Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Hauptmerkmale
- 1.2 Anwendungen
- 2. Gehäuseabmessungen
- 3. Elektrische und optische Eigenschaften (bei Ts=25°C)
- 3.1 Durchlassspannung (Vf)
- 3.2 Lichtstrom (Φv) bei IF=30mA
- 3.3 Abstrahlwinkel, Farbwiedergabeindex und thermischer Widerstand
- 4. Absolute maximale Nennwerte
- 5. Bin-System
- 6. Typische optische Kennlinien
- 6.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom (I-V-Kennlinie)
- 6.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität
- 6.3 Einfluss der Anschlusspins-Temperatur
- 6.4 Abstrahlcharakteristik
- 6.5 Spektrale Verteilung
- 7. Mechanische und Verpackungsinformationen
- 7.1 Gurt und Rolle
- 7.2 Etiketteninformationen
- 7.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
- 8. Löt- und Montagerichtlinien
- 8.1 Reflow-Lötprofil
- 8.2 Handlöten
- 8.3 Mechanische Handhabung
- 9. Lagerungs- und Handhabungshinweise
- 9.1 Lagerbedingungen
- 9.2 ESD-Schutz
- 9.3 Chemische Beständigkeit
- 9.4 Thermische Auslegung
- 10. Zuverlässigkeitsprüfung
- 11. Anwendungshinweise
- 12. Funktionsprinzip
- 13. Markttrends und Entwicklungen
- 14. Häufig gestellte Fragen
- 14.1 Kann ich diese LEDs mit 60 mA betreiben?
- 14.2 Was ist die empfohlene Lagerfeuchtigkeit?
- 14.3 Wie kann ich die Farbkonsistenz über mehrere LEDs hinweg sicherstellen?
- 14.4 Ist die LED beständig gegen Schwefelumgebungen?
- LED-Spezifikations-Terminologie
- Photoelektrische Leistung
- Elektrische Parameter
- Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
- Verpackung & Materialien
- Qualitätskontrolle & Binning
- Prüfung & Zertifizierung
1. Produktübersicht
Diese weiße SMD LED wird mit einem blauen Chip und Leuchtstoffen hergestellt, um weißes Licht zu erzeugen. Sie ist in einem PLCC-2-Gehäuse mit extrem weitem Abstrahlwinkel erhältlich und für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse geeignet. Das Produkt wird auf Gurt und Rolle mit 4000 Stück pro Rolle geliefert und ist RoHS-konform. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe beträgt 3.
1.1 Hauptmerkmale
- PLCC-2 Oberflächenmontagegehäuse
- Extrem weiter Abstrahlwinkel (120 Grad bei 50% Iv)
- Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse
- Erhältlich in Gurt- und Rollenverpackung (4000 Stück/Rolle)
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: 3
- RoHS-konform
1.2 Anwendungen
- Optische Anzeigen
- Innenanzeigen
- Dekorative Beleuchtung
- Allgemeine Beleuchtungsanwendungen
2. Gehäuseabmessungen
Die Gehäuseabmessungen betragen 3,0 x 1,4 x 0,8 mm (Länge x Breite x Höhe). Alle Maße sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,2 mm angegeben, sofern nicht anders vermerkt. Die Polarität ist durch eine Markierung auf dem Gehäusekörper gekennzeichnet.
3. Elektrische und optische Eigenschaften (bei Ts=25°C)
Die folgenden Parameter werden bei einem Vorwärtsstrom von 30 mA angegeben, sofern nicht anders angegeben.
3.1 Durchlassspannung (Vf)
Die Durchlassspannung wird in Ränge unterteilt: G1 (2,7-2,8V), G2 (2,8-2,9V), H1 (2,9-3,0V), H2 (3,0-3,1V), I1 (3,1-3,2V), I2 (3,2-3,3V) und J1 (3,3-3,4V).
3.2 Lichtstrom (Φv) bei IF=30mA
Abhängig vom Farbtemperatur-Bin werden Lichtstrombereiche angegeben:
- Für 6000-6500K (RF-65HK13DS-ED-F-Y): OFA (9-10 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Für 5510-6120K (RF-60HK13DS-ED-F-Y): ähnliche Bereiche mit OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Für 3700-4258K (RF-40HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Für 2825-3050K (RF-30HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Für 2650-2868K (RF-27HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
Der typische Lichtstrom beträgt etwa 10,9 lm bei 6000-6500K und 11,5 lm bei 4000K. Die Messtoleranz beträgt ±10%.
3.3 Abstrahlwinkel, Farbwiedergabeindex und thermischer Widerstand
- Abstrahlwinkel bei 50% Iv: 120 Grad
- Farbwiedergabeindex (Ra): 80 (minimal)
- Thermischer Widerstand Rth(j-s): 115 °C/W
- Sperrstrom (IR) bei VF=5V: 10 μA (max)
4. Absolute maximale Nennwerte
| Parameter | Symbol | Nennwert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Verlustleistung | Pd | 136 | mW |
| Vorwärtsstrom | IF | 40 | mA |
| Spitzenvorwärtsstrom (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls) | IFP | 100 | mA |
| Sperrspannung | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Betriebstemperatur | Topr | -40 bis +85 | °C |
| Lagertemperatur | Tstg | -40 bis +100 | °C |
| Sperrschichttemperatur | Tj | 95 | °C |
Es ist darauf zu achten, dass die Verlustleistung den absoluten maximalen Nennwert nicht überschreitet. Der maximale Strom sollte basierend auf dem Wärmemanagement bestimmt werden, um die Sperrschichttemperatur unter 95 °C zu halten.
5. Bin-System
Die LEDs werden nach Durchlassspannung, Lichtstrom und Farbkoordinaten gebinnt. Das Farbdiagramm enthält mehrere Bins wie WP2, WK2, WP3, WK3, NP3, NK3 usw., die jeweils durch vier CIE-xy-Koordinaten definiert sind. Dies gewährleistet Konsistenz in Farbe und Helligkeit für jede Anwendung.
6. Typische optische Kennlinien
6.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom (I-V-Kennlinie)
Bei 30 mA beträgt die Durchlassspannung typischerweise etwa 3,0 V. Die Kurve zeigt den erwarteten exponentiellen Anstieg des Stroms mit der Spannung oberhalb der Schwelle.
6.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität
Die relative Intensität steigt zwischen 10 mA und 40 mA nahezu linear mit dem Vorwärtsstrom an.
6.3 Einfluss der Anschlusspins-Temperatur
Wenn die Pins-Temperatur von 25 °C auf 95 °C ansteigt, nimmt der relative Lichtstrom allmählich ab. Die Durchlassspannung nimmt mit der Temperatur ebenfalls leicht ab (etwa -2 mV/°C). Der Vorwärtsstrom sollte bei höheren Temperaturen reduziert werden, um die maximale Sperrschichttemperatur nicht zu überschreiten.
6.4 Abstrahlcharakteristik
Das Abstrahldiagramm zeigt einen weiten Abstrahlwinkel mit nahezu konstanter relativer Intensität von -60° bis +60°, die bei etwa ±60° auf 50% abfällt, was der Spezifikation des 120°-Abstrahlwinkels entspricht.
6.5 Spektrale Verteilung
Das Spektrum zeigt eine Spitze im blauen Bereich (~450 nm) vom Chip und eine breite gelbe Emission vom Leuchtstoff. Bei unterschiedlichen Farbtemperaturen (6500K, 4000K, 3000K) nimmt die relative Intensität der blauen Spitze mit abnehmender CCT ab, was zu einem wärmeren Erscheinungsbild führt.
7. Mechanische und Verpackungsinformationen
7.1 Gurt und Rolle
Die LED ist in einem Gurt mit einem Raster von 4 mm und einem Rollendurchmesser von 180 mm (Standard) verpackt. Die Polarität ist auf dem Gurt markiert. Jede Rolle enthält 4000 Stück.
7.2 Etiketteninformationen
Das Etikett enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode für Lichtstrom, Farbort-Bin, Durchlassspannungsrang, Menge und Datumscode.
7.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung
Das Produkt wird in feuchtigkeitsdichten Beuteln mit Trockenmittel versandt, um eine niedrige Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 24 Stunden verwendet werden, wenn sie bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden, oder sie müssen bei 60 ± 5 °C über 24 Stunden gebacken werden.
8. Löt- und Montagerichtlinien
8.1 Reflow-Lötprofil
Empfohlenes Reflow-Profil: Vorheizen von 150 °C bis 200 °C für 60-120 Sekunden; Aufheizen auf 217 °C, wobei die Zeit über 217 °C 60 Sekunden nicht überschreiten darf; Spitzentemperatur 260 °C für maximal 10 Sekunden; Abkühlen mit ≤6 °C/s. Reflow sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden, und wenn die Zeit zwischen den Reflows 24 Stunden überschreitet, müssen die LEDs gebacken werden.
8.2 Handlöten
Handlöten sollte mit einer Lötkolbentemperatur unter 300 °C für weniger als 3 Sekunden und nur einmal durchgeführt werden.
8.3 Mechanische Handhabung
Das Verkapselungsmaterial ist Silikon, das weich ist. Vermeiden Sie Druck auf die Oberseite. Verwenden Sie geeignete Bestückungsdüsen mit kontrollierter Kraft. Biegen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht.
9. Lagerungs- und Handhabungshinweise
9.1 Lagerbedingungen
Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels: bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu einem Jahr ab Lieferung lagern. Nach dem Öffnen: innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verwenden. Wenn nicht verwendet, bei 60 ± 5 °C für 24 Stunden backen.
9.2 ESD-Schutz
Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) bis zu 2000 V HBM. Während der Handhabung und Montage sollten geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
9.3 Chemische Beständigkeit
Vermeiden Sie die Einwirkung von Schwefelverbindungen über 100 ppm. Der Halogengehalt (Chlor und Brom) muss kontrolliert werden. Verwenden Sie nur zugelassene Reinigungsmittel wie Isopropylalkohol; eine Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.
9.4 Thermische Auslegung
Wärmeentwicklung kann die Lichtausbeute verringern und die Farbe verschieben. Stellen Sie ein angemessenes Wärmemanagement sicher, um die Sperrschichttemperatur unter 95 °C zu halten. Der thermische Widerstand von 115 °C/W bedeutet, dass bei 30 mA die Verlustleistung etwa 0,1 W beträgt, was zu einem Temperaturanstieg von etwa 11,5 °C über dem Lötpunkt führt.
10. Zuverlässigkeitsprüfung
Das Produkt hat die folgenden Zuverlässigkeitstests bestanden: Reflow-Löten (2 Mal bei 260 °C), Temperaturschock (-40 °C bis 100 °C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100 °C, 1000 Stunden), Niedertemperaturlagerung (-40 °C, 1000 Stunden), Lebensdauertest bei 30 mA und 25 °C (1000 Stunden) und Hochtemperatur-Hochfeuchte-Lebensdauertest (60 °C / 90 % relative Luftfeuchtigkeit, 30 mA, 1000 Stunden). Kriterien: Vf-Änderung ≤10 %, Lichtstromerhalt ≥90 %, keine Unterbrechung/Kurzschluss/Flackern.
11. Anwendungshinweise
Für eine optimale Leistung verwenden Sie eine Konstantstromansteuerung mit geeigneten Strombegrenzungswiderständen. Der typische Vorwärtsstrom beträgt 30 mA, kann aber bis zum absoluten Maximum von 40 mA eingestellt werden. Berücksichtigen Sie die Binning-Toleranz für eine einheitliche Farbe und Helligkeit in Arrays. Der weite Abstrahlwinkel macht diese LEDs für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen geeignet. Aufgrund der Silikonverkapselung vermeiden Sie Staubkontamination und reinigen Sie bei Bedarf mit Isopropylalkohol.
12. Funktionsprinzip
Diese weiße LED verwendet einen blau emittierenden InGaN-Chip, der einen gelben Leuchtstoff (typischerweise YAG:Ce) anregt. Die Kombination von blauem und gelbem Licht erzeugt weißes Licht. Unterschiedliche Farbtemperaturen werden durch Anpassung der Leuchtstoffzusammensetzung und -konzentration erreicht.
13. Markttrends und Entwicklungen
Der Branchentrend setzt sich in Richtung höherer Effizienz, kleinerer Gehäuse und besserer Farbqualität fort. Dieses PLCC-2-Gehäuse bietet eine gute Balance zwischen Größe und thermischer Leistung. Verbesserungen in der Leuchtstofftechnologie haben einen größeren Farbraum und höhere CRI-Werte ermöglicht. Das Produkt ist RoHS-konform und für allgemeine Beleuchtungsanwendungen geeignet.
14. Häufig gestellte Fragen
14.1 Kann ich diese LEDs mit 60 mA betreiben?
Nein, der absolute maximale Vorwärtsstrom beträgt 40 mA. Für einen zuverlässigen Betrieb bleiben Sie bei typischen 30 mA oder legen Sie eine entsprechende Derating für die Temperatur aus.
14.2 Was ist die empfohlene Lagerfeuchtigkeit?
Vor dem Öffnen des Beutels bei ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit lagern. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verwenden oder vor Gebrauch backen.
14.3 Wie kann ich die Farbkonsistenz über mehrere LEDs hinweg sicherstellen?
Verwenden Sie LEDs aus demselben Bin (Farbort- und Lichtstrom-Bin) und stellen Sie ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement sicher.
14.4 Ist die LED beständig gegen Schwefelumgebungen?
Die LED-Verkapselung besteht aus Silikon, das empfindlich gegenüber Schwefelverbindungen ist. Halten Sie die Schwefelkonzentration in der Umgebung unter 100 ppm.
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. |