LED-Chip-Spezifikation - Abmessungen 1,6x0,8x0,4 mm - Spannung 2,6-3,5 V - Leistung 0,105 W - Weißlicht - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument bietet eine umfassende technische Spezifikation für eine weiße Miniatur-Leuchtdiode (LED), die für Anwendungen mit Oberflächenmontagetechnik (SMT) entwickelt wurde. Das Produkt zeichnet sich durch seinen kompakten Bauraum und weiten Betrachtungswinkel aus, was es für platzbeschränkte elektronische Designs geeignet macht, die eine zuverlässige optische Anzeige erfordern.

1.1 Produktpositionierung und Kernvorteile

Die LED wird als hochzuverlässige, universelle Indikator-Komponente positioniert. Ihre Kernvorteile ergeben sich aus der Miniaturbauform von 1,6 mm x 0,8 mm x 0,4 mm, die hochdichte PCB-Layouts ermöglicht. Das Bauteil verfügt über einen extrem weiten Betrachtungswinkel von typisch 140 Grad, was die Sichtbarkeit aus verschiedenen Perspektiven gewährleistet. Es ist vollständig kompatibel mit standardmäßigen SMT-Montageprozessen, einschließlich Reflow-Lötung, und entspricht den RoHS-Umweltstandards. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe ist mit MSL 3 bewertet, was robuste Handhabungseigenschaften für die meisten Fertigungsumgebungen anzeigt.

1.2 Zielmarkt

Zu den primären Zielmärkten zählen Unterhaltungselektronik, Industriesteuerungen, Automotive-Innenraumbeleuchtung und allgemeine Messtechnik. Spezifische Anwendungen sind breit gefächert und umfassen die Hintergrundbeleuchtung von Schaltern und Symbolen, Statusanzeigen auf verschiedenen Geräten sowie allgemeine Beleuchtung in Displaypanels, bei denen kleine Baugröße und diffuses Licht entscheidend sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Die folgenden Abschnitte bieten einen detaillierten Überblick über die wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Parameter dieser LED, gemessen bei einer Standard-Sperrschichttemperatur von 25°C.

2.1 Photoelektrische Eigenschaften

Die Lichtstärke wird bei einem Durchlassstrom (I_F) von 5 mA spezifiziert. Sie ist in mehrere Bereiche unterteilt ("gebinned"), gekennzeichnet durch Codes wie 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd), 1AX (200-250 mcd) und 1AY (250-300 mcd). Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit konsistenten Helligkeitsstufen für ein einheitliches Erscheinungsbild in Multi-LED-Anwendungen auszuwählen. Die dominante Wellenlänge und Farbe werden durch die Kombination eines blauen LED-Chips mit einer Phosphorbeschichtung zur Erzeugung von weißem Licht erreicht, wobei spezifische Farbortkoordinaten im Binning-System definiert sind._FDie Lichtstärke wird bei einem Durchlassstrom (I_F) von 5 mA spezifiziert. Sie ist in mehrere Bereiche unterteilt ("gebinned"), gekennzeichnet durch Codes wie 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd), 1AX (200-250 mcd) und 1AY (250-300 mcd). Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit konsistenten Helligkeitsstufen für ein einheitliches Erscheinungsbild in Multi-LED-Anwendungen auszuwählen. Die dominante Wellenlänge und Farbe werden durch die Kombination eines blauen LED-Chips mit einer Phosphorbeschichtung zur Erzeugung von weißem Licht erreicht, wobei spezifische Farbortkoordinaten im Binning-System definiert sind.

2.2 Elektrische Parameter

Die Durchlassspannung (V_F) ist ein kritischer Parameter, der das Netzteil-Design beeinflusst. Bei I_F=5 mA ist die V_F sorgfältig in zehn Bereiche von F1 (2,6-2,7 V) bis J1 (3,4-3,5 V) unterteilt. Dieses präzise Spannungs-Binning erleichtert die Stromanpassung in Serien- oder Parallelschaltungen. Der Sperrstrom (I_R) ist bei einer Sperrspannung (V_R) von 5 V auf maximal 10 µA garantiert, was auf gute Diodeneigenschaften und Schutz gegen geringe Sperrspannung hindeutet. Absolute Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen: ein kontinuierlicher Durchlassstrom von 30 mA, ein Spitzenimpulsstrom von 60 mA (unter spezifischen Bedingungen) und eine maximale Verlustleistung von 105 mW._F) ist ein kritischer Parameter, der das Netzteil-Design beeinflusst. Bei I_F=5mA, die V_Fist sorgfältig in zehn Bereiche von F1 (2,6-2,7V) bis J1 (3,4-3,5V) unterteilt. Dieses präzise Spannungs-Binning erleichtert die Stromanpassung in Serien- oder Parallelschaltungen. Der Sperrstrom (I_R) ist bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V auf maximal 10 µA garantiert, was auf gute Diodeneigenschaften und Schutz gegen geringe Sperrspannung hindeutet. Absolute Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen: ein kontinuierlicher Durchlassstrom von 30mA, ein Spitzenimpulsstrom von 60mA (unter spezifischen Bedingungen) und eine maximale Verlustleistung von 105mW._R) ist garantiert maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V, was auf gute Diodeneigenschaften und Schutz gegen geringe Sperrspannung hindeutet. Absolute Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen: ein kontinuierlicher Durchlassstrom von 30mA, ein Spitzenimpulsstrom von 60mA (unter spezifischen Bedingungen) und eine maximale Verlustleistung von 105mW.

2.3 Thermische Eigenschaften

Das thermische Management ist entscheidend für die Langlebigkeit und Leistungsstabilität der LED. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (R_θJ-S) ist mit 450 °C/W (typisch) spezifiziert. Dieser Wert quantifiziert, wie effektiv Wärme vom Halbleiterübergang zur PCB abgeführt wird. Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (T_j) beträgt 95°C. Das Überschreiten dieser Temperatur kann zu beschleunigtem Lichtleistungsabbau und reduzierter Betriebslebensdauer führen. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, was Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen gewährleistet._θJ-S) ist mit 450 °C/W (typisch) spezifiziert. Dieser Wert quantifiziert, wie effektiv Wärme vom Halbleiterübergang zur PCB abgeführt wird. Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (T_j) beträgt 95°C. Das Überschreiten dieser Temperatur kann zu beschleunigtem Lichtleistungsabbau und reduzierter Betriebslebensdauer führen. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, was Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen gewährleistet._J) ist 95°C. Das Überschreiten dieser Temperatur kann zu beschleunigtem Lichtleistungsabbau und reduzierter Betriebslebensdauer führen. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, was Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen gewährleistet.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden die LEDs basierend auf Schlüsselparametern sortiert ("gebinned").

3.1 Durchlassspannungs-Binning

Wie erwähnt, ist die Durchlassspannung in zehn distincte Bins unterteilt (F1, F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, J2). Entwickler können diese Information nutzen, um LEDs mit ähnlicher V_F zu gruppieren, wenn sie Konstantstromtreiberschaltungen entwerfen, um Stromungleichgewicht in parallel geschalteten Strings zu minimieren._Fbeim Entwurf von Konstantstromtreiberschaltungen, um Stromungleichgewicht in parallel geschalteten Strings zu minimieren.

3.2 Lichtstrom-Binning

Die Lichtstärke ist in fünf Hauptgruppen unterteilt (1AP, G20, 1AW, 1AX, 1AY). Dies ermöglicht die Auswahl von LEDs mit abgestimmter Helligkeit, was entscheidend ist für Anwendungen wie Indikatorarrays oder Hintergrundbeleuchtungsstreifen, bei denen visuelle Einheitlichkeit von größter Bedeutung ist.

3.3 Farbortkoordinaten-Binning

Die Weißlichtfarbe wird innerhalb des CIE-1931-Farbtafel-Diagramms definiert. Die Spezifikation liefert Bin-Codes (z.B. B3a, B3b, B4a, B4b usw.) mit entsprechenden Sätzen von (x, y)-Koordinatenpaaren, die einen viereckigen Bereich auf der Farbtafel definieren. LEDs, die in diese Bereiche fallen, haben eine konsistente Weißlicht-Farbtemperatur und -Nuance. Dieses Binning ist essenziell für Anwendungen, die präzise Farbabstimmung erfordern, wie z.B. in Multi-LED-Displays oder Statusanzeigen, bei denen die Farbwahrnehmung kritisch ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das PDF typische optische Kennlinienkurven referenziert, sind die spezifischen Grafiken nicht im bereitgestellten Text enthalten. Basierend auf den tabellarischen Daten können wir jedoch standardmäßige Leistungstrends ableiten.

4.1 IV-Kennlinienkurve

Eine typische LED-Strom-Spannungs-(I-V)-Kurve würde eine exponentielle Beziehung zeigen. Die Durchlassspannungs-Bins zeigen die leichten Variationen in der Einschaltspannung über verschiedene Produktionseinheiten hinweg. Die Kurve würde zeigen, dass oberhalb der Einschaltspannung (ca. 2,6 V) der Strom bei einer kleinen Spannungserhöhung rapide ansteigt, was die Notwendigkeit strombegrenzender Schaltungen in praktischen Designs hervorhebt.

4.2 Temperaturabhängigkeit

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Typischerweise nimmt die Durchlassspannung mit steigender Sperrschichttemperatur ab (negativer Temperaturkoeffizient), während die Lichtausbeute ebenfalls abnimmt. Die spezifizierte maximale Sperrschichttemperatur von 95°C und der thermische Widerstandswert sind Schlüssel für die Modellierung dieser Abhängigkeit. Entwickler müssen ausreichende PCB-Kupferfläche oder andere Kühlmethoden sicherstellen, um T_j innerhalb sicherer Grenzen zu halten, für optimale Lichtleistung und Langlebigkeit._Jinnerhalb sicherer Grenzen für optimale Lichtleistung und Langlebigkeit.

4.3 Spektrale Verteilung

Als phosphorkonvertierte weiße LED würde die spektrale Leistungsverteilung aus einem primären Peak des blauen LED-Chips (typisch um 450-460 nm) und einem breiteren sekundären Peak im gelb-grünen Bereich, emittiert durch den Phosphor, bestehen. Die Kombination ergibt weißes Licht. Die exakte spektrale Form und die korrelierte Farbtemperatur (CCT) werden durch die Phosphorzusammensetzung gesteuert und spiegeln sich in den bereitgestellten Farbortkoordinaten-Binning-Daten wider.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem kompakten Oberflächenmontage-Gehäuse untergebracht mit Gesamtabmessungen von 1,60 mm (L) ± 0,20 mm x 0,80 mm (B) ± 0,20 mm x 0,40 mm (H). Detaillierte mechanische Zeichnungen zeigen Drauf-, Seiten- und Bodenansichten. Die Bodenansicht zeigt deutlich die beiden Anoden- und Kathodenanschlüsse, die entscheidend für das korrekte PCB-Footprint-Design sind.

5.2 Pad-Design und Polartätskennzeichnung

Eine empfohlene Lötpad-Anordnung ist in der Dokumentation bereitgestellt. Die Pad-Abmessungen sind typisch 0,80 mm x 0,80 mm für jeden Anschluss mit einem Abstand von 0,80 mm dazwischen. Die Befolgung dieser Empfehlung gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während des Reflow-Prozesses. Die Polarität ist auf dem Bauteil selbst klar markiert; typischerweise kann die Kathodenseite durch eine Kerbe, einen Punkt oder eine grüne Markierung gemäß Diagramm angezeigt sein. Die korrekte Ausrichtung ist entscheidend für die Schaltungsfunktionalität.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 SMT-Reflow-Lötparameter

Das Produkt ist für alle standardmäßigen SMT-Montageprozesse geeignet. Während spezifische Reflow-Profilparameter (Vorwärmung, Einweichzone, Reflow-Spitzentemperatur, Abkühlung) im bereitgestellten Auszug nicht detailliert sind, sind standardmäßige bleifreie (RoHS) Reflow-Profile mit einer Spitzentemperatur, die typisch 260°C nicht überschreitet, anwendbar. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 erfordert, dass die Bauteile gebacken werden, wenn sie länger als die spezifizierte Zeit (üblicherweise 168 Stunden) Umgebungsbedingungen ausgesetzt wurden, bevor sie verlötet werden, um "Popcorn"-Risse während des Lötens zu verhindern.

6.2 Handhabungshinweise und Lagerbedingungen

Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) sollten während der Handhabung beachtet werden, da das Bauteil eine ESD-Beständigkeitsspannung von 1000 V (HBM) hat. Bauteile sollten in ihrer original feuchtigkeitsbeständigen Verpackung bei Temperaturen zwischen -40°C und +85°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit unter dem für MSL 3 spezifizierten Level gelagert werden. Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED-Linse während des Platzierens oder Reinigungsprozesses.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden in geprägten Trägerbändern geliefert, die auf Spulen aufgewickelt sind, was Standard für automatisierte SMT-Bestückungsmaschinen ist. Die Spezifikation beinhaltet detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Spule selbst, um Kompatibilität mit Zuführern sicherzustellen. Diese Verpackungsmethode schützt die Bauteile vor physischen Schäden und Kontamination während Transport und Montage.

7.2 Etikettenspezifikationen

Spulenetiketten enthalten essentielle Informationen für Rückverfolgbarkeit und korrekte Verwendung, einschließlich der Artikelnummer, Bin-Codes für Spannung und Lichtstärke, Menge, Datumscode und Chargennummer. Das Verständnis dieser Kennzeichnung ist wichtig für die Bestandskontrolle und sicherzustellen, dass die korrekte Bauteilvariante in der Produktion verwendet wird.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal geeignet für:

• Optische Anzeigen:Stromversorgungsstatus, Batterieladestand oder Betriebsmodus-Indikatoren in tragbaren Geräten, Haushaltsgeräten und Industrieequipment.
• Schalter- und Symbol-Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung von Tasten, Tastaturen oder grafischen Symbolen auf Bedienfeldern für verbesserte Sichtbarkeit bei geringem Licht.
• Display-Hintergrundbeleuchtung:Als Lichtquelle für kleine segmentierte oder Punktmatrix-Displays, bei denen gleichmäßige, diffuse Beleuchtung erforderlich ist.
• Allgemeine dekorative Beleuchtung:Niedrigleistungs-Akzentbeleuchtung in Konsumgütern.

8.2 Designüberlegungen

Wichtige Designfaktoren beinhalten:

• Stromtreiber:Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Der Wert sollte basierend auf dem gewünschten Durchlassstrom (nicht überschreitend 30 mA kontinuierlich) und dem Durchlassspannungs-Bin der gewählten LED berechnet werden.
• Thermisches Management:Für Dauerbetrieb bei höheren Strömen berücksichtigen Sie den Wärmeleitweg. Verwenden Sie ausreichende Kupferfläche auf der PCB unter und um die LED-Pads herum, die als Kühlkörper wirkt, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten.
• Optisches Design:Der weite 140-Grad-Betrachtungswinkel bietet ein diffuses Lichtmuster. Für gerichteteres Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein. Die kleine Baugröße ermöglicht die Integration in enge Räume.

9. Technischer Vergleich

9.1 Differenzierungsvorteile

Im Vergleich zu anderen Miniatur-LEDs auf dem Markt beinhalten die Hauptunterscheidungsmerkmale dieses Produkts die Kombination aus einem extrem weiten Betrachtungswinkel mit einer sehr kompakten 1608-Bauform (1,6x0,8 mm). Viele Wettbewerber bieten ähnliche Größen, aber mit engeren Betrachtungswinkeln an. Das detaillierte und umfangreiche Binning für sowohl Spannung als auch Lichtstärke bietet ein höheres Maß an Konsistenz für anspruchsvolle Anwendungen, reduziert den Bedarf an nachträglicher Kalibrierung oder Helligkeitsabgleichschaltungen. Seine MSL-3-Bewertung bietet eine bessere Feuchtigkeitsbeständigkeit als einige kleinere Chip-Scale-LEDs mit Bewertung MSL 5 oder 6, was Lager- und Handhabungsprozeduren vereinfacht.

10. Häufig gestellte Fragen

10.1 Häufige Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Was ist der Zweck der mehrfachen Durchlassspannungs-(V_F)-Bins?_FA: V_F-Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit nahezu identischen elektrischen Eigenschaften auszuwählen. Wenn LEDs parallel geschaltet werden, minimiert die Verwendung von Einheiten aus demselben V_F-Bin Stromungleichgewicht, gewährleistet gleichmäßige Helligkeit und verhindert, dass eine LED übermäßig Strom zieht und überhitzt.

A: V_FBinning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit nahezu identischen elektrischen Eigenschaften auszuwählen. Wenn LEDs parallel geschaltet werden, minimiert die Verwendung von Einheiten aus demselben V_FBin Stromungleichgewicht, gewährleistet gleichmäßige Helligkeit und verhindert, dass eine LED übermäßig Strom zieht und überhitzt.

F: Wie wähle ich den richtigen Lichtstärke-Bin?

A: Wählen Sie den Bin basierend auf der erforderlichen Helligkeit für Ihre Anwendung. Für Umgebungen mit hohem Umgebungslicht kann ein höherer Bin (z.B. 1AY) notwendig sein. Für Niedrigleistungs- oder Innenraum-Indikatoren könnte ein niedrigerer Bin (z.B. 1AP) ausreichen, was möglicherweise Energie spart. Die Verwendung eines einzelnen Bins in einem Produkt gewährleistet visuelle Konsistenz.

F: Die maximale Sperrschichttemperatur beträgt 95°C. Ist es sicher, kontinuierlich bei dieser Temperatur zu betreiben?

A: Während das Bauteil 95°C aushalten kann, wird kontinuierlicher Betrieb bei der maximalen Sperrschichttemperatur den Degradationsprozess der LED beschleunigen, was ihre Lichtausbeute über die Zeit reduziert (Lichtstromrückgang). Für langfristige Zuverlässigkeit ist es ratsam, das System so zu entwerfen, dass T_j deutlich niedriger gehalten wird, idealerweise unter 70-80°C unter Worst-Case-Bedingungen._Jsignifikant niedriger, idealerweise unter 70-80°C unter Worst-Case-Bedingungen.

11. Praktische Anwendungsfälle

11.1 Design- und Anwendungsbeispiele

Fall 1: Mehrfachlegenden-Tastenfeld:Ein Bedienfeld für Industriemaschinen verwendet 20 dieser LEDs zur Hintergrundbeleuchtung verschiedener Tastenlegenden. Durch die Spezifikation von LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. 1AW) und einem engen Durchlassspannungs-Bin (z.B. G1) kann der Entwickler einen einzigen strombegrenzenden Widerstandswert für alle parallel geschalteten LEDs verwenden und so gleichmäßige Beleuchtung über das Panel hinweg ohne komplexe Treiberelektronik erreichen.

Fall 2: Statusanzeige für Wearable-Gerät:In einem kompakten Fitness-Tracker wird eine einzelne LED dieses Typs als Lade- und Benachrichtigungsanzeige verwendet. Der Miniatur-Footprint von 1,6x0,8 mm passt in den extrem begrenzten Innenraum. Der weite Betrachtungswinkel stellt sicher, dass das Licht auch bei unterschiedlichen Tragewinkeln am Handgelenk sichtbar ist. Der niedrige Betriebsstrom (5-10 mA) minimiert die Auswirkung auf die Akkulaufzeit.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

12.1 Objektive Erklärung der LED-Technologie

Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiterbauteil, das Licht emittiert, wenn ein elektrischer Strom durch es fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauteils rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Farbe des Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Dieses spezifische Produkt ist eine weiße LED, die üblicherweise durch Kombination eines blauen LED-Chips mit einer gelben Phosphorbeschichtung erzeugt wird. Das blaue Licht des Chips regt den Phosphor an, wodurch er gelbes Licht emittiert. Die Kombination aus blauem und gelbem Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Diese Methode ist effizient und ermöglicht die Einstellung der Weißlicht-Farbtemperatur durch Anpassung der Phosphorzusammensetzung.

13. Entwicklungstrends

13.1 Objektiver Überblick über LED-Industrietrends

Die LED-Industrie entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), kleinerer Baugrößen und verbesserter Farbwiedergabe. Für Indikator- und Miniaturbeleuchtungsanwendungen umfassen die Trends:

• Erhöhte Integration:Kombination mehrerer LED-Chips oder Integration von Steuer-ICs in das Gehäuse.
• Verbesserte Zuverlässigkeit:Verbesserungen bei Materialien und Verpackung, um höheren Temperaturen und raueren Umgebungen standzuhalten, insbesondere für Automotive- und Industrieeinsätze.
• Farbkonsistenz:Fortschritte in der Phosphortechnologie und Binning-Prozessen, um engere Farbtoleranzen direkt aus der Produktion zu liefern, was Kosten für Endnutzer reduziert, die präzise Farbabstimmung benötigen.
• Flexible und unkonventionelle Substrate:Entwicklung von LEDs, die auf flexible oder gekrümmte PCBs montiert werden können, was neue Designmöglichkeiten eröffnet. Während diese spezifische Komponente ein standardmäßiges starres SMT-Bauteil ist, repräsentiert sie die fortschreitende Miniaturisierung, die diese breiteren Trends ermöglicht.