Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Merkmale
- 1.3 Anwendungen
- 2. Gehäuseabmessungen
- 3. Elektrische und optische Eigenschaften
- 3.1 Durchlassspannung
- 3.2 Sperrstrom
- 3.3 Lichtstrom
- 3.4 Abstrahlwinkel
- 3.5 Wärmewiderstand
- 3.6 Absolute Maximalwerte
- 4. Bin-Bereich und Farbkoordinaten
- 4.1 Durchlassspannungs-Binning
- 4.2 Lichtstrom-Binning
- 4.3 Farbort-Binning
- 5. Typische Leistungskurven
- 5.1 Durchlassspannung gegenüber Durchlassstrom
- 5.2 Durchlassstrom gegenüber relativer Intensität
- 5.3 Löttemperatur gegenüber relativer Intensität
- 5.4 Löttemperatur gegenüber Durchlassstrom (Derating)
- 5.5 Durchlassspannung gegenüber Löttemperatur
- 5.6 Abstrahlcharakteristik
- 5.7 Farbort gegenüber Temperatur
- 5.8 Spektrale Verteilung
- 6. Verpackung und Handhabung
- 6.1 Verpackungsspezifikation
- 6.2 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
- 6.3 Zuverlässigkeitstest
- 7. SMT-Reflow-Löten
- 8. Vorsichtsmaßnahmen und Lagerung
- 8.1 Betriebsumgebung
- 8.2 Handhabung
- 8.3 Reinigung
- 8.4 Lagerbedingungen
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
1.1 Allgemeine Beschreibung
Diese LED ist eine weiße Leuchtdiode, die durch Kombination eines blauen Chips mit Leuchtstoff zur Erzeugung von weißem Licht hergestellt wird. Das Gehäuse ist ein PLCC6-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) mit den Abmessungen 3,5mm x 3,5mm x 1,9mm, das für die Oberflächenmontagetechnik ausgelegt ist. Die LED bietet einen weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad und eignet sich für verschiedene Automobilbeleuchtungsanwendungen. Das Bauteil erfüllt die RoHS- und REACH-Richtlinien und ist gemäß der AEC-Q101-Stresstestqualifikation für Automotive-Diskrethalbleiter qualifiziert.
1.2 Merkmale
- PLCC6-Gehäuse (3,5mm x 3,5mm x 1,9mm)
- Extrem weiter Abstrahlwinkel (120°)
- Geeignet für alle SMT-Montage- und Lötprozesse
- Erhältlich auf Gurt und Rolle (4000 Stück/Rolle)
- Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Stufe 2
- Konformität mit RoHS und REACH
- AEC-Q101 qualifiziert
1.3 Anwendungen
Die LED ist hauptsächlich für die Automobilbeleuchtung konzipiert, sowohl für Innen- als auch für Außenanwendungen, wie z. B. Innenraum-Ambientebeleuchtung, Leselampen, Signalleuchten und andere Automobilbeleuchtungsfunktionen.
2. Gehäuseabmessungen
Die Gehäuseabmessungen sind in der Zeichnung des Datenblatts dargestellt. Die Gesamtgehäusegröße beträgt 3,50mm x 3,50mm bei einer Höhe von 1,90mm. Alle Maße sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,05mm angegeben, sofern nicht anders vermerkt. Die LED hat eine Polaritätsmarkierung auf der Oberseite. Das Gehäuse umfasst eine Anschlussbreite von 0,70mm und einen Anschlussabstand von 0,50mm in einer Richtung, mit einem weiteren Anschlussabstand von 0,80mm. Die genauen Maße sind für das PCB-Layout-Design und ein ordnungsgemäßes Löten entscheidend.
3. Elektrische und optische Eigenschaften
3.1 Durchlassspannung
Bei einem Prüfstrom von 150mA (Ts=25°C) beträgt die Durchlassspannung (VF) mindestens 2,8V, typisch 3,1V und maximal 3,4V. Die Messtoleranz beträgt ±0,1V. Dieser Parameter ist wichtig für die Berechnung der Verlustleistung und die Auslegung der Ansteuerschaltungen.
3.2 Sperrstrom
Bei einer Sperrspannung von 5V ist der Sperrstrom (IR) typischerweise sehr gering, mit einem Maximum von 10µA. Dies deutet auf eine gute Sperrschichtqualität und geringe Leckströme hin.
3.3 Lichtstrom
Bei 150mA liegt der Lichtstrom (Φ) zwischen minimal 55,3 Lumen, typisch 62 Lumen und maximal 75,3 Lumen. Die Messtoleranz beträgt ±10%. Dieser hohe Lichtstrom macht die LED für helle Automobilbeleuchtung geeignet.
3.4 Abstrahlwinkel
Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 120 Grad, was extrem breit ist und eine gleichmäßige Lichtverteilung ermöglicht.
3.5 Wärmewiderstand
Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RTHJ-S) beträgt maximal 50°C/W. Dieser niedrige Wärmewiderstand trägt zu einer effizienten Wärmeableitung bei.
3.6 Absolute Maximalwerte
Die absoluten Maximalwerte umfassen: Verlustleistung (PD) 612mW, Durchlassstrom (IF) 180mA, Spitzen-Durchlassstrom (IFP) 300mA (1/10 Tastverhältnis, 10ms Pulsbreite), Sperrspannung (VR) 5V, Elektrostatische Entladung (HBM) 8000V, Betriebstemperatur (TOPR) -40 bis +110°C, Lagertemperatur (TSTG) -40 bis +110°C, Sperrschichttemperatur (TJ) 125°C. Es ist darauf zu achten, diese Grenzen nicht zu überschreiten, um Schäden zu vermeiden.
4. Bin-Bereich und Farbkoordinaten
4.1 Durchlassspannungs-Binning
Die Durchlassspannung wird bei 150mA in Gruppen eingeteilt: G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V). Dieses Binning ermöglicht es Kunden, LEDs mit engeren Spannungsbereichen für eine gleichmäßige Stromverteilung in Arrays auszuwählen.
4.2 Lichtstrom-Binning
Der Lichtstrom wird bei 150mA gebinnt: PA (55,3-61,2 lm), PB (61,2-67,8 lm), QA (67,8-75,3 lm). Höhere Lichtstrombins liefern eine hellere Ausgabe.
4.3 Farbort-Binning
Das C.I.E.-Farbdiagramm wird mit den Bins ZG0, ZG1, ZG2 gezeigt. Die Farbkoordinaten liegen im weißen Bereich mit spezifischen x,y-Bereichen. Zum Beispiel deckt ZG0 die Koordinaten (0,3059; 0,3112) bis (0,3177; 0,3112) usw. ab. Dies gewährleistet Farbkonsistenz.
5. Typische Leistungskurven
5.1 Durchlassspannung gegenüber Durchlassstrom
Die Kurve zeigt eine typische Durchlassspannung von etwa 2,8-3,2V im Strombereich von 30-180mA.
5.2 Durchlassstrom gegenüber relativer Intensität
Die relative Lichtausbeute steigt mit dem Strom und erreicht bei 200mA etwa 140% im Vergleich zu niedrigeren Strömen.
5.3 Löttemperatur gegenüber relativer Intensität
Mit zunehmender Temperatur sinkt die relative Intensität um etwa 20% von 20°C auf 120°C.
5.4 Löttemperatur gegenüber Durchlassstrom (Derating)
Der maximal zulässige Durchlassstrom sinkt mit der Temperatur, von 180mA bei 25°C auf etwa 100mA bei 125°C, um thermische Schäden zu vermeiden.
5.5 Durchlassspannung gegenüber Löttemperatur
Die Durchlassspannung sinkt linear mit der Temperatur (ca. -2mV/°C).
5.6 Abstrahlcharakteristik
Die relative Lichtstärke als Funktion des Winkels zeigt eine breite Winkelverteilung, typisch für einen Lambert-Strahler.
5.7 Farbort gegenüber Temperatur
Die Farbkoordinaten verschieben sich leicht mit der Temperatur, wobei die x- und y-Werte mit steigender Temperatur abnehmen.
5.8 Spektrale Verteilung
Die LED emittiert ein breites Spektrum von etwa 400nm bis 750nm, mit einer Spitzenintensität um 450nm (blau) und einem breiteren gelben Peak vom Leuchtstoff, was zu kaltweißem Licht führt.
6. Verpackung und Handhabung
6.1 Verpackungsspezifikation
Die LEDs werden in Trägerband mit 4000 Stück pro Rolle verpackt. Die Abmessungen des Trägerbandes sind spezifiziert: A0=3,70±0,10mm, B0=3,70±0,10mm, K0=2,15±0,10mm, T=0,25±0,05mm, W=12,0±0,20mm usw. Rollenabmessungen: 330mm Durchmesser, 100mm Kerndurchmesser, 13mm Nabenloch.
6.2 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
Die LED ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL Level 2). Sie wird in einer feuchtigkeitsdichten Verpackung mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikator geliefert. Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels lagern bei<30°C/75%RH für bis zu 1 Jahr. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei<30°C/60%RH verwenden. Bei Überschreitung ist ein Backen bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.
6.3 Zuverlässigkeitstest
Zu den Tests gehören: Reflow (max. 260°C, 2x), Vorkonditionierung (MSL2), Temperaturschock (-40°C bis 125°C, 1000 Zyklen), Lebensdauertest (105°C, 150mA, 1000h), Hochfeuchte-Lebensdauertest (85°C/85%RH, 150mA, 1000h). Kriterien: VF-Änderung ≤1,1x USL, IR ≤2,0x USL, Lichtstrom ≥0,7x LSL.
7. SMT-Reflow-Löten
Das empfohlene Reflow-Lötprofil wird bereitgestellt. Schlüsselparameter: Aufheizrate ≤3°C/s, Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120s, Zeit über 217°C (TL) innerhalb von 60-120s, Spitzentemperatur 260°C (TP) mit Verweilzeit ≤10s, Abkühlrate ≤6°C/s. Maximal 2 Reflow-Zyklen. Handlöten: Lötkolbentemperatur<300°C für<3s, nur einmal. Reparaturen sollten minimiert werden.
8. Vorsichtsmaßnahmen und Lagerung
8.1 Betriebsumgebung
Vermeiden Sie schwefelhaltige Verbindungen >100PPM in Kontaktmaterialien. Brom und Chlor jeweils<900PPM, insgesamt<1500PPM. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können die Silikonvergussmasse verfärben; vermeiden Sie ausgasende Klebstoffe.
8.2 Handhabung
Komponenten an den Seitenflächen mit einer Pinzette handhaben; die Silikonlinse nicht direkt berühren. Schutz vor elektrostatischer Entladung ist erforderlich (ESD 8000V HBM). Entwerfen Sie Schaltungen mit strombegrenzenden Widerständen, um Überstrom zu verhindern. Das thermische Design ist entscheidend, um die Leistung aufrechtzuerhalten und Farbverschiebungen oder Lichtstromabbau zu vermeiden.
8.3 Reinigung
Verwenden Sie bei Bedarf Isopropylalkohol zur Reinigung. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie die LED beschädigen kann.
8.4 Lagerbedingungen
Im ursprünglich versiegelten Beutel lagern bei<30°C/75%RH für bis zu 1 Jahr. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden verwenden oder bei 60±5°C für 24h backen.
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. |