T3B Serie 3014 Weißlicht-LED Datenblatt - Abmessungen 3,0x1,4x0,8mm - Spannung 3,1V - Leistung 0,2W - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die T3B-Serie umfasst kompakte, leistungsstarke Oberflächenmontage-LEDs (SMD-LEDs) für den Einsatz in der Allgemeinbeleuchtung. Diese Serie verwendet einen Einzelchip-Weißlicht-LED-Chip mit 0,2W, verpackt im industrieüblichen 3014-Gehäuse. Die Hauptzielmärkte sind Hintergrundbeleuchtungen (BLU) für Displays, dekorative Beleuchtung, Signalleuchten und verschiedene Konsumelektronik, bei denen eine zuverlässige, effiziente und konsistente Weißlichtabgabe in miniaturisierter Bauform erforderlich ist.

Die Kernvorteile dieser Serie liegen in der standardisierten Gehäusegröße, die automatisierte Bestückungsprozesse erleichtert, und dem klar definierten Binning-System für Lichtstrom, Farbtemperatur und Flussspannung. Dies gewährleistet vorhersehbare Leistung und Farbkonsistenz in der Serienfertigung. Das Produkt ist für den Betrieb im Standard-Industrietemperaturbereich ausgelegt und eignet sich somit für eine Vielzahl von Innenanwendungen.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Parameter definieren die Grenzwerte, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden an der LED führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Flussstrom (IF):80 mA (Maximaler Dauerstrom).
• Fluss-Pulsstrom (IFP):120 mA (Maximal, Pulsbreite ≤10ms, Tastverhältnis ≤1/10).
• Verlustleistung (PD):288 mW.
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +80°C.
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +80°C.
• Sperrschichttemperatur (Tj):125°C (Maximal).
• Löttemperatur (Tsld):Reflow-Löten bei 230°C oder 260°C für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen bei einer Lötstellentemperatur von 25°C (Ts=25°C) gemessen und stellen typische Leistungswerte dar.

• Flussspannung (VF):3,1 V (Typisch), 3,6 V (Maximal) bei IF=60mA.
• Sperrspannung (VR):5 V (Maximal).
• Sperrstrom (IR):10 μA (Maximal) bei VR=5V.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):110° (Typisch). Dieser breite Abstrahlwinkel ist charakteristisch für das 3014-Gehäuse ohne Sekundärlinse.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Ein umfassendes Binning-System wird implementiert, um Farb- und Helligkeitskonsistenz zu gewährleisten. Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs auszuwählen, die ihren spezifischen Anwendungsanforderungen entsprechen.

3.1 Farbtemperatur (CCT) Binning

Die Weißlicht-LEDs werden in mehrere Bins für korrelierte Farbtemperatur (CCT) kategorisiert, die jeweils durch einen Zielwert und eine elliptische Farbortregion im CIE-1931-Farbraumdiagramm definiert sind. Die Standard-Bestell-Bins für die 3014-Serie sind:

• 27M5:2725K ±145K (Warmweiß)
• 30M5:3045K ±175K (Warmweiß)
• 40M5:3985K ±275K (Neutralweiß)
• 50M5:5028K ±283K (Kaltweiß)
• 57M7:5665K ±355K (Kaltweiß)
• 65M7:6530K ±510K (Kaltweiß)

Die Nomenklatur (z.B. 27M5) gibt die nominelle CCT und die Größe der MacAdam-Ellipse (5-Stufen oder 7-Stufen) an, die zur Definition der Farbtoleranz verwendet wird. Eine kleinere Ellipsenstufe bedeutet eine engere Farbkontrolle.

3.2 Lichtstrom-Binning

Der Lichtstrom wird basierend auf Mindestwerten bei einem Prüfstrom von 60mA gebinnt. Die Bins sind separat für verschiedene CCT-Bereiche und Farbwiedergabeindex (CRI)-Werte (70 oder 80) definiert. Für Neutralweiß (3700-5000K) mit CRI 70 sind beispielsweise die verfügbaren Bins D3 (20-22 lm min), D4 (22-24 lm min) und D5 (24-26 lm min). Wichtig ist zu beachten, dass die Bestellung einen Mindestlichtstrom spezifiziert; tatsächlich gelieferte Bauteile können diesen Mindestwert überschreiten, bleiben aber immer innerhalb der spezifizierten Farbortregion.

3.3 Flussspannungs-Binning

Um die Schaltungsauslegung für die Stromregelung zu unterstützen, werden LEDs auch nach ihrer Flussspannung (VF) beim Betriebsstrom gebinnt. Die Bins reichen von Code B (2,8-2,9V) bis Code H (3,4-3,5V), wobei ein typischer Wert von 3,1V dem Bin D oder E entspricht. Das Abgleichen von VF-Bins kann zu einer gleichmäßigeren Helligkeit in parallel geschalteten LED-Strings beitragen.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Strom-Spannungs-Kennlinie (I-V-Kennlinie)

Die I-V-Kurve zeigt die Beziehung zwischen Flussspannung und Flussstrom. Sie ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Beim empfohlenen Betriebsstrom von 60mA beträgt die Flussspannung etwa 3,1V. Entwickler müssen einen Konstantstromtreiber oder einen geeigneten strombegrenzenden Widerstand verwenden, um sicherzustellen, dass die LED am gewünschten Arbeitspunkt betrieben wird, da kleine Spannungsänderungen zu großen Stromänderungen führen können.

4.2 Relativer Lichtstrom vs. Flussstrom

Dieses Diagramm zeigt, dass die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt, jedoch nicht linear. Während eine Erhöhung des Stroms die Helligkeit steigert, erhöht sie auch die Verlustleistung und die Sperrschichttemperatur, was die Lebensdauer und Farbstabilität beeinträchtigen kann. Ein Betrieb deutlich über den empfohlenen 60mA wird trotz des Maximalwerts von 80mA nicht empfohlen, da dies den Lichtstromrückgang beschleunigt.

4.3 Spektrale Leistungsverteilung & thermische Effekte

Die relativen spektralen Leistungsverteilungskurven werden für verschiedene CCT-Bereiche (warmweiß, neutralweiß, kaltweiß) bereitgestellt. Kaltweiße LEDs haben mehr Energie im blauen Bereich des Spektrums. Ein separates Diagramm zeigt den Einfluss der Sperrschichttemperatur auf die relative spektrale Energie. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Gesamtlichtleistung typischerweise ab (Lichtstromrückgang), und bei auf blauen Chips mit Leuchtstoff basierenden Weißlicht-LEDs kann es zu einer subtilen Farbortverschiebung kommen. Ein effektives Wärmemanagement ist entscheidend, um über die Lebensdauer des Produkts hinweg eine konsistente Farbe und Lichtleistung aufrechtzuerhalten.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht dem 3014-Gehäusestandard mit Nennabmessungen von 3,0mm (Länge) x 1,4mm (Breite) x 0,8mm (Höhe). Detaillierte Maßzeichnungen mit Toleranzen werden bereitgestellt: Maße, die als .X notiert sind, haben eine Toleranz von ±0,10mm, und .XX haben eine Toleranz von ±0,05mm.

5.2 Pad-Layout & Schablonendesign

Ein empfohlenes Footprint (Land Pattern) für das Leiterplattendesign wird bereitgestellt, das die Größen und Abstände der Anoden- und Kathoden-Pads zeigt, um eine zuverlässige Lötung zu gewährleisten. Ein entsprechendes Schablonenmuster für den Lotpastenauftrag während der Oberflächenmontage (SMT) wird ebenfalls bereitgestellt. Die Kathode ist typischerweise durch einen grünlichen Farbton auf dem Gehäuse oder eine Kerbe markiert.

6. Löt-, Bestückungs- & Lagerrichtlinien

6.1 Feuchtigkeitsempfindlichkeit & Trocknung

Das 3014-Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL-Klassifizierung gemäß IPC/JEDEC J-STD-020). Wenn der original vakuumversiegelte Feuchtigkeitsschutzbeutel geöffnet und die LEDs der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt wurden, müssen sie vor dem Reflow-Löten getrocknet (gebacken) werden, um "Popcorn"-Risse oder andere feuchtigkeitsbedingte Schäden während des Hochtemperatur-Reflow-Prozesses zu verhindern.

• Lagerung:Ungeöffnete Beutel sollten unter 30°C und 85% r.F. gelagert werden. Nach dem Öffnen sollten die Bauteile innerhalb der auf der Feuchtigkeitsindikatorkarte im Beutel angegebenen Bodenlebensdauer verarbeitet werden.
• Trocknungsbedingungen:Falls Trocknung erforderlich ist (z.B. Überschreitung der Bodenlebensdauer), bei 60°C für 24 Stunden auf der originalen Rolle trocknen. 60°C nicht überschreiten. Nach dem Trocknen innerhalb einer Stunde löten oder in einem Trockenschrank lagern (<20% r.F.).

6.2 Reflow-Lötprofil

Die LED hält einem Standard-Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Prozess stand. Die maximale Spitzentemperatur am Gehäuse sollte 260°C nicht überschreiten, und die Zeit über 230°C sollte auf 10 Sekunden begrenzt sein. Ein empfohlenes Reflow-Profil mit Aufwärm-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen sollte eingehalten werden, um zuverlässige Lötstellen ohne thermischen Schock für das LED-Bauteil zu gewährleisten.

7. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

7.1 Schaltungsdesign

Betreiben Sie die LED stets mit einer Konstantstromquelle für eine stabile Lichtleistung. Bei Verwendung eines Vorwiderstands mit einer Konstantspannungsquelle berechnen Sie den Widerstandswert präzise unter Verwendung der maximalen Flussspannung aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen den Maximalwert nicht überschreitet. Berücksichtigen Sie das Flussspannungs-Binning beim Entwurf von Parallelschaltungen, um den Strom auszugleichen.

7.2 Wärmemanagement

Obwohl die Leistung nur 0,2W beträgt, ist eine effektive Wärmeableitung für Langlebigkeit und Farbstabilität wichtig. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte über ausreichende thermische Entlastung verfügt, insbesondere beim Betrieb mehrerer eng beieinander angeordneter LEDs oder nahe ihrem Maximalstrom. Die maximale Sperrschichttemperatur von 125°C sollte nicht überschritten werden. Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (Rth js) ist ein Schlüsselparameter für thermische Berechnungen.

7.3 Optische Integration

Der 110-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites, lambertstrahlerähnliches Abstrahlmuster, das sich für Flächenbeleuchtung und Hintergrundbeleuchtungsdiffusoren eignet. Für Anwendungen, die einen stärker gebündelten Strahl erfordern, müssen Sekundäroptiken (Linsen oder Reflektoren) verwendet werden. Das Gehäuse verfügt über eine primäre Silikonlinse, jedoch keine integrierte Sekundäroptik.

8. Modellnummernschema

Die Produktbenennung folgt einem strukturierten Format:T [Formcode] [Chipanzahl] [Linsencode] [Farbcode] - [Lichtstromcode][Spannungscode].

• Formcode (3B):Kennzeichnet das 3014-Gehäuse.
• Chipanzahl (S):'S' für einen einzelnen Kleinleistungschip (0,2W).
• Linsencode (00):'00' kennzeichnet keine Sekundärlinse (nur Primärlinse).
• Farbcode (L/C/W):'L' für Warmweiß (<3700K), 'C' für Neutralweiß (3700-5000K), 'W' für Kaltweiß (>5000K).
• Lichtstromcode (z.B. D3):Spezifiziert das Lichtstrom-Bin.
• Spannungscode (z.B. E):Spezifiziert das Flussspannungs-Bin.

Beispiel: T3B00SLA-D3E entschlüsselt sich zu einem 3014-Gehäuse, Einzelchip, ohne Sekundärlinse, Warmweiß-LED, mit D3-Lichtstrom-Bin und E-Spannungs-Bin.