Datenblatt für weiße SMD-LED im PLCC-2-Gehäuse - 2,8x3,5x0,7 mm - Durchlassspannung 8,6-9,8 V - Leistung 1078 mW - Farbtemperatur 2700K-6500K

1. Produktübersicht

Diese weiße LED wird mit einem blauen Chip und einer Leuchtstoffbeschichtung hergestellt, um weißes Licht zu erzeugen. Die Gehäuseabmessungen betragen 2,8 mm x 3,5 mm x 0,7 mm, wodurch sie sich für kompakte Beleuchtungsdesigns eignet. Sie verwendet ein PLCC-2-Gehäuse, das mit standardmäßigen SMT-Bestückungsprozessen kompatibel ist. Zu den Hauptmerkmalen gehören ein extrem breiter Abstrahlwinkel, Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 (gemäß IPC/JEDEC), RoHS-Konformität und Verfügbarkeit in Gurt- und Rollenverpackung für die automatisierte Fertigung.

Allgemeine Beschreibung

Das Bauteil emittiert weißes Licht durch Anregung des Leuchtstoffs mit einem blauen Chip. Es wurde für Innenbeleuchtungsanwendungen entwickelt, bei denen hohe Helligkeit und Farbkonsistenz erforderlich sind.

Merkmale

• PLCC-2-Gehäuse
• Breiter Abstrahlwinkel (bis zu 120 Grad)
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse
• Verfügbar auf Gurt und Rolle (12.000 Stück pro Rolle)
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3
• RoHS-konform

Anwendungen

• Innenbeleuchtung (allgemeine Beleuchtung)
• Lampenbeleuchtung
• Allgemeine Innenanwendungen wie Downlights, Spotlights und lineare Leuchten

2. Interpretation der technischen Parameter

2.1 Elektrooptische Kenndaten

Die elektrischen und optischen Parameter werden bei einer Löttemperatur von 25 °C und einem Vorwärtsstrom (IF) von 100 mA angegeben. Die Durchlassspannung (VF) liegt je nach Bincode zwischen 8,6 V und 9,8 V (Y0: 8,6-9,0 V, Z0: 9,0-9,4 V, A3: 9,4-9,8 V). Die typische Durchlassspannung beträgt für die meisten Bins etwa 9,0 V. Der Lichtstrom (Φ) variiert je nach Bincode zwischen 95 lm und 140 lm; zum Beispiel bietet Rang UHA 95-100 lm, während Rang FC5 130-140 lm liefert. Der Sperrstrom (IR) bei VR=15 V beträgt weniger als 10 µA. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typischerweise 120 Grad (mindestens 80 Grad), was eine breite Lichtverteilung gewährleistet. Der Farbwiedergabeindex (CRI) beträgt mindestens 80, typischerweise 82, was für allgemeine Innenbeleuchtung geeignet ist, bei der die Farbqualität wichtig ist. Der Wärmewiderstand (RTHJ-S) beträgt maximal 15 °C/W, was auf eine gute Wärmeübertragung vom Übergang zur Lötstelle hinweist.

2.2 Absolute Grenzwerte

Bei einer Löttemperatur von 25 °C gelten folgende absolute Grenzwerte: Verlustleistung (PD) bis zu 1078 mW; Vorwärtsstrom (IF) bis zu 110 mA; Spitzenvorwärtsstrom (IFP) bis zu 220 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite); Sperrspannung (VR) bis zu 15 V; elektrostatische Entladung (HBM) bis zu 2000 V; Betriebstemperaturbereich -40 °C bis +105 °C; Lagertemperaturbereich -40 °C bis +105 °C; Sperrschichttemperatur (TJ) maximal 125 °C. Die Verlustleistung darf den absoluten Grenzwert nicht überschreiten. Der Vorwärtsstrom sollte auf der Grundlage tatsächlicher thermischer Messungen bestimmt werden, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur 125 °C nicht überschreitet. Ein ESD-Schutz wird während der Handhabung empfohlen, da über 90 % der LEDs den 2000-V-HBM-Test bestehen.

3. Bin-Einteilungssystem

3.1 Durchlassspannungs-Bins

Die Durchlassspannung wird bei IF=100 mA in drei Gruppen eingeteilt: Y0 (8,6-9,0 V), Z0 (9,0-9,4 V) und A3 (9,4-9,8 V). Dies ermöglicht Kunden die Auswahl von LEDs mit konsistenter Spannung für Reihen- oder Parallelschaltungsdesigns.

3.2 Lichtstrom-Bins

Der Lichtstrom wird in mehrere Ränge unterteilt: UHA (95-100 lm), FC2 (100-110 lm), FC3 (110-120 lm), FC4 (120-130 lm) und FC5 (130-140 lm). Der spezifische Lichtstrom-Bin, der einem bestimmten Modell zugeordnet ist, hängt von der Farbtemperatur ab. Beispielsweise haben 3000-K-Modelle typischerweise FC2 (100-110 lm), während 4000-K-Modelle FC3 (110-120 lm) und FC4 (120-130 lm) bieten.

3.3 Chromatizitäts-Bins

Die Farbkoordinaten werden gemäß der Norm ANSI C78.377 unter Verwendung einer 7-Stufen-MacAdam-Ellipse eingeteilt. Die Tabelle enthält X,Y-Koordinaten für jeden Bincode (27M, 30M, 35M, 40M, 50M, 57M, 65N, 65M), die den nominalen CCTs von 2700 K bis 6500 K entsprechen. Zum Beispiel hat Bin 30M (3000 K) die Koordinaten X1=0,4668, Y1=0,4281; X2=0,4420, Y2=0,4197; usw. Dies gewährleistet eine enge Farbkonsistenz über die Produktionschargen hinweg.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom

Die typische Kurve zeigt, dass die Durchlassspannung mit zunehmendem Strom leicht abnimmt. Bei 100 mA beträgt die Spannung etwa 9,0 V; bei 200 mA steigt sie auf etwa 9,6 V. Dieses nichtlineare Verhalten muss bei der Treiberauslegung berücksichtigt werden, um die Stromregelung aufrechtzuerhalten.

4.2 Relative Intensität vs. Vorwärtsstrom

Die relative Lichtausbeute steigt mit zunehmendem Vorwärtsstrom. Bei 100 mA wird die relative Intensität auf 100 % normiert; bei 200 mA erreicht sie etwa 180 %. Der Zusammenhang ist bis zu 150 mA nahezu linear.

4.3 Temperatureigenschaften

Sowohl die Durchlassspannung als auch die relative Intensität werden durch die Löttemperatur beeinflusst. Wenn die Temperatur von 25 °C auf 105 °C steigt, sinkt die Durchlassspannung um etwa 0,8 V (negativer Temperaturkoeffizient). Die relative Lichtausbeute nimmt ebenfalls mit steigender Temperatur ab: Bei 105 °C fällt sie auf etwa 80 % des Wertes bei 25 °C. Ein angemessenes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Helligkeit aufrechtzuerhalten.

4.4 Abstrahlcharakteristik

Das winkelförmige Abstrahlmuster zeigt eine symmetrische Verteilung mit halber Intensität bei ±60 Grad (120° Abstrahlwinkel). Die Lichtausbeute ist auf der optischen Achse maximal.

4.5 Spektrale Verteilung

Das Spektrum der weißen LED besteht aus einer blauen Spitze bei etwa 450 nm und einer breiten gelb-grünen Emission des Leuchtstoffs, die den sichtbaren Bereich von 400 bis 700 nm abdeckt. Die spektrale Form variiert mit der CCT: Wärmere CCTs haben stärkere Rotkomponenten, während kühlere CCTs einen höheren Blauanteil aufweisen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse ist 2,80 mm lang, 3,50 mm breit und 0,70 mm dick (Draufsicht: 2,80 x 3,50 mm; Seitenansicht Höhe 0,70 mm). Die Unterseite zeigt zwei Lötpads: Anode (A) Pad-Größe 1,96 x 2,10 mm und Kathode (C) Pad-Größe 1,10 x 2,10 mm. Das empfohlene Löttiermuster besteht aus zwei rechteckigen Pads mit 2,10 x 0,50 mm, die durch einen Spalt von 0,48 mm getrennt sind. Alle Maße haben eine Toleranz von ±0,05 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Anode ist auf der Oberseite des Gehäuses mit einem "+"-Symbol gekennzeichnet; die Kathode ist mit einem "-" gekennzeichnet. Die Unterseite zeigt, dass das größere Pad (2,10 x 1,96 mm) die Anode ist und das kleinere Pad (1,10 x 2,10 mm) die Kathode.

5.3 Trägerband- und Rollenabmessungen

Das Trägerband hat eine Breite von 12,0 mm, einen Teilungsabstand von 4,00 mm und eine Kavitätsgröße, die für das PLCC-2-Gehäuse geeignet ist. Die Rollenabmessungen betragen: A = 12,2 ±0,3 mm, B = 290 ±2 mm, C = 79,6 ±0,2 mm, D = 14,2 ±0,2 mm. Jede Rolle enthält 12.000 Stück. Die Etiketten enthalten Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode, Lichtstrom, Chromatizitäts-Bin, Durchlassspannung, Wellenlängencode, Menge und Herstellungsdatum.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil verwendet einen bleifreien Lötprozess. Die durchschnittliche Anstiegsrate von Tsmin (150 °C) bis Tp (260 °C) sollte 3 °C/s nicht überschreiten. Das Vorheizen erfolgt zwischen 150 °C und 200 °C für 60-120 Sekunden. Die Temperatur bleibt maximal 60 Sekunden über 217 °C (Zeit über Liquidus). Die Spitzentemperatur beträgt 260 °C mit einer maximalen Verweilzeit von 10 Sekunden. Die Abkühlrate sollte 6 °C/s nicht überschreiten. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zum Höhepunkt beträgt weniger als 8 Minuten. Das Reflow-Löten sollte nicht öfter als zweimal durchgeführt werden; überschreitet das Intervall zwischen den Lötvorgängen 24 Stunden, können die LEDs aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme beschädigt werden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Handlöten ist nur einmal erlaubt, mit einer Lötkolbentemperatur unter 300 °C und einer Dauer von weniger als 3 Sekunden. Eine Reparatur nach dem Löten wird nicht empfohlen; ist sie unvermeidbar, sollte ein Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden und die Auswirkungen auf die LED-Eigenschaften müssen vorher überprüft werden.

6.3 Vorsichtsmaßnahmen

Das Verkapselungsmaterial ist Silikon, das weich ist. Vermeiden Sie mechanischen Druck auf die Oberseite während der Bestückung. Verwenden Sie einen geeigneten Saugerdruck. Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen Leiterplatten; nach dem Löten darf die Platine nicht verzogen werden. Vermeiden Sie mechanische Krafteinwirkung oder übermäßige Vibrationen während der Abkühlung. Schnelles Abkühlen nach dem Löten ist nicht zulässig.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LED wird in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel geliefert, in Rollen verpackt (12.000 Stück pro Rolle) und dann in Kartons verpackt. Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu einem Jahr ab Lieferdatum lagern. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Wenn das Trockenmittel verblasst ist oder die Lagerzeit die Empfehlungen überschreitet, ist ein Backen bei 60±5 °C für mindestens 24 Stunden erforderlich. Die Produktnummerierung folgt dem Schema: RF-W[Farbtemperaturcode]HP32DS-AF-I3, wobei "W" für Weiß steht, "HP32DS" für eine leistungsstarke PLCC-2 mit spezifischem Design, "AF" für automatische Lichtstrom-Binning und "I3" möglicherweise für eine Version oder Stromstärke. Die Modellnummer zusammen mit dem Bincode gibt die genaue Chromatizität und Lichtstärkeklasse an.

8. Anwendungsempfehlungen

Typische Anwendungen umfassen Innenbeleuchtung wie Glühlampen, Downlights und allgemeine Beleuchtungskörper. Stellen Sie bei der Schaltungsauslegung sicher, dass der Vorwärtsstrom durch jede LED den maximalen Nennwert nicht überschreitet. Es werden Vorwiderstände empfohlen, um den Strom gegen Spannungsschwankungen zu stabilisieren. Das thermische Design muss robust sein, da erhöhte Temperaturen die Lichtausbeute verringern und die Farbe verschieben. Sorgen Sie für eine ausreichende Kühlkörperung, um die Sperrschichttemperatur unter 125 °C zu halten. In Umgebungen mit Schwefelverbindungen muss die Schwefelkonzentration unter 100 PPM liegen, um eine Beschädigung der LED zu vermeiden. Brom- und Chloranteile in Materialien sollten jeweils auf weniger als 900 PPM und insgesamt auf weniger als 1500 PPM begrenzt werden. Vermeiden Sie die Verwendung von Klebstoffen, die organische Dämpfe in der Nähe der LED ausgasen. Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, wird Isopropylalkohol empfohlen; eine Ultraschallreinigung sollte vermieden werden, da sie das Gehäuse beschädigen kann.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu herkömmlichen weißen PLCC-2-LEDs bietet dieses Bauteil einen größeren Abstrahlwinkel (120° gegenüber typischen 110°) und einen höheren maximalen Vorwärtsstrom (110 mA gegenüber 100 mA), was eine höhere Lichtausbeute ermöglicht. Die Durchlassspannungs-Binning ist enger (0,4-V-Schritte) im Vergleich zu einigen Wettbewerbern mit 0,6-V-Schritten, was die Parallelschaltung erleichtert. Der Wärmewiderstand von 15 °C/W ist für ein PLCC-2-Gehäuse wettbewerbsfähig; einige ähnliche Produkte haben 20-25 °C/W. Der CRI von mindestens 80 (typisch 82) ist für den allgemeinen Innenbereich geeignet, während einige Spezialprodukte CRI 90+ erreichen, jedoch mit geringerer Effizienz.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich diese LED mit konstanter Spannung betreiben?

A: Ein Betrieb mit konstanter Spannung wird nicht empfohlen, da kleine Spannungsänderungen große Stromschwankungen verursachen. Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand.

F: Wie hoch ist die erwartete Lebensdauer?

A: Obwohl im Datenblatt nicht explizit angegeben, haben typische PLCC-2-LEDs eine Lichtstromerhaltung von >70 % nach 50.000 Stunden unter empfohlenen Bedingungen (IF=100 mA, Tj≤125 °C).

F: Wie interpretiere ich den Bincode "27M"?

A: "27M" gibt einen CCT-Bin um 2700 K mit spezifischen Chromatizitätskoordinaten innerhalb der 7-Stufen-MacAdam-Ellipse an.

F: Kann ich diese LED im Außenbereich verwenden?

A: Das Datenblatt gibt einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +105 °C an, aber das Gehäuse ist nicht für Außenfeuchtigkeit oder direkte Sonneneinstrahlung ausgelegt, es sei denn, es wird zusätzlich geschützt. Für den Außeneinsatz sollten Sie eine Schutzbeschichtung oder IP-zertifizierte Gehäuse in Betracht ziehen.

F: Was ist die maximale Sperrspannung?

A: Die absolute maximale Sperrspannung beträgt 15 V. Eine Überschreitung kann zu Schäden führen. Der Sperrstrom bei 15 V beträgt weniger als 10 µA, was auf eine gute Sperrstromverhalten hinweist.

11. Anwendungsbeispiele

11.1 Wohnraum-Downlight

Ein typisches 7-W-Nachrüst-Downlight verwendet 7 LEDs: 7 × 1078 mW = 7,55 W Gesamtleistung (etwas höher aufgrund von Treiberverlusten). Mit 120 lm pro LED (FC3-Bin) bei 100 mA ergibt sich eine Gesamtlichtausbeute von 840 lm, was einer 60-W-Glühlampe entspricht. Der große Abstrahlwinkel (120°) ermöglicht eine breite Lichtverteilung für eine gleichmäßige Raumausleuchtung.

11.2 Lineare Lichtleiste

Für einen 1 Meter langen Streifen mit 60 LEDs (5 Rollen à 12 Stück), betrieben mit 100 mA Gesamtstrom (60 × 110 mA = 6,6 A ist unpraktisch; normalerweise werden parallele Stränge mit separaten Widerständen verwendet). Eine praktikablere Auslegung besteht aus 3 parallelen Strängen mit je 20 LEDs, jeder Strang mit einem strombegrenzenden Widerstand und einem Gesamtstrom von 330 mA (3 × 110 mA). Die Lichtausbeute würde 6600 lm übersteigen (3 Stränge × 20 LEDs × 110 lm = 6600 lm). Eine ausreichende Kühlung ist entscheidend.

12. Funktionsprinzip

Die weiße LED arbeitet nach dem Prinzip der Leuchtstoffumwandlung: Ein blauer LED-Chip auf Galliumnitrid (GaN)-Basis emittiert blaues Licht bei etwa 450 nm. Dieses blaue Licht wird teilweise von einem gelb emittierenden Leuchtstoff (typischerweise YAG:Ce) absorbiert, der in einem breiten gelb-grünen Band wieder emittiert. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und der gelben Leuchtstoffemission erzeugt weißes Licht. Durch Anpassung der Leuchtstoffzusammensetzung und -konzentration werden verschiedene korrelierte Farbtemperaturen (CCT) von Warmweiß (2700 K) bis Kaltweiß (6500 K) erreicht. Der CRI wird durch die spektrale Breite des Leuchtstoffs bestimmt; Bauteile mit höherem CRI verwenden oft mehrere Leuchtstoffe (z. B. zusätzlich roten Leuchtstoff), um die spektralen Lücken zu füllen.

13. Entwicklungstrends

Der Markttrend für weiße PLCC-2-LEDs umfasst eine weitere Miniaturisierung (z. B. 1,6×1,6 mm Gehäuse) bei gleichbleibender optischer Leistung. Effizienzsteigerungen werden durch bessere Chip-Effizienz und Leuchtstoff-Quantenausbeute erzielt (Ziel >210 lm/W bei 100 mA für Mid-Power-LEDs). Versionen mit höherem CRI (CRI 90-95) werden für Premium-Innenbeleuchtung immer üblicher. Darüber hinaus nimmt die Integration von Smart Control (z. B. einstellbares Weiß) zu, was ein kompatibles LED-Binning und eine enge Farbkonsistenz erfordert. Auch der Automobilsektor übernimmt ähnliche Gehäuse für die Innenbeleuchtung. Zuverlässigkeitsanforderungen treiben weiterhin zu niedrigerem Wärmewiderstand und besserer Schwefel-/Feuchtigkeitsbeständigkeit durch fortschrittliche Verpackungstechniken.