Amber LED 3,2x1,0x1,5mm - Durchlassspannung 1,8-2,4V - Leistung 48mW - Dominante Wellenlänge 600-610nm - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die RF-AUT112TS-ED ist eine bernsteinfarbene Oberflächenmontage-LED (SMD), die für eine Vielzahl von optischen Anzeigeanwendungen entwickelt wurde. Sie nutzt einen hocheffizienten Bernstein-Chip, der in einem kompakten Gehäuse mit den Maßen 3,2mm x 1,0mm x 1,5mm eingekapselt ist. Mit einem extrem weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad bietet diese LED hervorragende Sichtbarkeit und gleichmäßige Lichtverteilung. Das Bauteil ist für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse geeignet, mit einer Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 3 (MSL 3) und vollständiger RoHS-Konformität, was Umweltsicherheit und einfache Integration in die moderne Elektronikfertigung gewährleistet.

1.1 Zielanwendungen

• Optische Anzeigen– Statusleuchten, Frontplattenanzeigen
• Schalter und Symbole– Hintergrundbeleuchtung von Tasten und Beschriftungen
• Displays– Segmentanzeigen, Schilder
• Allgemeine Anwendungen– Unterhaltungselektronik, Fahrzeuginnenraum, industrielle Steuerungen

2. Technische Parameteranalyse

2.1 Elektrooptische Kennwerte (Ta=25°C, IF=20mA)

Die Durchlassspannung liegt bei 20mA zwischen 1,8V und 2,4V, typisch für Standard-Bernstein-AlInGaP-Chips. Die dominante Wellenlänge ist in zwei Gruppen eingeteilt: A00 (600-605nm) und B00 (605-610nm), die das Bernsteinspektrum abdecken. Die Lichtstärke ist in drei Helligkeitsbins (1DW, 1AP, G20) sortiert, was Flexibilität für unterschiedliche Helligkeitsanforderungen bietet. Die schmale spektrale Breite von 15nm gewährleistet eine gute Farbsättigung.

2.2 Absolute Maximalwerte

Entwickler müssen sicherstellen, dass die Verlustleistung 48mW nicht überschreitet (entspricht 20mA bei 2,4V). Die Sperrschichttemperatur muss unter 95°C gehalten werden, um eine Degradation zu vermeiden. Die ESD-Festigkeit von 2000V HBM erfordert eine ordnungsgemäße Handhabung während der Montage.

3. Binning-System

Das Bauteil wird nach Wellenlänge, Helligkeit und Durchlassspannung gebinnt, wie auf dem Rollenetikett angegeben. Das Binning ermöglicht Konsistenz in Farbe und Helligkeit für Endprodukte.

• Wellenlängen-Bins:A00 (600-605nm) und B00 (605-610nm)
• Lichtstärke-Bins:1DW (70-90mcd), 1AP (90-120mcd), G20 (120-150mcd)
• Durchlassspannung:Gruppiert als VF-Wert auf dem Etikett (typischer Bereich 1,8-2,4V)

Das Etikett enthält auch Chargennummer, Menge und Datumscode für die Rückverfolgbarkeit.

4. Analyse der Kennlinien

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (Abb. 1-6)

Die Kurve zeigt eine typische Dioden-Durchlasskennlinie: bei 20mA beträgt die Spannung etwa 2,0V. Die Steigung nimmt bei höheren Strömen aufgrund des Serienwiderstands zu.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (Abb. 1-7)

Die relative Lichtstärke steigt nahezu linear mit dem Strom bis 30mA an, mit leichter Sättigung oberhalb von 25mA. Der Betrieb bei 20mA ergibt einen guten Wirkungsgrad.

4.3 Temperaturabhängigkeit (Abb. 1-8, 1-9)

Die relative Lichtstärke nimmt um etwa 15% ab, wenn die Pin-Temperatur von 25°C auf 100°C steigt. Der maximale Durchlassstrom muss bei hohen Temperaturen reduziert werden: bei 85°C Umgebungstemperatur wird der zulässige Strom auf etwa 10mA verringert.

4.4 Wellenlängenverschiebung vs. Strom (Abb. 1-10)

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich mit zunehmendem Strom leicht zu längeren Wellenlängen (Rotverschiebung), etwa 2-3nm von 5mA auf 30mA.

4.5 Spektrale Verteilung (Abb. 1-11)

Das Emissionsmaximum liegt bei etwa 605nm mit einer vollen Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 15nm, typisch für Bernstein-AlInGaP-LEDs.

4.6 Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-12)

Die LED hat eine breite lambertische Abstrahlcharakteristik mit einem Halbwinkel von etwa 70° (140° Gesamtabstrahlwinkel) und sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung über eine große Fläche.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Gehäuse misst 3,2mm x 1,0mm x 1,5mm. Die Unterseite zeigt zwei Anodenpads und ein Kathodenpad (Polung: Pad 1 ist Anode, Pad 2 ist Kathode). Empfohlene Lötpads haben Abmessungen von 0,60mm x 0,70mm mit einem Rastermaß von 2,20mm, was eine ausreichende thermische und mechanische Verbindung gewährleistet.

5.2 Trägerband und Rolle

Lieferung in 8mm breitem Trägerband mit 4mm Teilung. Rollengröße: 178mm Durchmesser, 60mm Nabe, 13mm Aufnahmeloch. Jede Rolle enthält 3000 Stück. Das Band enthält ein Deckband (1,25mm Breite) und Kavitäten für die LEDs. Die Zuführrichtung ist auf dem Band angegeben.

5.3 Verpackung und Kennzeichnung

Die Rolle ist in einem feuchtigkeitsdichten Beutel (MBB) mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt. Der Beutel wird dann in einen Karton gelegt. Jede Rolle trägt ein Etikett mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincodes für Lichtstrom, Farbart, Spannung, Wellenlänge, Menge und Datum.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Maximal zwei Reflow-Zyklen sind erlaubt. Das empfohlene Profil: Aufheizrate ≤3°C/s, Vorwärmung 150-200°C für 60-120s, Zeit über 217°C (TL) 60-150s, Spitzentemperatur 260°C für max. 10s, Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis Spitze<8 Minuten.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben bei<300°C für weniger als 3 Sekunden, nur einmal.

6.3 Reparatur und Nacharbeit

Nacharbeit wird nicht empfohlen; falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben und testen Sie die LED vorher auf Beschädigung.

6.4 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Feuchtigkeitsbarrierebeutels: lagern bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr. Nach dem Öffnen: ≤30°C, ≤60% rF, und innerhalb von 24 Stunden verarbeiten. Wenn der Beutel beschädigt ist oder die Lagerzeit überschritten wurde, vor der Verwendung bei 60±5°C für ≥24 Stunden backen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist 3000 Stück pro Rolle, 8mm Band, 178mm Rolle. Das Etikettenformat enthält: TEILENR., SPEZ.NR., CHARGENNR., BIN-CODE, Φ (Lichtstrom-Bin), XY (Farbart-Bin), VF (Durchlassspannungs-Bin), WLD (Wellenlängencode), MENGE, DATUM.

8. Anwendungsempfehlungen

• Ein Strombegrenzungswiderstand ist für jede LED zwingend erforderlich; eine kleine Spannungsänderung kann große Stromschwankungen verursachen.
• Thermisches Management ist entscheidend: Sperrschichttemperatur unter 95°C halten; bei hohen Umgebungstemperaturen eine Derating-Betrachtung durchführen.
• Setzen Sie die LED keinen Schwefelverbindungen (>100ppm), Brom/Chlor (>900ppm jeweils, gesamt<1500ppm) aus.
• Verwenden Sie keine Klebstoffe, die organische Dämpfe ausgasen; diese können zur Verfärbung der Silikonlinse führen.
• Nur an den Seiten anfassen, Berührung der Silikonlinsenoberfläche vermeiden.
• ESD-Vorsichtsmaßnahmen: geerdete Arbeitsplätze und Handgelenkbänder verwenden.
• Reinigung: Isopropylalkohol verwenden; Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu standardmäßigen 3528- oder 2835-Bernstein-LEDs bietet dieses 3210-Gehäuse (3,2x1,0mm) eine deutlich schmalere Grundfläche, ideal für kompakte Designs wie mobile Geräte und schlanke Anzeigen. Der Abstrahlwinkel von 140° ist größer als bei vielen herkömmlichen SMD-LEDs (typisch 120°). Die ESD-Bewertung von 2kV ist Standard für AlInGaP-Technologie.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich die LED mit 30mA Dauerstrom betreiben?
A: Nein, der maximale Durchlassstrom beträgt 20mA; 30mA würden die Verlustleistung überschreiten und die LED beschädigen.

F: Wie hoch ist die typische Lebensdauer dieser Bernstein-LED?
A: Bei ordnungsgemäßem Wärmemanagement und innerhalb der Nennbedingungen kann die LED mehr als 50.000 Stunden mit akzeptablem Lumen-Erhalt betrieben werden.

F: Wie erkenne ich die Kathode?
A: Siehe Polungsmarkierung auf der Gehäuseunterseite (Abb. 1-4); Pad 1 ist Anode, Pad 2 ist Kathode.

F: Kann diese LED im Außenbereich eingesetzt werden?
A: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 bis +85°C, daher kann sie im Freien verwendet werden, wenn sie vor Feuchtigkeit und direkter Sonneneinstrahlung geschützt ist. Das Gehäuse ist nicht wasserdicht; ein Schutzlack kann erforderlich sein.

11. Praktische Design-Studie

Betrachten Sie eine Statusanzeige für ein Smart-Home-Gerät, das drei Bernstein-LEDs zur Anzeige verschiedener Modi benötigt. Die LEDs sind auf einer Leiterplatte in einer gemeinsamen Anoden-Konfiguration angeordnet. Jede LED wird mit 15mA betrieben, mit einem Vorwiderstand berechnet als (Vcc - VF)/IF. Angenommen Vcc=3,3V und VF≈2,0V, sollte jeder Widerstand (3,3-2,0)/0,015 ≈ 87Ω betragen (verwenden Sie 91Ω Standard). Thermische Auslegung: bei 15mA beträgt die Verlustleistung pro LED 30mW, insgesamt 90mW für drei LEDs, akzeptabel auf einer Standard-FR4-Platine ohne Kühlkörper.

12. Grundlegende Prinzipien

Diese Bernstein-LED basiert auf AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid)-Halbleitertechnologie. Die direkte Bandlücke emittiert Licht im Bernsteinbereich (~600nm), wenn Elektronen mit Löchern rekombinieren. Das Bauelement ist eine pn-Übergangsdiode; in Durchlassrichtung injizierte Träger rekombinieren strahlend. Der weite Abstrahlwinkel wird durch das Gehäuse-Linsendesign erreicht, typischerweise eine klare Epoxid- oder Silikonkuppel, die das Licht streut.

13. Entwicklungstrends

Die Miniaturisierung schreitet fort: Gehäuse wie 3,2x1,0mm schrumpfen weiter auf 2,0x1,0mm und sogar 1,6x0,8mm für ultradünne Produkte. Wirkungsgradverbesserungen in der AlInGaP-Technologie haben die Effizienz für Bernstein auf über 100 lm/W gesteigert, obwohl das aktuelle Bauteil ein Standardprodukt ist. Die Integration mehrerer Chips in einem Gehäuse ermöglicht RGB oder einstellbares Weiß. Darüber hinaus ermöglicht ein besseres Wärmemanagement durch fortschrittliche Substratmaterialien (z.B. EMC, Keramik) höhere Treiberströme bei gleichzeitiger Zuverlässigkeit.