Inhaltsverzeichnis
- 1. Beschreibung
- 1.1 Allgemeine Beschreibung
- 1.2 Eigenschaften
- 1.3 Anwendungen
- 2. Gehäuseabmessungen
- 3. Elektrische/optische Eigenschaften bei Ts=25°C
- Absolute Grenzwerte (Ts=25°C)
- 4. Bin-Bereich für Durchlassspannung und Lichtstärke (IF=20mA)
- 5. Typische optische Kennlinien
- 6. Verpackung
- 7. Zuverlässigkeitsprüfungen und Bedingungen
- 8. SMT-Reflow-Lötanleitung
- 9. Handhabungshinweise
- 10. Lagerbedingungen
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Beschreibung
1.1 Allgemeine Beschreibung
Die weiße LED wird unter Verwendung eines blauen Chips und eines Leuchtstoffs hergestellt, um eine weiße Lichtemission zu erreichen. Das Gehäuse ist ein Standard-PLCC2 (3,50mm x 2,80mm x 1,84mm) SMT-Bauteil. Diese LED ist für hohe Zuverlässigkeit und hervorragende optische Leistung in anspruchsvollen Anwendungen ausgelegt.
1.2 Eigenschaften
- PLCC2-Gehäuse
- Extrem großer Abstrahlwinkel (120°)
- Geeignet für alle SMT-Montage- und Lötprozesse
- Lieferung auf Gurt und Rolle (2000 Stück/Rolle)
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 2
- Einhaltung von RoHS und REACH
- Qualifikation: Produktqualifikations-Testplan basierend auf AEC-Q101-Richtlinien für automobile diskrete Halbleiter
1.3 Anwendungen
- Innenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen
- Schalter
2. Gehäuseabmessungen
Die Gehäuseabmessungen betragen 3,50mm (Länge) x 2,80mm (Breite) x 1,84mm (Höhe). Die LED verfügt über eine klare Silikonlinse. Das empfohlene Lötdiagramm wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße thermische und mechanische Verbindung sicherzustellen. Die Polarität ist auf dem Gehäuse markiert. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,2mm angegeben, sofern nicht anders vermerkt.
3. Elektrische/optische Eigenschaften bei Ts=25°C
| Parameter | Symbol | Testbedingung | Min. | Typ. | Max. | Einheit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Durchlassspannung | VF | IF=20mA | 2.5 | 2.8 | 3.1 | V |
| Sperrstrom | IR | VR=5V | - | - | 10 | µA |
| Lichtstärke | IV | IF=20mA | 1800 | 2450 | 3500 | mcd |
| Abstrahlwinkel | 2θ1/2 | IF=20mA | - | 120 | - | ° |
| Wärmewiderstand | RTHJ-S | IF=20mA | - | - | 300 | °C/W |
Absolute Grenzwerte (Ts=25°C)
| Parameter | Symbol | Grenzwert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Verlustleistung | PD | 93 | mW |
| Durchlassstrom | IF | 30 | mA |
| Spitzen-Durchlassstrom (1/10 Tastverhältnis, 10ms) | IFP | 50 | mA |
| Sperrspannung | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Betriebstemperatur | TOPR | -40 bis +100 | °C |
| Lagertemperatur | TSTG | -40 bis +100 | °C |
| Sperrschichttemperatur | TJ | 120 | °C |
Anmerkungen: Toleranz der Durchlassspannungsmessung ±0,1V. Toleranz der Farbkoordinatenmessung ±0,005. Toleranz der Lichtstärkemessung ±10%.
4. Bin-Bereich für Durchlassspannung und Lichtstärke (IF=20mA)
Die LED wird für eine gleichbleibende Qualität nach Durchlassspannung (VF) und Lichtstärke (IV) in Bins eingeteilt. Die VF-Bins reichen von 2,5-2,6V (E2) bis 3,0-3,1V (H1). Die IV-Bins sind N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd) und O1 (2800-3500 mcd). Die Farbort-Bins (R00, R01, R02) sind im CIE-1931-Diagramm definiert.
5. Typische optische Kennlinien
Die folgenden Kennlinien werden als Designreferenz bereitgestellt:
- Durchlassspannung über Durchlassstrom: Zeigt die typische I-V-Kennlinie.
- Durchlassstrom über relative Intensität: Zeigt den linearen Anstieg der Intensität mit dem Strom.
- Löttemperatur über relative Intensität: Zeigt den Intensitätsabfall bei höheren Lötstellentemperaturen.
- Löttemperatur über Durchlassstrom: Derating-Kurve für den maximal zulässigen Strom in Abhängigkeit von der Lötstellentemperatur.
- Durchlassspannung über Löttemperatur: Zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung.
- Abstrahldiagramm: Veranschaulicht den großen Abstrahlwinkel von 120°.
- Farbortverschiebung über Löttemperatur: Zeigt die leichte Verschiebung der Farbkoordinaten mit der Temperatur.
- Spektrale Verteilung: Das typische Spektrum der weißen LED.
6. Verpackung
Die LEDs werden auf Gurt und Rolle mit 2000 Stück pro Rolle verpackt. Die Abmessungen des Gurtes sind für die automatische Bestückung spezifiziert. Die Rollenabmessungen betragen 178mm (Durchmesser) mit einer 13mm Nabenhülse. Ein Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte wird zum Schutz vor Feuchtigkeit verwendet. Das Etikett enthält die Teilenummer, den Bin-Code, die Menge und den Datumscode.
7. Zuverlässigkeitsprüfungen und Bedingungen
Das Produkt wird durch strenge Zuverlässigkeitstests auf Basis von AEC-Q101 qualifiziert. Tests umfassen:
- Reflow-Löten (260°C, 10 Sekunden)
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2 (85°C/60%RH, 168 Stunden)
- Thermoschock (-40°C bis 125°C, 1000 Zyklen)
- Lebensdauertest (100°C, IF=20mA, 1000 Stunden)
- Hochtemperatur-Hochfeuchte-Lebensdauertest (85°C/85%RH, IF=20mA, 1000 Stunden)
Akzeptanzkriterien: Für die Durchlassspannung gilt der Grenzwert O.S.G. × 1,1; für den Sperrstrom O.S.G. × 2,0; für den Lichtstrom U.S.G. × 0,7.
8. SMT-Reflow-Lötanleitung
Empfohlene Reflow-Profilparameter: Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden. Aufheizrate ≤3°C/s. Zeit über 217°C: max. 60 Sekunden. Spitzentemperatur: 260°C für max. 10 Sekunden. Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: max. 8 Minuten. Nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen durchführen; wenn mehr als 24 Stunden zwischen den Lötvorgängen vergehen, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden. Für manuelles Löten verwenden Sie einen Lötkolben bei<300°C für weniger als 3 Sekunden, nur einmal. Reparaturen sollten vermieden werden, aber falls erforderlich, verwenden Sie einen Doppelspitzenlötkolben. Die Silikon-Vergussmasse ist weich; vermeiden Sie übermäßigen Druck beim Bestücken.
9. Handhabungshinweise
- Vermeiden Sie die Exposition gegenüber Schwefelverbindungen von mehr als 100 PPM in Kontaktmaterialien.
- Begrenzen Sie den Brom- und Chlorgehalt in externen Materialien: jeweils<900PPM, insgesamt<1500PPM.
- Verhindern Sie, dass flüchtige organische Verbindungen (VOCs) das Silikon verfärben.
- Handhaben Sie die Bauteile mit geeigneten Werkzeugen an den Seiten; berühren Sie nicht die Linsenoberfläche.
- Dimensionieren Sie die Treiberschaltung so, dass der Strom die absoluten Grenzwerte nicht überschreitet, und verwenden Sie einen Vorwiderstand zum Schutz. Vermeiden Sie Sperrspannung.
- Das thermische Design ist entscheidend; berücksichtigen Sie die Wärmeentwicklung, um eine Verschlechterung von Helligkeit und Farbe zu vermeiden.
- Die Silikon-Vergussmasse zieht Staub an; Reinigung mit Isopropylalkohol wird empfohlen. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.
10. Lagerbedingungen
| Zustand | Temperatur | Feuchtigkeit | Zeit |
|---|---|---|---|
| Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels | ≤30°C | ≤75% | Innerhalb von 1 Jahr |
| Nach Öffnen des Beutels | ≤30°C | ≤60% | Empfohlen innerhalb von 24 Stunden |
| Backen (bei Überschreitung der Lagerzeit oder Beschädigung des Beutels) | 60±5°C | - | ≥24 Stunden |
ESD- und EOS-Schutz sollte bei Handhabung und Montage angewendet werden, da LEDs empfindlich gegen elektrostatische Entladungen sind.
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. |