Keramik 3535 Gelbe LED Datenblatt - Abmessungen 3,5x3,5x?mm - Spannung 1,8-2,6V - Leistung 1,56W - Deutsche Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen der T19-Serie, einer Hochleistungs-Gelb-LED im Keramik-3535-Gehäuse. Dieses Produkt ist für Anwendungen konzipiert, die hohe Zuverlässigkeit, exzellentes Wärmemanagement und konstante Lichtleistung erfordern. Das Keramiksubstrat bietet im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffgehäusen eine überlegene Wärmeableitung, was es für Betrieb mit hohem Strom und anspruchsvolle thermische Umgebungen geeignet macht.

Core Advantages: The key benefits of this LED series include a high luminous flux output and efficacy, low thermal resistance, and compatibility with Pb-free reflow soldering processes. It is designed to remain compliant with RoHS directives.

Target Market: Primarily targeted at automotive and signal lighting applications, including turn signals, signal lamps, rear lamps, and instrument panel illumination, where color consistency, longevity, and performance under varying temperatures are critical.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften

Alle Messungen sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert. Die Flussspannung (VF) liegt bei einem typischen Betriebsstrom von 350mA zwischen einem Minimum von 1,8V und einem Maximum von 2,6V, mit einer Messtoleranz von ±0,1V. Der Lichtstrom (ΦV) bei diesem Strom liegt zwischen 51 lm und 80 lm, mit einer Toleranz von ±7%. Die dominante Wellenlänge (λ) für die gelbe Emission liegt zwischen 585 nm und 595 nm (±2,0 nm Toleranz). Das Bauteil verfügt über einen breiten Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 120 Grad.

Die absoluten Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen: ein Dauer-Flusstrom (IF) von 600 mA, ein Impuls-Flusstrom (IFP) von 1000 mA (unter spezifischen Impulsbedingungen) und eine maximale Verlustleistung (PD) von 1560 mW. Die Sperrschichttemperatur (Tj) darf 115°C nicht überschreiten.

2.2 Thermische Eigenschaften

Das Wärmemanagement ist ein herausragendes Merkmal. Der thermische Widerstand von der LED-Sperrschicht zum Lötpunkt (Rth j-sp) ist mit 5 °C/W bei 350mA spezifiziert. Dieser niedrige Wert ist ein direktes Ergebnis des Keramikgehäuses, das Wärme effizient von der Halbleitersperrschicht ableitet und so die Zuverlässigkeit erhöht sowie die Lichtausgangsstabilität aufrechterhält. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +105°C.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Leistungskonsistenz zu gewährleisten, werden die LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert.

3.1 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden in zwei Wellenlängen-Ränge kategorisiert: Y7 (585-590 nm) und Y8 (590-595 nm). Dies ermöglicht es Konstrukteuren, LEDs mit präzisen Farbpunkten für ihre Anwendung auszuwählen.

3.2 Binning des Lichtstroms

Die Lichtleistung ist in vier Ränge eingeteilt: AP (51-58 lm), AQ (58-65 lm), AR (65-72 lm) und AS (72-80 lm), alle gemessen bei IF=350mA. Dieses Binning erleichtert Designs, die bestimmte Helligkeitsstufen erfordern.

3.3 Binning der Flussspannung

Die Flussspannung ist in vier Ränge klassifiziert: C3 (1,8-2,0V), D3 (2,0-2,2V), E3 (2,2-2,4V) und F3 (2,4-2,6V). Die Kenntnis des Spannungs-Bins unterstützt das Design der Treiberschaltung und die Auswahl der Stromversorgung.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Entwicklungsingenieure von entscheidender Bedeutung sind.

Color Spectrum (Fig 1): Shows the spectral power distribution of the yellow LED, confirming the dominant wavelength and spectral purity.

Forward Current vs. Relative Intensity (Fig 3): Illustrates how the light output changes with increasing drive current. It is crucial for determining the optimal operating point for efficiency and longevity.

Forward Current vs. Forward Voltage (Fig 4): The IV curve is essential for designing the current-limiting circuitry. It shows the non-linear relationship between voltage and current.

Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig 5): Demonstrates the thermal derating of light output. As ambient temperature rises, luminous flux decreases. This curve is critical for applications subject to high temperatures.

Ambient Temperature vs. Wavelength (Fig 2) & Relative Forward Voltage (Fig 6): Show how the dominant wavelength and forward voltage shift with temperature, important for color-stable applications.

Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig 8): A derating curve that specifies the maximum allowable forward current as a function of ambient temperature to prevent overheating and ensure reliability.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verwendet ein Keramik-3535-Gehäuse. Die Maßzeichnung gibt Länge und Breite mit 3,5mm x 3,5mm an. Die Zeichnung enthält Details zur Gesamthöhe, Linsengeometrie und Pad-Positionen. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,2mm.

5.2 Empfohlene Lötpad-Anordnung

Für das Leiterplattendesign wird ein Footprint-Diagramm bereitgestellt, das die empfohlenen Kupferpad-Abmessungen und Abstände zeigt, um ein korrektes Löten, Wärmeübertragung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Nicht spezifizierte Toleranzen für das Pad betragen ±0,1mm.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise auf dem Bauteilgehäuse markiert. Die Pad-Anordnung unterscheidet ebenfalls zwischen Anoden- und Kathodenpads. Ein korrekter Polaritätsanschluss ist wesentlich, um Bauteilschäden zu verhindern.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Parameter für Reflow-Löten

Die LED ist für bleifreies Reflow-Löten geeignet. Das Profil spezifiziert Schlüsselparameter: Eine maximale Gehäusetemperatur (Tp) von nicht mehr als 260°C, eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) zwischen 60-150 Sekunden und eine maximale Aufheizrate von 3°C/Sekunde. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitzentemperatur sollte maximal 8 Minuten betragen. Es wird empfohlen, das Reflow-Löten nicht mehr als zweimal durchzuführen.

6.2 Handhabungs- und Lagerungsvorsichtsmaßnahmen

Bauteile sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) mit einer Human Body Model (HBM)-Bewertung von 2000V. Es sollten geeignete ESD-Handhabungsverfahren befolgt werden. Die Lagertemperatur sollte zwischen -40°C und +85°C liegen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden auf Tape and Reel für die automatisierte Montage geliefert. Die Bandbreite, Taschenabmessungen und Spulendurchmesser sind spezifiziert. Jede Spule enthält maximal 1000 Stück. Die Spulen werden dann in Kartons verpackt, mit Kapazitäten von 4/8 Spulen pro kleinerem Karton oder 48/64 Spulen pro größerem Masterkarton. Ein Trockenmittel ist in der feuchtigkeitsgeschützten Tüte enthalten.

7.2 Artikelnummernsystem

Die Artikelnummer (z.B. T19YE011A-xxxxxx) folgt einem strukturierten Code: T (Serie), 19 (Keramik-3535-Gehäuse), YE (Gelb), 0 (Farbwiedergabe), 1 (Serien-Chips), 1 (Parallel-Chips), A (Bauteilcode), gefolgt von internen und Reservecodes. Dieses System ermöglicht eine präzise Identifikation von Gehäusetyp, Farbe und Konfiguration.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal geeignet für Automotive-Außenbeleuchtung wie Blinker und Rückleuchten, wo ihre gelbe Farbe und Zuverlässigkeit entscheidend sind. Sie ist auch für verschiedene Signallampen und die Hintergrundbeleuchtung von Instrumententafeln anwendbar.

8.2 Designüberlegungen

Thermal Design: Utilize the low thermal resistance by providing an adequate thermal path on the PCB, such as using thermal vias and connecting to a sufficient copper area or heatsink.

Current Driving: Use a constant current driver to ensure stable light output and prevent thermal runaway. Refer to the derating curve (Fig 8) when operating at high ambient temperatures.

Optical Design: The 120-degree viewing angle provides wide illumination. Secondary optics (lenses, reflectors) can be used to shape the beam pattern for specific applications.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Kunststoff-3535-LEDs bietet das Keramikgehäuse einen deutlich niedrigeren thermischen Widerstand, was zu besserer Leistung bei hohen Strömen und verbesserter Langzeit-Zuverlässigkeit aufgrund niedrigerer Betriebssperrschichttemperaturen führt. Das Keramikmaterial bietet im Vergleich zu Kunststoff auch eine bessere Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und raue Umgebungsbedingungen, was es für Automotive- und Außenanwendungen robuster macht.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q: What is the maximum current I can drive this LED at?
A: The absolute maximum continuous current is 600mA. However, for optimal lifetime and reliability, it is advised to operate at or below the test current of 350mA, especially in high-temperature environments, following the derating curve in Fig 8.

Q: How do I interpret the luminous flux binning?
A: The bin code (AP, AQ, AR, AS) indicates the guaranteed minimum and maximum flux output from the LED at 350mA. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same or adjacent flux bins.

Q: Can I use this LED for a turn signal that must meet specific color regulations?
A: Yes. The dominant wavelength bins (Y7: 585-590nm, Y8: 590-595nm) allow you to select LEDs that fall within the required yellow color specifications for automotive signals. Always verify against the applicable regulatory standard.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Case: Automotive Rear Turn Signal Lamp
A designer is creating a new LED-based rear turn signal cluster. They select this Ceramic 3535 Yellow LED for its proven reliability and color. They design a PCB with a 2oz copper layer and thermal vias under the LED pad to dissipate heat to a metal core or the lamp housing. They choose LEDs from the Y8 wavelength bin and AS flux bin for a bright, consistent amber color. A constant-current driver is designed to supply 300mA per LED (derated from 350mA for extra margin in the hot rear lamp environment). The wide 120-degree angle reduces the number of LEDs needed for the required field of view. The reflow profile is carefully controlled to the datasheet specifications to ensure solder joint integrity.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode (LED). Wenn eine Flussspannung zwischen Anode und Kathode angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb des aktiven Bereichs des Halbleiterchips und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifischen Materialien in den Halbleiterschichten bestimmen die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts. In diesem Fall sind die Materialien so ausgelegt, dass sie Licht im gelben Bereich des sichtbaren Spektrums (585-595 nm) erzeugen. Das Keramikgehäuse dient in erster Linie als robustes mechanisches Gehäuse und, entscheidend, als effizienter Wärmeleiter, um Wärme von der Halbleitersperrschicht abzuführen.

13. Technologietrends

Der Trend bei Hochleistungs-LEDs für Automotive- und Industrieanwendungen geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt) und höherer Zuverlässigkeit. Keramikgehäuse werden immer verbreiteter, da sie die Herausforderungen des Wärmemanagements besser bewältigen als herkömmliche Kunststoffe und höhere Betriebsströme und Leistungsdichten ermöglichen. Ein weiterer Fokus liegt auf der Verbesserung der Farbkonstanz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer. Darüber hinaus schreitet die Miniaturisierung voran, wobei Gehäuse wie 3535 eine hohe Ausgangsleistung bei relativ kleinem Platzbedarf bieten und so kompaktere und stilvollere Beleuchtungsdesigns ermöglichen.