LED RF-A3H10-W60P-E5 Keramikgehäuse Automobilweiß - Größe 2,0x1,6x0,8mm - Spannung 2,8-3,4V - Leistung 5,1W - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die RF-A3H10-W60P-E5 ist eine Hochleistungs-LED mit Keramikgehäuse, die hauptsächlich für die Außenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen entwickelt wurde. Sie verfügt über ein robustes Keramiksubstrat und eine Silikonverkapselung, um eine hohe Zuverlässigkeit unter extremen thermischen und mechanischen Belastungen zu gewährleisten. Diese LED liefert einen Lichtstrom von 360–460 lm bei einem Vorwärtsstrom von 1000 mA und hat eine kompakte Grundfläche von nur 2,00 mm × 1,60 mm × 0,80 mm. Das Bauteil ist gemäß AEC-Q102 qualifiziert und eignet sich daher für Scheinwerfer, Tagfahrleuchten, Nebelscheinwerfer und andere Außenbeleuchtungssysteme, die eine lange Lebensdauer und konstante Leistung erfordern.

Zu den Hauptmerkmalen gehören die Kompatibilität mit bleifreiem Reflow-Löten, die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2, die Einhaltung von RoHS und REACH sowie der Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) bis zu 8000 V (HBM). Die LED arbeitet in einem weiten Temperaturbereich von −40 °C bis +125 °C, mit einer maximalen Sperrschichttemperatur von 150 °C.

2. Technische Parameter

2.1 Elektrische und optische Kenndaten

Bei einer Löttemperatur von 25 °C und einem Vorwärtsstrom von 1000 mA beträgt die typische Durchlassspannung 2,8 V, mit einem garantierten Bereich von mindestens 2,8 V bis maximal 3,4 V. Der Rückstrom bei 5 V liegt unter 10 µA. Der Lichtstrom erreicht typischerweise 360 lm, mit einem Bin-Bereich von 360 lm bis 460 lm. Der Abstrahlwinkel (Halbwertswinkel) beträgt 120° (typisch). Der Farbwiedergabeindex (Ra) wird in diesem Datenblatt nicht angegeben, was darauf hindeutet, dass das Produkt auf Leuchtdichte und nicht auf Farbqualität ausgelegt ist.

2.2 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil kann eine Verlustleistung von bis zu 5100 mW, einen kontinuierlichen Vorwärtsstrom von bis zu 1500 mA und einen Spitzenvorwärtsstrom von 2000 mA (1/10 Tastverhältnis, 10 ms Puls) verkraften. Die Rückspannung darf 5 V nicht überschreiten. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen −40 °C und +125 °C, der Lagerungstemperaturbereich ist identisch, und die maximale Sperrschichttemperatur beträgt 150 °C. Die ESD-Empfindlichkeit (HBM) wird mit 8000 V angegeben.

2.3 Wärmewiderstand

Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RthJ-S) beträgt typischerweise 3,1 °C/W und maximal 4,1 °C/W bei 1000 mA. Dieser niedrige Wärmewiderstand gewährleistet eine effiziente Wärmeübertragung auf die Leiterplatte, was für die Einhaltung der Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen bei Hochstrombetrieb unerlässlich ist.

3. Binning-System

3.1 Durchlassspannungs-Bins

Bei IF = 1000 mA wird die Durchlassspannung in drei Bins eingeteilt:

• G0: 2,8 – 3,0 V
• H0: 3,0 – 3,2 V
• I0: 3,2 – 3,4 V

3.2 Lichtstrom-Bins

Der Lichtstrom wird in vier Bins kategorisiert:

• BG: 360 – 380 lm
• BH: 380 – 400 lm
• FD: 400 – 430 lm
• FE: 430 – 460 lm

3.3 Farbort-Bins

Es werden drei Farbort-Bins basierend auf CIE 1931-Koordinaten definiert. Die Bins entsprechen weißen Bereichen, die typischerweise in der Fahrzeugbeleuchtung verwendet werden:

• 57N: Eckpunkte (0,3221; 0,3255) → (0,3206; 0,3474) → (0,3375; 0,3628) → (0,3365; 0,3381)
• 60N: (0,3157; 0,3211) → (0,3142; 0,3430) → (0,3311; 0,3584) → (0,3301; 0,3337)
• 65N: (0,3029; 0,3286) → (0,3206; 0,3463) → (0,3222; 0,3243) → (0,3069; 0,3095)

Diese Bins gewährleisten eine einheitliche Farbdarstellung über verschiedene Produktionschargen hinweg.

4. Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Bei Raumtemperatur steigt die Durchlassspannung allmählich von etwa 2,6 V bei 200 mA auf 3,4 V bei 1500 mA an. Die Kurve zeigt typisches Diodenverhalten. Konstrukteure müssen diese Spannungsänderung berücksichtigen, um eine Überschreitung der absoluten Maximalwerte zu vermeiden.

4.2 Relative Intensität in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Die relative Lichtstärke steigt nahezu linear mit dem Strom bis zu 1500 mA an und erreicht etwa 140 % der Intensität bei 1000 mA. Bei niedrigen Strömen (200 mA) beträgt die Intensität etwa 20 % des Werts bei 1000 mA.

4.3 Temperatureigenschaften

Wenn die Löttemperatur von −40 °C auf 125 °C steigt, sinkt die relative Lichtstärke auf etwa 80 % bei 125 °C. Die Durchlassspannung fällt ebenfalls mit steigender Temperatur (etwa 0,1 V über den Bereich). Die Farbkoordinaten verschieben sich geringfügig mit der Temperatur, bleiben aber innerhalb akzeptabler Grenzen für Automobilanwendungen.

4.4 Spektralverteilung

Die LED emittiert weißes Licht mit einem breiten Spektrum von 400 nm bis 750 nm. Das spektrale Maximum liegt bei etwa 450 nm (Blau) mit einer sekundären, durch Leuchtstoff konvertierten Gelbkomponente, was zu einer korrelierten Farbtemperatur (CCT) führt, die für weiße Automobil-LEDs typisch ist.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahldiagramm zeigt eine lambertartige Verteilung mit einem Halbwertswinkel von ±60° (insgesamt 120°). Die Intensität nimmt von der Mitte allmählich ab, was eine homogene Ausleuchtung in Reflektor- oder Linsenoptiken gewährleistet.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,00 mm × 1,60 mm (Draufsicht) bei einer Höhe von 0,80 mm. Die Unterseite zeigt zwei große Anoden- und Kathodenanschlussflächen (1,85 mm × 0,55 mm und 1,00 mm × 1,45 mm). Die Polarität wird durch eine kleine Kerbe an der Gehäuseecke angezeigt. Alle Maße haben eine Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Empfohlenes Lötpadmuster

Um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung und mechanische Zuverlässigkeit zu gewährleisten, umfasst das empfohlene PCB-Landmuster zwei rechteckige Pads: eines von 1,95 mm × 0,65 mm für die Kathode und ein weiteres von 1,05 mm × 0,60 mm für die Anode, mit einem Abstand von 0,60 mm dazwischen. Die Geometrie der Lötpads sollte der unteren Metallisierung entsprechen, um Brückenbildung zu vermeiden.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Polarität ist deutlich durch die Gehäusekontur gekennzeichnet. Die Unterseite zeigt das größere Anodenpad (linke Seite) und das kleinere Kathodenpad (rechte Seite), entsprechend dem Lötpadmusterdiagramm.

5.4 Abmessungen des Trägerbands und der Rolle

Die LEDs werden in einem 8 mm breiten Trägerband mit 4 mm Teilung geliefert. Die Taschenabmessungen betragen 2,30 mm × 1,80 mm (B0 × A0) mit einer Tiefe von 0,95 mm. Jede Rolle enthält 4000 Stück. Rollenabmessungen: Außendurchmesser 180 mm, Nabeninnendurchmesser 60 mm, Breite 12 mm.

5.5 Verpackungsmenge und Kennzeichnung

Standardverpackung: 4000 Stück pro Rolle. Die Rolle wird mit einem Feuchtigkeitssperrbeutel und Trockenmittel geliefert. Die Etiketten enthalten Teilenummer, Chargennummer, Bincode (Lichtstrom und Farbort), Durchlassspannungs-Bin, Menge und Datum.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil folgt JEDEC J-STD-020. Wichtige Parameter:

• Durchschnittliche Aufheizrate: max. 3 °C/s (von Tsmax bis TP)
• Vorwärmen: 150–200 °C für 60–120 s
• Zeit oberhalb von 217 °C: max. 60 s
• Spitzentemperatur: max. 260 °C, Zeit innerhalb von 5 °C der Spitze: max. 30 s
• Abkühlrate: max. 6 °C/s
• Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze: max. 8 min

Es dürfen nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen durchgeführt werden. Wenn der Abstand zwischen zwei Reflows mehr als 24 Stunden beträgt, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und müssen vor dem zweiten Durchlauf gebacken werden.

6.2 Vorsichtsmaßnahmen

Vermeiden Sie mechanische Belastungen der Silikonlinse während und nach dem Löten. Verbiegen Sie die Leiterplatte nach der Montage nicht. Verwenden Sie bei Bedarf einen Doppelspitzen-Lötkolben zum Nacharbeiten. Kühlen Sie das Bauteil nach dem Löten nicht abrupt ab.

6.3 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des vakuumversiegelten Beutels: Lagern bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchte (rF) für bis zu einem Jahr. Nach dem Öffnen: innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % rF verwenden. Bei Überschreitung vor der Verwendung bei 60±5 °C für ≥24 Stunden backen.

7. Informationen zur Zuverlässigkeitsprüfung

7.1 Prüfgegenstände und Bedingungen

Zu den Zuverlässigkeitstests gehören Reflow-Löten (260 °C, 10 s, 2 Zyklen), Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2 Vorkonditionierung (85 °C/60 % rF, 168 h), Temperaturschock (−40 °C bis 125 °C, 1000 Zyklen), Lebensdauertest (125 °C, 1000 mA, 1000 h) und Hochtemperatur-/Hochfeuchtigkeits-Lebensdauertest (85 °C/85 % rF, 1000 mA, 1000 h). Alle Tests werden an 20 Proben mit Akzeptanzkriterien von 0/1 Ausfällen durchgeführt.

7.2 Ausfallkriterien

Nach jedem Test gelten die folgenden Grenzwerte:

• Änderung der Durchlassspannung: ≤ 1,1 × USL (obere Spezifikationsgrenze)
• Rückstrom: ≤ 2,0 × USL
• Abfall des Lichtstroms: ≥ 0,7 × LSL (untere Spezifikationsgrenze)

8. Handhabungshinweise

Die Betriebsumgebung der LED und die Kontaktmaterialien dürfen einen Schwefelgehalt von unter 100 ppm aufweisen. Der Brom- und Chlorgehalt darf jeweils 900 ppm und in der Summe 1500 ppm nicht überschreiten. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus Gehäusematerialien können in die Silikonverkapselung eindringen und Verfärbungen verursachen; daher sollten nur kompatible Klebstoffe und Beschichtungen verwendet werden. Greifen Sie LEDs mit Werkzeugen an den Seitenflächen, niemals direkt auf die Linse drücken. ESD-Schutz ist während der Handhabung und Montage obligatorisch. Zur Reinigung wird Isopropylalkohol empfohlen; vermeiden Sie Ultraschallreinigung.

9. Anwendungshinweise

9.1 Typische Anwendungen

Diese LED ist ideal für die Außenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen wie Tagfahrleuchten, Abblend-/Fernlicht-Scheinwerfer und Nebelscheinwerfer. Das kleine Keramikgehäuse ermöglicht kompakte optische Designs, während der hohe Lichtstrom und der breite Abstrahlwinkel eine effiziente Lichtverteilung bieten.

9.2 Wärmedesign-Überlegungen

Da die Sperrschichttemperatur unter 150 °C bleiben muss, ist eine ordnungsgemäße Wärmeableitung entscheidend. Der niedrige Wärmewiderstand (typ. 3,1 °C/W) ermöglicht die Verwendung von Standard-FR4-Leiterplatten mit thermischen Durchkontaktierungen, für maximale Ströme werden jedoch Metallkernleiterplatten (MCPCB) empfohlen. Es sollte eine thermische Simulation durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Löttemperatur bei maximalem Strom 105 °C nicht überschreitet.

9.3 Schaltungsauslegung

Verwenden Sie stets einen Strombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern. Es sollte ein Rückspannungsschutz vorgesehen werden; wird die LED in Sperrrichtung betrieben, kann der Leckstrom Schäden verursachen. Wenn mehrere LEDs parallel geschaltet werden, stellen Sie sicher, dass die Durchlassspannungen übereinstimmen (gleiches Bin), um die Stromverteilung auszugleichen.