SMD5050N Blaue LED Datenblatt - Gehäuse 5,0x5,0x1,6mm - Spannung 3,2V - Leistung 0,306W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die SMD5050N-Serie ist eine oberflächenmontierbare LED, die für Anwendungen konzipiert ist, die hohe Helligkeit und Zuverlässigkeit in einem kompakten Format von 5,0 mm x 5,0 mm erfordern. Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die blaue Variante, Modell T5A003BA. Das Bauteil verfügt über ein Standard-SMD-Gehäuse, das für automatisierte Bestückungsprozesse geeignet ist, und ist für den Einsatz in Hintergrundbeleuchtung, Beschilderung, dekorativer Beleuchtung und allgemeiner Beleuchtung vorgesehen.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Parameter definieren die Grenzwerte, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (T_s) von 25°C.

• Durchlassstrom (I_F):90 mA (Dauerbetrieb)
• Durchlassimpulsstrom (I_FP):120 mA (Impulsbreite ≤10ms, Tastverhältnis ≤1/10)
• Verlustleistung (P_D):306 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +80°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +80°C
• Sperrschichttemperatur (T_j):125°C
• Löttemperatur (T_sld):Reflow-Löten bei 200°C oder 230°C für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die typischen Betriebsparameter werden bei T_s=25°C mit einem Durchlassstrom (I_F) von 60mA gemessen, was die empfohlene Testbedingung ist.

• Durchlassspannung (V_F):Typisch 3,2V, Maximal 3,4V (Toleranz: ±0,08V)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei V_R=5V
• Dominante Wellenlänge (λ_d):460 nm (Siehe gebinnte Werte in Abschnitt 2.4)
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120° (Großer Abstrahlwinkel, linsenloses Design)

3. Erläuterung des Binning-Systems

3.1 Lichtstrom-Binning

Der Lichtstromausgang wird in Bins kategorisiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Messungen erfolgen bei I_F=60mA mit einer Toleranz von ±7%.

• Code A4:Min 1,5 lm, Typ 2,0 lm
• Code A5:Min 2,0 lm, Typ 2,5 lm
• Code A6:Min 2,5 lm, Typ 3,0 lm
• Code A7:Min 3,0 lm, Typ 3,5 lm
• Code A8:Min 3,5 lm, Typ 4,0 lm

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Die blaue Farbe wird präzise durch Wellenlängen-Binning gesteuert.

• Code B1:445 nm – 450 nm
• Code B2:450 nm – 455 nm
• Code B3:455 nm – 460 nm
• Code B4:460 nm – 465 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere wichtige Leistungsdiagramme, die für Schaltungsdesign und thermisches Management unerlässlich sind.

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve)

Dieses Diagramm zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Spannung und Strom. Die Durchlassspannung steigt mit dem Strom und ist auch temperaturabhängig. Entwickler müssen diese Kurve verwenden, um die Verlustleistung (V_F* I_F) zu berechnen und sicherzustellen, dass der Treiber die erforderliche Spannung liefern kann, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, wo V_F increases.

4.2 Relativer Lichtstrom vs. Durchlassstrom

Diese Kurve veranschaulicht, wie sich die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom skaliert. Während die Ausbeute mit dem Strom steigt, nimmt der Wirkungsgrad bei höheren Strömen typischerweise aufgrund erhöhter thermischer Effekte ab. Ein Betrieb deutlich über dem empfohlenen 60mA-Testpunkt kann die Lebensdauer verringern und die Farbe verschieben.

4.3 Relative spektrale Leistung vs. Sperrschichttemperatur

Bei blauen LEDs kann die Spitzenwellenlänge mit der Sperrschichttemperatur variieren (typisch 0,1-0,3 nm/°C). Dieses Diagramm ist für Anwendungen mit stabiler Farbausgabe entscheidend. Höhere Sperrschichttemperaturen verursachen eine Rotverschiebung (längere Wellenlänge), die im thermischen Design berücksichtigt werden muss.

4.4 Spektrale Leistungsverteilung

Dieses Diagramm zeigt das vollständige Emissionsspektrum der blauen LED mit einem schmalen Peak um die dominante Wellenlänge (z.B. 460nm). Die Halbwertsbreite (FWHM) beträgt typischerweise 20-30nm für InGaN-basierte blaue LEDs. Das Verständnis des Spektrums ist für Farbmischungsanwendungen oder bei der Verwendung von Phosphorkonversion für Weißlicht entscheidend.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das SMD5050N-Gehäuse hat Nennabmessungen von 5,0 mm (L) x 5,0 mm (B) x 1,6 mm (H). Detaillierte mechanische Zeichnungen mit Toleranzen werden bereitgestellt: .X-Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,10 mm, und .XX-Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,05 mm.

5.2 Empfohlene Lötpad-Anordnung & Schablonendesign

Für zuverlässiges Löten wird ein spezifisches Pad-Muster empfohlen. Das Pad-Design gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötnahtbildung und mechanische Festigkeit. Ein entsprechendes Schablonenaperturdesign wird bereitgestellt, um die Lotpastenmenge zu kontrollieren, was entscheidend für eine zuverlässige Lötstelle ohne Brückenbildung oder unzureichendes Lot ist.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode der LED ist typischerweise auf dem Gehäuse markiert. Die korrekte Polarität muss während der Montage beachtet werden, um eine Sperrspannung zu verhindern, die auf 5V begrenzt ist.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Feuchtigkeitsempfindlichkeit & Trocknung

Das SMD5050N-Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL-Klassifizierung gemäß IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Lagerung:Im originalversiegelten Beutel mit Trockenmittel bei <30°C und <85% r.F. lagern.
• Standzeit:Nach Öffnen des versiegelten Beutels sollten die Bauteile innerhalb von 12 Stunden verwendet werden, wenn sie bei <30°C/<60% r.F. gelagert werden.
• Trocknung erforderlich, wenn:Der Beutel länger als 12 Stunden geöffnet war oder die Feuchtigkeitsindikatorkarte hohe Luftfeuchtigkeit anzeigt.
• Trocknungsverfahren:Bei 60°C für 24 Stunden trocknen. 60°C nicht überschreiten. Innerhalb von 1 Stunde nach dem Trocknen verwenden oder in einem Trockenschrank (<20% r.F.) lagern.

6.2 Reflow-Lötprofil

Die LED hält einem bleifreien Reflow-Profil mit einer Spitzentemperatur von 200°C oder 230°C für maximal 10 Sekunden stand. Konsultieren Sie die spezifischen Profil-Empfehlungen, um thermische Belastung des Silikon-Vergussmaterials und der Bonddrähte zu minimieren.

7. Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Blaue LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Fehlermodi umfassen erhöhten Leckstrom (verringerte Helligkeit, Farbverschiebung) oder katastrophalen Ausfall (tote LED).

• Vorsorgemaßnahmen:Verwenden Sie geerdete antistatische Arbeitsplätze, Bodenmatten und Handgelenkbänder.
• Personal:Bedienpersonal muss antistatische Kleidung und Handschuhe tragen.
• Ausrüstung:Verwenden Sie Ionisatoren und stellen Sie sicher, dass Lötkolben ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verpackung:Verwenden Sie leitfähige oder antistatische Materialien für Handhabung und Transport.

8. Anwendungsschaltungsdesign

8.1 Ansteuerungsmethode

Konstantstrom-Ansteuerung wird dringend empfohlen.LEDs sind stromgesteuerte Bauteile; ihre Lichtausbeute ist proportional zum Strom, nicht zur Spannung. Eine Konstantstromquelle bietet stabile Helligkeit und schützt die LED vor thermischem Durchgehen.

8.2 Strombegrenzungswiderstand (für Konstantspannungsquelle)

Wenn eine Konstantspannungsquelle (z.B. eine geregelte DC-Versorgung) verwendet werden muss, ist ein Reihenstrombegrenzungswiderstand zwingend erforderlich. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_supply- V_F) / I_F. Die Belastbarkeit des Widerstands muss ausreichend sein: P_R= (I_F)² * R. Diese Methode ist weniger effizient und weniger stabil als die Konstantstrom-Ansteuerung, da V_Fmit der Temperatur variiert.

8.3 Anschlussreihenfolge

Beim Anschließen eines LED-Moduls an einen Treiber ist diese Reihenfolge einzuhalten, um Spannungsspitzen zu vermeiden: 1) Polarität von LED und Treiber identifizieren. 2) Treiberausgang mit dem LED-Modul verbinden. 3) Schließlich Treibereingang mit der Stromquelle verbinden. Dies verhindert das Anschließen eines eingeschalteten Treibers an die LEDs.

9. Handhabungs- & Lagerungshinweise

• Direkte Berührung vermeiden:Berühren Sie die LED-Linse nicht mit bloßen Händen. Verunreinigungen wie Hautfett können das Silikon dauerhaft verfärben und die Lichtausbeute verringern.
• Geeignete Werkzeuge verwenden:Verwenden Sie Vakuum-Saugwerkzeuge oder Pinzetten mit weichen Spitzen. Vermeiden Sie übermäßigen mechanischen Druck auf die Linse, der die Bonddrähte oder den Chip beschädigen kann.
• Langzeitlagerung:Für geöffnete Verpackungen in einem Trockenschrank mit Stickstoffspülung oder Trockenmittel bei 5-30°C und <60% r.F. lagern.

10. Produktnomenklatur & Bestellinformationen

Die Modellnummer folgt einem strukturierten Code: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Wichtige Elemente sind:

• Gehäusecode (5A):Bezeichnet die 5050N-Gehäusegröße.
• Chip-Anzahl:Gibt die Anzahl der LED-Chips innerhalb des Gehäuses an (z.B. 1, 2, 3).
• Farbcode (B):B für Blau. Andere Codes: R (Rot), Y (Gelb), G (Grün), etc.
• Optikcode (00):00 bedeutet keine Sekundärlinse (nur Primärlinse).
• Lichtstrom-Bin-Code (z.B. A6):Spezifiziert den Lichtstrom-Ausgangs-Bin.
• Wellenlängen-Bin-Code (z.B. B3):Spezifiziert den dominanten Wellenlängen-Bin.

11. Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:LCD-TV- und Monitor-Randbeleuchtung, Werbeleuchtkästen.
• Dekorative Beleuchtung:Architektonische Akzentbeleuchtung, Deckenleistenbeleuchtung, Beschilderung.
• Allgemeine Beleuchtung:Als Komponente in weißen LED-Modulen unter Verwendung von Phosphorkonversion.
• Automobil-Innenraumbeleuchtung:Armaturenbrett, Fußraum und Ambientebeleuchtung.
• Unterhaltungselektronik:Statusanzeigen, Tastatur-Hintergrundbeleuchtung.

12. Designüberlegungen & FAQs

12.1 Wie wähle ich den richtigen Strom?

Betreiben Sie bei oder unterhalb des empfohlenen Teststroms von 60mA für ein optimales Gleichgewicht aus Helligkeit, Effizienz und Lebensdauer. Höhere Ströme erhöhen die Lichtausbeute, erzeugen aber mehr Wärme, beschleunigen den Lichtstromrückgang und können die Farbe verschieben.

12.2 Warum ist das thermische Management wichtig?

LED-Leistung und Lebensdauer sind umgekehrt proportional zur Sperrschichttemperatur. Hohe T_jverringert die Lichtausbeute (Lichtstromrückgang), verursacht eine Farbverschiebung (bei blauen und weißen LEDs) und kann zu vorzeitigem Ausfall führen. Sorgen Sie für ausreichende Wärmeableitung, insbesondere in Hochleistungs- oder geschlossenen Anwendungen.

12.3 Kann ich mehrere LEDs in Reihe oder parallel schalten?

Reihenschaltung wird bevorzugtbei Verwendung eines Konstantstrom-Treibers, da derselbe Strom durch alle LEDs fließt. Stellen Sie sicher, dass die Ausgangsspannung des Treibers höher ist als die Summe der V_Faller LEDs in der Kette.Parallelschaltung wird generell nicht empfohlenaufgrund von V_F-Binning-Variationen, die zu Stromungleichgewicht und ungleichmäßiger Helligkeit/Überhitzung führen können. Wenn Parallelschaltung unvermeidbar ist, verwenden Sie einen separaten Strombegrenzungswiderstand für jeden parallelen Zweig.

13. Technischer Vergleich & Trends

Die SMD5050N bietet mit ihrem 5,0x5,0mm-Fußabdruck eine größere Emissionsfläche und eine höhere potenzielle Lichtausbeute als kleinere Gehäuse wie 3528 oder 3014. Sie ist eine ausgereifte, kostengünstige Lösung für Anwendungen, die nicht die ultrahohe Dichte neuerer, kleinerer Gehäuse erfordern. Der Branchentrend geht zu höherer Effizienz (Lumen pro Watt) und verbesserter Farbkonstanz (engeres Binning). Zukünftige Entwicklungen können Chip-Scale-Packaging (CSP) und verbesserte Phosphortechnologien für weiße LEDs, die von blauen Emittern abgeleitet sind, umfassen.