BH | - | - | 50 | I_F=5mA | VRAbstrahlwinkel (2θ_1/2) |
| 2θ_1/2 | - | - | 10 | Alle | VR130 |
deg
- Spitzenwellenlänge
- λ_P
- BH
- 468
- nm
R7
639
nm
Dominante Wellenlänge
λ_D
- BH470
- nmR7
640
- nmSpektralbandbreite
- ΔλBH
25
nm
R720
nmDurchlassspannung
V_F
BH
3.0
V
I_F=5mA
R7
1.8
V
I_F=5mA
Sperrstrom
I_RpBH
10
μA
V_R=5V
- R7
- 10
- μA
- V_R=5V
Wichtige Hinweise:Toleranz der Lichtstärke beträgt ±11%.
Toleranz der dominanten Wellenlänge beträgt ±1nm.
Toleranz der Durchlassspannung beträgt ±0,1V.
Strahlungsstärke (RA) wird bei 5mA geprüft.Die Sperrspannungsprüfung dient nur der Charakterisierung; die LED darf nicht in Sperrrichtung betrieben werden.3. Erklärung des Binning-SystemsUm Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert.3.1 Lichtstärke-BinningLEDs werden basierend auf ihrer Lichtausbeute bei 5mA kategorisiert.FFür blaue (BH) LEDs:FBin 1:F22,5 mcd (Min) bis 36,0 mcd (Max)F.
Bin 2:
36,0 mcd (Min) bis 57,0 mcd (Max)
- Für dunkelrote (R7) LEDs:Bin 1:
- 14,5 mcd (Min) bis 22,5 mcd (Max)
- Bin 2:
- 22,5 mcd (Min) bis 36,0 mcd (Max)
- 3.2 Durchlassspannungs-BinningLEDs werden auch nach ihrem Durchlassspannungsabfall sortiert, um die Schaltungsauslegung für die Stromregelung zu unterstützen.Für blaue (BH) LEDs:
Fünf Bins von 2,70V bis 3,20V in 0,1V-Schritten (z.B. Bin 1: 2,70-2,80V, Bin 5: 3,10-3,20V).
Für dunkelrote (R7) LEDs:
- Drei Bins von 1,55V bis 2,15V in 0,2V-Schritten (z.B. Bin 1: 1,55-1,75V, Bin 3: 1,95-2,15V).Hinweis: Die Spannungsbin-Toleranz beträgt ±0,05V.
- 4. Analyse der KennlinienDas Datenblatt enthält typische Kennlinien für beide LED-Typen. Obwohl spezifische Diagrammpunkte nicht im Text angegeben sind, veranschaulichen die Kurven typischerweise die folgenden Beziehungen, die für das Design entscheidend sind:
- 4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Die blaue (BH) LED auf InGaN-Basis hat eine höhere typische Durchlassspannung (≈3,0V) im Vergleich zur dunkelroten (R7) AlGaInP-LED (≈1,8V). Dieser Unterschied ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten strombegrenzenden Widerstands oder Treiberschaltkreises.
- 4.2 Lichtstärke vs. DurchlassstromDieses Diagramm zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt. Es ist typischerweise innerhalb des empfohlenen Betriebsstrombereichs linear, sättigt jedoch bei höheren Strömen. Entwickler nutzen dies, um den benötigten Treiberstrom für eine gewünschte Helligkeitsstufe zu bestimmen.
- 4.3 Lichtstärke vs. UmgebungstemperaturDie Lichtausbeute der LED nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Diese Kurve ist entscheidend für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen oder bei schwierigem Wärmemanagement. Sie hilft bei der Derating-Berechnung der LED-Leistung für einen zuverlässigen Betrieb.
4.4 Spektrale Verteilung
- Diese Kurven stellen die relative Intensität über der Wellenlänge dar und zeigen die Spitzenwellenlänge (λ_P) und die spektrale Bandbreite (Δλ). Die blaue LED hat ein typisches Maximum bei 468nm mit einer Bandbreite von 25nm, während die dunkelrote LED bei 639nm mit einer Bandbreite von 20nm ihr Maximum hat.5. Mechanische & Gehäuseinformationen.
- 5.1 Gehäuseabmessungen
- Die 17-223 LED hat ein Standard-SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (in mm, Toleranz ±0,1mm sofern nicht anders angegeben) umfassen:
Gesamtlänge: 3,2 mm
Gesamtbreite: 2,8 mm
- Gesamthöhe: 1,9 mm
- Anschluss- (Pad-) Abmessungen: Spezifische Pad-Größe und -Abstand sind definiert, um ein korrektes Löten und mechanische Stabilität zu gewährleisten.
- Polaritätskennzeichnung:
- Das Gehäuse enthält eine Polartätsmarkierung, typischerweise eine Kerbe oder ein Punkt auf der Oberseite oder eine abgeschrägte Ecke, um die Kathode anzuzeigen. Die korrekte Ausrichtung ist für den Schaltungsbetrieb unerlässlich.
- 6. Löt-, Bestückungs- & Lagerrichtlinien6.1 Stromschutz & Schaltungsauslegung
Kritisch:
Ein externer strombegrenzender Widerstand
muss
- in Reihe mit der LED geschaltet werden. Die LED ist eine Diode mit einer steilen I-V-Kennlinie; eine kleine Spannungserhöhung kann einen großen, möglicherweise zerstörerischen Stromanstieg verursachen. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Versorgung - V_F) / I_F, wobei V_F die Durchlassspannung der LED beim gewünschten Strom I_F ist.6.2 Lagerbedingungen
- Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsempfindlichen Sperrbeutelverpackung mit Trockenmittel verpackt.Öffnen Sie
- den feuchtigkeitsdichten Beutel erst, wenn Sie mit der Bestückung beginnen.Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden.
- Die "Floor Life" nach dem Öffnen beträgt unter diesen Bedingungen 1 Jahr.Wenn der Beutel geöffnet wurde und Teile übrig bleiben, sollten diese wieder verschlossen oder in einem Trockenschrank gelagert werden.
Wenn der Trockenmittel-Indikator die Farbe ändert oder die Lagerzeit überschritten wird, ist eine
Trocknungsbehandlung (Baking)
- erforderlich: 60°C ±5°C für 24 Stunden vor dem Reflowlöten.6.3 Reflow-Lötprofil (bleifrei)
- Ein empfohlenes Temperaturprofil wird bereitgestellt:Vorwärmen:
- 150-200°C für 60-120 Sekunden.Zeit über Liquidus (TAL):
- 60-150 Sekunden über 217°C.Spitzentemperatur:
- Maximal 260°C, nicht länger als 10 Sekunden gehalten.Aufheizrate:
- Maximal 6°C/Sekunde bis 255°C.Abkühlrate:FMaximal 3°C/Sekunde.
- Wichtige Regeln:Reflowlöten sollte nicht öfter als
zweimal
durchgeführt werden.
Vermeiden Sie mechanische Belastung des LED-Gehäuses während des Erhitzens.
Verbiegen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht.
6.4 Handlöten & NacharbeitdFalls Handlöten unvermeidbar ist:
Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur ≤350°C.
Wenden Sie Wärme an jeden Anschluss für ≤3 Sekunden an.
Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung ≤25W.
Lassen Sie eine Abkühlpause von ≥2 Sekunden zwischen dem Löten jedes Anschlusses.
- Vermeiden Sie Reparatur/Nacharbeitnachdem die LED gelötet wurde. Falls absolut notwendig, verwenden Sie einen Zweispitzen-Lötkolben, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und die Komponente anzuheben, um Padschäden zu vermeiden. Überprüfen Sie die LED-Funktionalität nach der Nacharbeit.
- 7. Verpackungs- & Bestellinformationen7.1 Spulen- und Band-Spezifikationen
- Das Produkt wird für die automatische Bestückung geliefert:Trägerbandbreite:
- 8 mm.Spulendurchmesser:
7 Zoll (178 mm).
Taschenabstand (Pitch):
Definiert in der Trägerbandzeichnung.FStückzahl pro Spule:
3000 Stück.
7.2 Etikettenerklärung
Das Spulenetikett enthält Codes, die die genauen Produkteigenschaften spezifizieren:
CPN:FKundenspezifische Artikelnummer (optional).
P/N:
Hersteller-Artikelnummer (z.B. 17-223/BHR7C-C30/3C).
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. |