Weiße LED 2014 PLCC-2 Datenblatt - Maße 2,0x1,4x1,3mm - Spannung 2,7-3,3V - Leistung 0,099W - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument bietet detaillierte Spezifikationen für eine hochwertige weiße Leuchtdiode (LED), die für die Oberflächenmontagetechnik (SMT) konzipiert ist. Das Bauteil besteht aus einem blauen LED-Chip in Kombination mit einer Phosphorbeschichtung zur Erzeugung von weißem Licht und ist in einem kompakten, zuverlässigen PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) eingekapselt.

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die LED verfügt über ein Standard-PLCC-2-Gehäuse mit den Abmessungen 2,0 mm Länge, 1,4 mm Breite und 1,3 mm Höhe. Diese kompakte Bauform eignet sich hervorragend für hochintegrierte Leiterplattenlayouts. Die Weißlichterzeugung erfolgt durch die Kombination eines blauen Halbleiterchips mit einer präzisen Phosphorformulierung, was eine konstante Farbwiedergabe unter verschiedenen Betriebsbedingungen ermöglicht.

1.2 Hauptmerkmale

• PLCC-2-Gehäusetyp für robuste mechanische und elektrische Eigenschaften.
• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 120 Grad für eine gleichmäßige Lichtverteilung.
• Voll kompatibel mit standardmäßigen SMT-Montage- und Reflow-Lötprozessen.
• Lieferung auf Gurt und Rolle für die automatisierte Pick-and-Place-Fertigung.
• Feuchtesensitivitätsstufe (MSL) auf Stufe 3 eingestuft, erfordert kontrollierte Lagerung.
• Entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

1.3 Anwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und für ein breites Spektrum an Beleuchtungsanwendungen konzipiert, darunter, aber nicht beschränkt auf: dekorative Beleuchtung und Akzentleisten; Kontrollleuchten in Haushaltsgeräten und elektronischen Instrumenten; Allgemeinbeleuchtung in Hotels, Märkten, Büros und Wohnbereichen; sowie alle Anwendungen, die eine zuverlässige, kompakte weiße Lichtquelle erfordern.

2. Tiefgehende Analyse der technischen Parameter

Ein gründliches Verständnis der elektrischen und optischen Parameter ist für den erfolgreichen Einbau in jedes Design entscheidend. Alle Werte gelten bei einer Standard-Sperrschichttemperatur (Ts) von 25°C, sofern nicht anders angegeben.

2.1 Elektrische und optische Kenndaten

Die Durchlassspannung (VF) liegt im Bereich von minimal 2,7 V bis maximal 3,3 V bei einem Standard-Prüfstrom von 20 mA. Dieser Parameter ist für die Stromversorgungsauslegung von entscheidender Bedeutung. Der Sperrstrom (IR) ist bei einer Sperrspannung von 5 V garantiert kleiner als 10 µA, was auf gute Diodeneigenschaften hinweist. Der Lichtstrom variiert mit der zugehörigen Farbtemperatur (CCT)-Klasse. LEDs der Klasse 1725-1900 K (Warmweiß) liefern beispielsweise einen typischen Lichtstrom von 3-7 Lumen bei 20 mA, während kältere Weißtöne (z. B. 5925-7150 K) 5-9 Lumen bieten. Der Farbwiedergabeindex (Ra) ist mit mindestens 90 spezifiziert, was eine ausgezeichnete Farbtreue für beleuchtete Objekte gewährleistet.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann. Der maximal zulässige Dauerstrom (IF) beträgt 30 mA. Der Spitzen-Durchlassstrom (IFP) kann unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite) 100 mA erreichen. Die maximale Verlustleistung (PD) liegt bei 99 mW. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000 V (Human Body Model) stand, dennoch werden korrekte ESD-Handhabungsvorschriften empfohlen. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, der Lagertemperaturbereich von -40°C bis +100°C. Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (TJ) beträgt 97°C.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (RTHJ-S) beträgt typischerweise 80°C/W. Dieser Wert ist für thermische Managementberechnungen wesentlich. Das Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur verringert die Lichtausbeute und die Betriebslebensdauer erheblich. Konstrukteure müssen ausreichend Kupferfläche auf der Leiterplatte und gegebenenfalls eine Kühlkörpermontage sicherstellen, wenn bei höheren Umgebungstemperaturen oder Strömen betrieben wird.

3. Erläuterung des Sortiersystems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Serienfertigung zu gewährleisten, werden die LEDs anhand wesentlicher Parameter in Klassen (Bins) sortiert.

3.1 Durchlassspannungs- und Lichtstromklassen

Die Durchlassspannung wird in 0,1 V-Schritten von 2,7-2,8 V (J1) bis zu 3,2-3,3 V (I1) klassifiziert. Der Lichtstrom wird in 1-Lumen-Schritten klassifiziert, kodiert von WGD (3-4 lm) bis OEA (8-9 lm). Dieses duale Binningsystem ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die ihren spezifischen Spannungs- und Helligkeitsanforderungen für Schaltungsausgleich und ästhetische Gleichmäßigkeit entsprechen.

3.2 Farbtemperaturbereiche

Das Produkt ist in mehreren vordefinierten Bereichen der zugehörigen Farbtemperatur (CCT) erhältlich, jeweils mit eigenem Artikelnummernsuffix. Dazu zählen Warmweiß (1725-1900 K, 2250-2475 K), Neutralweiß (2600-2870 K, 2780-3110 K) und Kaltweiß (3760-4330 K, 5925-7150 K). Die spezifischen Binning-Bereiche sind grafisch im CIE-1931-Farbtafeldiagramm dargestellt und zeigen die enge Kontrolle über die Farbortabweichung innerhalb jedes Bereichs.

4. Analyse der Kennlinien

Grafische Daten geben Aufschluss über das Bauteilverhalten unter variierenden Bedingungen.

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die Kennlinie zeigt eine nichtlineare Beziehung zwischen Durchlassspannung (VF) und Durchlassstrom (IF). Während der Strom von 0 auf 30 mA ansteigt, erhöht sich die Durchlassspannung graduell von etwa 2,8 V auf knapp über 3,2 V. Diese Kurve ist für den Entwurf von Konstantstromtreibern entscheidend, um eine stabile Lichtausgabe zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu vermeiden.

4.2 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der relativen Intensität

Diese Kurve zeigt die relative Lichtausgabe in Abhängigkeit vom Treiberstrom. Die Intensität steigt unterlinear mit dem Strom. Beispielsweise verdoppelt sich die Lichtausgabe nicht, wenn sich der Strom von 15 mA auf 30 mA verdoppelt, was auf einen Wirkungsgradabfall bei höheren Strömen aufgrund erhöhter Sperrschichttemperatur und anderer Faktoren hinweist. Ein Betrieb nahe dem typischen Wert von 20 mA wird für optimale Effizienz und Lebensdauer empfohlen.

5. Mechanische- und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Detaillierte Maßzeichnungen sind verfügbar, inklusive Drauf-, Seiten-, Untersichts- und Polungsansichten. Wichtige Maße umfassen eine Gehäusegröße von 2,0 mm x 1,4 mm, eine Gesamthöhe von 1,3 mm und Anschlussbreiten von 0,6 mm ± 0,05 mm. Alle Toleranzen betragen typischerweise ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Das empfohlene Lötflächen-Layout auf der Leiterplatte ist ebenfalls dargestellt, um ein einwandfreies Löten und mechanische Festigkeit zu gewährleisten.

5.2 Polarität und Lötflächenmuster

Die Kathode ist deutlich gekennzeichnet, typischerweise durch eine Kerbe oder einen grünen Indikator am Gehäuse. Während der Montage muss die korrekte Polarität beachtet werden. Das Lötflächenmusterdiagramm zeigt das optimale Kupferpad-Design für das Reflow-Löten, das zuverlässige Lötpastenfälle und ein gutes Wärmemanagement während des Lötprozesses unterstützt.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

6.1 Anweisungen für SMT-Reflow-Lötung

Das Bauteil ist für standardmäßige Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötprozesse ausgelegt. Ein typisches Reflow-Profil mit Aufheiz-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen sollte eingehalten werden. Die Spitzentemperatur während des Reflow-Lötens darf die maximal zulässige Temperatur für das Gehäuse (impliziert durch die Lagertemperatur) nicht überschreiten, um Schäden an der Kunststoffumhüllung und den internen Bonddrähten zu verhindern. Spezifische Empfehlungen zur Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL) und zur Spitzentemperatur sollten den allgemeinen SMT-Richtlinien für ähnliche Bauteile entnommen werden.

6.2 Handhabungsvorsichtsmaßnahmen

Aufgrund der MSL-Stufe 3 müssen die Bauteile vor dem Löten getrocknet (gebaked) werden, wenn die Feuchtigkeitsschutzbeutel unter Werkstattbedingungen (30°C/60% rF) länger als 168 Stunden geöffnet waren. Vermeiden Sie mechanische Belastung der Linse. Verwenden Sie bei der automatischen Handhabung Vakuum-Aufnahmenadeln geeigneter Größe. Beachten Sie stets ESD-Vorsichtsmaßnahmen in allen Handhabungs- und Montagephasen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden auf geprägter Trägerfolie auf Rollen geliefert. Die Abmessungen der Trägerfolie, die Taschengröße und der Rolldurchmesser sind standardisiert, um in automatische Bestückungsgeräte zu passen. Ein detailliertes Etikett auf der Rolle spezifiziert die Artikelnummer, Menge, Losnummer und Bincodes.

7.2 Feuchtigkeitsresistente Verpackung

Die Rollen werden gemäß der MSL3-Anforderung in versiegelten, feuchtigkeitsdichten Beuteln mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt, um die Bauteile während Lagerung und Transport vor Umgebungsfeuchtigkeit zu schützen.

7.3 Zuverlässigkeitstests

Das Produkt durchläuft eine Reihe von Zuverlässigkeitstests, die Hochtemperaturlagerung, Tieftemperaturlagerung, Temperaturwechsel, Feuchtigkeitstests und Lötwärmebeständigkeit umfassen können. Spezifische Testbedingungen und Annahmekriterien gewährleisten die Robustheit und Langlebigkeit des Bauteils im Feld.

8. Anwendungsempfehlungen

Für eine optimale Leistung wird empfohlen, die LED mit einer Konstantstromquelle anstatt einer Konstantspannung zu betreiben. Der Strom sollte entsprechend der gewünschten Helligkeit eingestellt werden, wobei die absoluten Maximalwerte nicht überschritten werden dürfen. Berücksichtigen Sie den Wärmeabfuhrpfad im Leiterplattendesign; die Verwendung von Wärme-Durchkontaktierungen unter dem Wärmepad der LED (falls vorhanden) kann die Wärmeableitung unterstützen. Für Anwendungen mit spezifischen Farbkonsistenzanforderungen sollten die erforderlichen Spannungs- und Lichtstrom-Bincodes während der Beschaffung angegeben werden.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu älteren LED-Gehäusen wie 5-mm-Durchstecktypen bietet diese PLCC-2-SMD-LED eine deutlich kleinere Baugröße, eine bessere Eignung für die automatisierte Montage und einen weiteren Abstrahlwinkel. Innerhalb der PLCC-2-Familie zeichnet sich diese spezifische Variante durch ihren hohen Farbwiedergabeindex (Ra>90) und die Verfügbarkeit in mehreren, eng klassifizierten Farbtemperaturen aus, was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen Farbqualität entscheidend ist.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?

A: Ja, 30 mA ist der absolute Maximalwert für den Dauerstrom. Für eine verlängerte Lebensdauer und gleichbleibende Helligkeit ist jedoch ein Betrieb bei oder unter dem typischen Wert von 20 mA ratsam, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur.



F: Was ist der Unterschied zwischen den verschiedenen Farbtemperaturklassen?

A: Die Klassen repräsentieren verschiedene Weißtöne, von warm (gelblich) bis kalt (bläulich). Die Wahl hängt vom gewünschten Ambiente und der Anwendung ab (z.B. Warmweiß für gemütliches Licht, Kaltweiß für Arbeitsplatzbeleuchtung).



F: Wie interpretiere ich die Bincodes für die Bestellung?

A: Die vollständige Artikelnummer enthält Codes für die Durchlassspannung (z.B. G1) und den Lichtstrom (z.B. WHB). Konsultieren Sie die Binning-Tabellen, um die Kombination auszuwählen, die Ihren Schaltungsanforderungen und Helligkeitsanforderungen entspricht.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

Fallstudie 1: Hintergrundbeleuchtung von Gerätebedienfeldern.Eine Reihe dieser LEDs kann zur Hintergrundbeleuchtung von Tasten und Displays auf einem Haushaltsgerät verwendet werden. Der weite Abstrahlwinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln, und der hohe CRI stellt sicher, dass farbige Anzeigen korrekt wiedergegeben werden. Das SMD-Gehäuse ermöglicht ein flaches Design.



Fallstudie 2: Dekorative LED-Leiste.Auf einer flexiblen Leiterplatte montiert, können diese LEDs gleichmäßige, durchgehende Lichtlinien für architektonische Akzentbeleuchtung erzeugen. Die Verfügbarkeit verschiedener Weißtöne ermöglicht es Designern, die Lichtstimmung an das Interior-Design-Thema anzupassen.

12. Funktionsprinzip Einführung

Eine weiße LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleitermaterial. Wird eine Durchlassspannung angelegt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des blauen LED-Chips und emittieren blaue Photonen. Diese blauen Photonen treffen dann auf eine Phosphorschicht auf dem Chip. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als Licht über ein breiteres Spektrum (gelbe und rote Wellenlängen). Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem vom Phosphor emittierten Licht wird als weißes Licht wahrgenommen. Der genaue Farbton (Farbtemperatur) wird durch die Zusammensetzung und Dicke der Phosphorschicht bestimmt.

13. Entwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe und niedrigerer Kosten. Für Gehäusetypen wie PLCC-2 umfassen Fortschritte bessere Wärmeleitmaterialien für höhere Treiberströme, präzisere Phosphorauftragsverfahren für engere Farbklassifizierung und Vergussmaterialien mit besserer Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und raue Umgebungen. Darüber hinaus schreitet die Miniaturisierung voran und treibt noch kleinere Gehäusegrößen bei beibehaltener oder verbesserter optischer Leistung für kompakte Elektronikgeräte der nächsten Generation voran.