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Technisches Datenblatt der Top-View-LED-Serie 45-11 - Gehäuse 3,2x2,8x1,9mm - Spannung 2,7-3,5V - Farbe Blau - Deutschsprachiges Technikdokument

Vollständige technische Spezifikationen für die Top-View-LED-Serie 45-11. Merkmale: P-LCC-2-Gehäuse, großer 120°-Betrachtungswinkel, blaue Emission (464-472nm), geeignet für Automotive- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen.
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PDF-Dokumentendeckel - Technisches Datenblatt der Top-View-LED-Serie 45-11 - Gehäuse 3,2x2,8x1,9mm - Spannung 2,7-3,5V - Farbe Blau - Deutschsprachiges Technikdokument

1. Produktübersicht

Die Serie 45-11 stellt eine Familie von Top-View-LEDs dar, die für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen konzipiert sind. Diese Bauteile sind in einem kompakten P-LCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) untergebracht, das über ein farblos klares Fenster verfügt und eine breite, gleichmäßige Lichtabgabe bietet. Der primäre Konstruktionsvorteil dieser Serie ist die optimierte Lichteinkopplung, die durch einen integrierten Inter-Reflektor innerhalb des Gehäuses erreicht wird. Dieses Merkmal, kombiniert mit einem großen Betrachtungswinkel, macht diese LEDs besonders geeignet für den Einsatz mit Lichtleitern, bei denen eine effiziente Lichtübertragung von der Quelle zum Anzeigepunkt entscheidend ist.

Die Serie ist in mehreren Farben erhältlich, darunter sanftes Orange, Grün, Blau und Gelb, wobei dieses spezifische Datenblatt die blaue Variante detailliert beschreibt. Ein wesentliches Merkmal dieser Bauteile ist ihr geringer Strombedarf, was sie ideal für stromsparende Anwendungen wie tragbare Unterhaltungselektronik, Handheld-Geräte und alle Systeme macht, bei denen die Minimierung des Stromverbrauchs Priorität hat. Das Gehäuse selbst ist weiß, was die Lichtreflexion und die Gesamthelligkeit unterstützt.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

Das Bauteil umfasst mehrere wichtige Merkmale für die moderne Elektronikmontage und Zuverlässigkeit:

1.2 Zielanwendungen

Die Kombination der Merkmale prädestiniert die Serie 45-11 für eine Vielzahl von Anwendungen:

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der wesentlichen elektrischen, optischen und thermischen Parameter, die für die blaue 45-11-LED spezifiziert sind.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert und sollte im Schaltungsdesign vermieden werden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter einer Standardtestbedingung von 25°C Umgebungstemperatur (Ta) und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Toleranzen sind explizit definiert.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die Serie 45-11 verwendet ein dreidimensionales Binning-System für Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Durchlassspannung.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20 mA in vier Klassen (S2, T1, T2, U1) kategorisiert.

Der spezifische Bauteilcode \"45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM\" zeigt an, dass es in die Lichtstärkeklasse U1 fällt.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die blauen LEDs sind in einer Gruppe (Gruppe F) zusammengefasst und zur präzisen Farbkontrolle weiter in vier Klassen (AA1 bis AA4) unterteilt.

Der Code \"B7C\" entspricht wahrscheinlich einer spezifischen Wellenlängenklasse innerhalb der Gruppe F.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird innerhalb des Gesamtbereichs von 2,70V bis 3,50V in acht Kategorien (Klassen 34 bis 41) eingeteilt. Jede Klasse hat eine Schrittweite von 0,1V.

Der Code \"B14\" in der Teilenummer spezifiziert die Durchlassspannungsklasse.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen wesentlich sind.

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

Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Für eine typische blaue InGaN-LED liegt die Schwellspannung bei etwa 2,7V-2,8V, danach steigt der Strom bei einer kleinen Spannungserhöhung schnell an. Dies unterstreicht die kritische Notwendigkeit eines strombegrenzenden Bauteils (wie eines Widerstands oder Konstantstromtreibers) in Reihe mit der LED, um eine thermische Instabilität durch Überstrom zu verhindern.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, dass die Lichtausbeute im typischen Arbeitsbereich (z.B. bis zu 30-40 mA) etwa proportional zum Durchlassstrom ist. Der Wirkungsgrad (Lumen pro Watt) kann jedoch bei einem Strom unterhalb des absoluten Maximalwerts seinen Höhepunkt erreichen. Ein Betrieb über dem empfohlenen Strom reduziert den Wirkungsgrad und beschleunigt den Lichtstromrückgang und die Alterung des Bauteils.

4.3 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Die Lichtausbeute einer LED ist temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtstärke typischerweise ab. Diese Kurve quantifiziert diese Entlastung. Bei der 45-11 bleibt die Ausgabe bei niedrigeren Temperaturen relativ stabil, zeigt aber einen merklichen Rückgang, wenn die Umgebungstemperatur die Obergrenze von 85°C erreicht. Dies muss in Designs für Hochtemperaturumgebungen wie Automobilinnenräume einbezogen werden.

4.4 Spektralverteilung

Das Spektraldiagramm zeigt einen einzelnen, dominanten Peak um 468 nm, charakteristisch für InGaN-basierte blaue LEDs. Die FWHM von 25 nm zeigt eine relativ reine blaue Farbe an. Die Emission in anderen Teilen des sichtbaren Spektrums ist minimal.

4.5 Strahlungscharakteristik

Ein Polardiagramm veranschaulicht die räumliche Lichtverteilung. Der große 120°-Betrachtungswinkel wird bestätigt und zeigt ein nahezu lambertisches oder \"Fledermausflügel\"-Muster, das für Top-View-LEDs mit geformter Linse üblich ist und eine gute Sichtbarkeit außerhalb der Achse bietet.

4.6 Entlastungskurve für den Durchlassstrom

Diese Kurve definiert den maximal zulässigen kontinuierlichen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Mit steigender Temperatur sinkt der maximal sichere Strom, um innerhalb der Verlustleistungsgrenzen des Bauteils zu bleiben und Überhitzung zu verhindern. Bei 85°C ist der maximal zulässige IFdeutlich niedriger als der Nennwert von 30 mA bei 25°C.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das P-LCC-2-Gehäuse hat folgende Hauptabmessungen (alle in mm, Toleranz ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben):

Diese Abmessungen sind entscheidend für das Leiterplatten-Layout, um eine korrekte Platzierung, Lötung und Freiräume zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist wesentlich. Die Kathode (Minuspol) wird identifiziert durch:

  1. Eine grüne Markierung am Gehäusekörper neben dem Kathodenanschluss.
  2. Eine Kerbe oder Aussparung an der Seite des Gehäusekörpers in der Nähe der Kathode.

Der Anodenanschluss ist in der Tape & Reel-Verpackung typischerweise länger, aber die Markierungen am Gehäuse sind die primäre Referenz während der Montage und Inspektion.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lötprozessparameter

Das Bauteil ist für gängige Lötprozesse ausgelegt:

6.2 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Sperrbeutel mit Trockenmittel verpackt, um die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu \"Popcorning\" (Gehäuserissen) führen kann.

6.3 Kritische Verwendungshinweise

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Tape & Reel-Spezifikationen

Das Produkt wird für die automatisierte Montage geliefert:

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält mehrere Codes:

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Die grundlegendste Treiberschaltung ist eine Spannungsquelle (VCC) in Reihe mit einem strombegrenzenden Widerstand (RS) und der LED. Der Widerstandswert wird berechnet als: RS= (VCC- VF) / IF. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung, einer VFvon 3,0V (typisch) und einem gewünschten IFvon 20 mA: RS= (5 - 3,0) / 0,02 = 100 Ω. Die Widerstandsbelastbarkeit sollte IF2× RS= 0,04 W betragen, daher ist ein Standard-1/8W (0,125W) oder 1/10W Widerstand ausreichend.

Für Anwendungen, die stabile Helligkeit oder Betrieb über einen weiten Spannungsbereich erfordern, wird ein Konstantstromtreiber-IC empfohlen.

8.2 Design für Lichtleiteranwendungen

Bei der Kopplung an einen Lichtleiter:

8.3 Überlegungen zum Wärmemanagement

Obwohl das Gehäuse klein ist, verbessert eine effektive Wärmeableitung die Lebensdauer und erhält die Helligkeit:

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Objektiv bietet die Serie 45-11 mehrere Unterscheidungsmerkmale im Vergleich zu generischen LEDs:

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Es wird nicht empfohlen. Die Durchlassspannung (2,7V-3,5V) liegt sehr nahe an oder übersteigt die 3,3V-Versorgung. Selbst wenn sie leuchtet, wäre der Strom unkontrolliert und sehr empfindlich gegenüber VF-Schwankungen, was wahrscheinlich zu inkonsistenter Helligkeit oder Beschädigung führt. Verwenden Sie immer einen Reihenwiderstand oder Treiber.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λp) ist das physikalische Maximum des Emissionsspektrums (468 nm). Dominante Wellenlänge (λd) ist die psychophysische Einzelwellenlänge, die der wahrgenommenen Farbe entspricht (464-472 nm). Für monochromatische LEDs wie diese blaue sind sie sehr nah beieinander. λdist relevanter für die Farbspezifikation.

F3: Warum sind die Lager- und Trocknungsverfahren so spezifisch?

A: Das Kunststoffgehäuse absorbiert Feuchtigkeit. Während der hohen Hitze des Reflow-Lötens kann diese Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der das Gehäuse delaminieren oder den Chip reißen lassen kann (\"Popcorning\"). Die Verfahren kontrollieren die Feuchtigkeitsexposition, um diesen Fehlermodus zu verhindern.

F4: Wie interpretiere ich die Teilenummer 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM?

A: Es ist ein codierter Identifikator. \"45-11\" ist die Serie. \"B7C\" zeigt wahrscheinlich die Farb-/Wellenlängenklasse an (Blau, spezifische Unterklasse). \"FS2U1\" zeigt Lichtstärkeklassen an (wahrscheinlich einen Bereich abdeckend). \"B14\" ist die Durchlassspannungsklasse. \"2T\" und \"AFM\" können sich auf Bandtyp und andere werksspezifische Codes beziehen.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Armaturenbrett-Anzeige für ein Automotive-Zubehör.

  1. Auswahl:Die 45-11 blaue LED wird aufgrund ihrer AEC-Q101-Qualifikation, ihres großen Betrachtungswinkels (gut für die Sichtbarkeit des Fahrers) und ihrer Eignung für die potenzielle Integration eines Lichtleiters hinter einem Symbol gewählt.
  2. Schaltungsdesign:Das nominale 12V-System des Fahrzeugs wird verwendet. Ein Reihenwiderstand wird berechnet. Unter Annahme eines Worst-Case-VFvon 3,5V und eines Ziel-IFvon 20 mA: RS= (12 - 3,5) / 0,02 = 425 Ω. Der nächstgelegene Standardwert mit 5% Toleranz ist 430 Ω. Verlustleistung: (0,02)2* 430 = 0,172W, daher wird ein 1/4W Widerstand gewählt.
  3. Thermische Analyse:Die Armaturenbrettumgebung kann 85°C erreichen. Unter Konsultation der Entlastungskurve wird der maximale Dauerstrom bei 85°C reduziert. Der gewählte Wert von 20 mA muss als sicher bei dieser Temperatur verifiziert werden. Wenn nicht, muss der Strom möglicherweise auf 15 mA reduziert werden.
  4. Leiterplatten-Layout:Das Footprint entspricht dem 3,2x2,8mm-Gehäuse mit 2,54mm Pad-Abstand. Ein kleiner Sperrbereich wird um die LED für das Lichtleitergehäuse platziert. Thermische Durchkontaktierungen werden unter dem Kathodenpad hinzugefügt, die mit einer Masseebene zur Wärmeverteilung verbunden sind.
  5. Montage:LEDs werden auf 8-mm-Tape & Reel für die automatisierte Montage bestellt. Das Reflow-Profil wird so eingestellt, dass die Spitzentemperatur 260°C nicht überschreitet. Die Fertigungshalle hält sich an die 72-Stunden-Expositionsgrenze nach dem Öffnen der Feuchtigkeitssperrbeutel.

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.