LED-Datenblatt - PLCC-2-Gehäuse - 1,6x0,8mm - Eisblau - 650mcd @ 10mA - 3,0V - Automotive-Qualität - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle, oberflächenmontierbare eisblaue LED im PLCC-2-Gehäuse. Diese Komponente wurde primär für anspruchsvolle Anwendungen in der Kfz-Innenraumbeleuchtung entwickelt und vereint zuverlässige Leistung mit branchenüblicher Konformität. Die LED zeichnet sich durch einen kompakten 1608-Fußabdruck (1,6mm x 0,8mm) aus, was sie für platzbeschränkte Designs geeignet macht, in denen eine gleichmäßige, lebhafte Ausleuchtung erforderlich ist.

Die zentralen Vorteile dieser LED umfassen ihre Qualifikation gemäß dem strengen AEC-Q101-Standard für Automobilkomponenten, was Zuverlässigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen gewährleistet. Sie ist vollständig konform mit RoHS, REACH und halogenfreien Richtlinien und erfüllt damit moderne Umwelt- und Sicherheitsvorschriften. Mit einer typischen Lichtstärke von 650 Millicandela (mcd) bei einem Standard-Betriebsstrom von 10mA bietet sie eine ausgezeichnete Helligkeit für ihre Baugröße.

2. Tiefenanalyse der technischen Parameter

2.1 Lichttechnische und elektrische Kenngrößen

Die wesentlichen Betriebsparameter definieren die Leistung der LED unter Standardbedingungen (T_s=25°C). Der Durchlassstrom (I_F) hat einen empfohlenen Betriebsbereich von 2mA bis 20mA, wobei 10mA die typische Testbedingung darstellt. Bei diesem Strom beträgt die typische Durchlassspannung (V_F) 3,00V, mit minimalen und maximalen Grenzwerten von 2,5V bzw. 3,5V, was die erwartete Streuung der Halbleitereigenschaften anzeigt.

Die primäre lichttechnische Ausgangsgröße ist die Lichtstärke (I_V), mit einem typischen Wert von 650 mcd bei 10mA. Die minimalen und maximalen Grenzen liegen bei 330 mcd und 970 mcd, was direkt mit der später detaillierten Binning-Struktur zusammenhängt. Das Lichtabstrahlverhalten ist durch einen weiten Abstrahlwinkel (φ) von 120 Grad charakterisiert, der eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung bietet. Die Farbe wird durch die Farbortkoordinaten im CIE-1931-Diagramm spezifiziert, mit typischen Werten von x=0,20 und y=0,25, die den spezifischen Farbton Eisblau definieren.

2.2 Absolute Maximalwerte und Wärmemanagement

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können, und sind nicht für den Dauerbetrieb vorgesehen. Der absolute maximale Durchlassstrom beträgt 20mA, und die Verlustleistung (P_d) darf 70mW nicht überschreiten. Das Bauteil hält einen Stoßstrom (I_FM) von 50mA für sehr kurze Pulse (t≤10μs, Tastverhältnis 0,005) aus.

Das Wärmemanagement ist entscheidend für die Lebensdauer und Leistungsstabilität der LED. Die Sperrschichttemperatur (T_J) darf 125°C niemals überschreiten. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40°C bis +110°C spezifiziert, was die Eignung für Automotive-Umgebungen bestätigt. Zwei Wärmewiderstandswerte werden angegeben: Der reale Wärmewiderstand (R_{thJS real}) von der Sperrschicht zum Lötpunkt beträgt 160 K/W, während der elektrisch abgeleitete Wert (R_{thJS el}) 140 K/W beträgt. Diese Werte sind essenziell für die Berechnung des Temperaturanstiegs während des Betriebs basierend auf der Verlustleistung.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Dieses Datenblatt beschreibt eine umfassende Binning-Struktur für die Lichtstärke.

3.1 Lichtstärke-Bins

Die Lichtstärke ist in Gruppen von Q bis B kategorisiert. Jede Gruppe ist weiter in drei Sub-Bins unterteilt: X, Y und Z, die jeweils niedrige, mittlere und hohe Intensität innerhalb dieser Gruppe repräsentieren. Beispielsweise umfasst Gruppe V Intensitäten von 710 mcd bis 1120 mcd. Der Sub-Bin VX liegt bei 710-820 mcd, VY bei 820-970 mcd und VZ bei 970-1120 mcd. Der typische Wert von 650 mcd fällt in den UY-Bin (520-610 mcd) oder den unteren Bereich des VX-Bins, was darauf hindeutet, dass die Artikelnummer wahrscheinlich einem spezifischen Bin-Code entspricht. Dieses System ermöglicht es Konstrukteuren, den für ihre Anwendung benötigten präzisen Helligkeitsgrad auszuwählen und so visuelle Konsistenz über mehrere Bauteile hinweg sicherzustellen.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 IV-Kennlinie und relative Lichtstärke

Die Grafik "Durchlassstrom über Durchlassspannung" zeigt die klassische exponentielle Beziehung einer Diode. Die Kurve ermöglicht es Konstrukteuren, die erforderliche Treiberspannung für einen gewünschten Strom zu bestimmen, was für den Entwurf von strombegrenzenden Schaltungen entscheidend ist. Die Grafik "Relative Lichtstärke über Durchlassstrom" zeigt, dass die Lichtausbeute im unteren Bereich annähernd linear mit dem Strom ansteigt, aber Anzeichen von Effizienzabfall (sublinearer Anstieg) zeigen kann, wenn sich der Strom dem Maximalwert nähert. Dies unterstreicht die Bedeutung des Betriebs innerhalb des empfohlenen Bereichs.

4.2 Temperaturabhängigkeit und Farbortstabilität

Die Grafik "Relative Lichtstärke über Sperrschichttemperatur" ist entscheidend für das thermische Design. Sie zeigt, dass die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt. Beispielsweise kann bei 100°C die relative Intensität auf etwa 80-90% ihres Wertes bei 25°C sinken. Dies muss in Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur oder schlechter Wärmeableitung berücksichtigt werden.

Die Grafik "Farbortverschiebung über Sperrschichttemperatur" zeigt, wie sich die wahrgenommene Farbe mit der Temperatur ändert. Eine stabile Farbe über den Temperaturbereich ist für Anwendungen, bei denen Farbkonstanz wichtig ist, von entscheidender Bedeutung. Ebenso zeigt die Grafik "Relative Durchlassspannung über Sperrschichttemperatur" einen negativen Temperaturkoeffizienten, bei dem V_Fmit steigender Temperatur abnimmt, was in einigen Temperatursensor-Schaltungen genutzt werden kann.

4.3 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Die Grafik "Wellenlängencharakteristik" stellt die relative spektrale Leistungsverteilung dar. Für eine eisblaue LED weist diese Kurve ein dominantes Maximum im blau-türkisen Wellenlängenbereich (typischerweise um 470-490nm) auf. Form und Breite dieses Peaks bestimmen die Farbreinheit. Das "Typische Diagramm der Abstrahlcharakteristik" zeigt die räumliche Verteilung der Lichtintensität (das Abstrahldiagramm). Das bereitgestellte Polardiagramm mit einem Abstrahlwinkel von 120° bestätigt ein lambertisches oder nahezu lambertisches Abstrahlverhalten, bei dem die Intensität bei 0° (senkrecht zum Chip) am höchsten ist und bei ±60° auf 50% abfällt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Polarität

Die LED verwendet ein PLCC-2-Oberflächenmontagegehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) mit einem 1608-Metrik-Fußabdruck (1,6mm Länge x 0,8mm Breite). Die mechanische Zeichnung (im Inhaltsverzeichnis referenziert) würde genaue Abmessungen für Gehäusehöhe, Anschlussabstand und Toleranzen liefern. Das PLCC-2-Gehäuse hat typischerweise zwei Anschlüsse auf gegenüberliegenden Seiten. Die korrekte Polungserkennung ist essenziell. Das Datenblatt sollte die Kathodenmarkierung angeben, bei der es sich oft um einen grünen Punkt, eine Kerbe, eine abgeschrägte Ecke oder einen kürzeren Anschluss am Gehäuse handelt. Ein Anschluss der LED in Sperrrichtung kann sie beschädigen, da sie nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist (eine V_R-Bewertung ist nicht spezifiziert).

5.2 Empfohlene Lötflächengeometrie

Eine empfohlene Lötflächengeometrie (Solder Pad Design) für das PCB-Layout wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung während des Reflow-Lötens sicherzustellen. Diese Geometrie ist typischerweise etwas größer als die Anschlüsse des Bauteils, um eine gute Benetzung und Filetbildung zu ermöglichen und gleichzeitig Lötbrücken zu verhindern. Die Einhaltung dieser Empfehlung ist wichtig für die mechanische Festigkeit und den Wärmetransport von der LED zur Leiterplatte, die als Kühlkörper dient.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist für eine maximale Löttemperatur von 260°C für 30 Sekunden ausgelegt. Dies bezieht sich auf die Spitzentemperatur, die am Gehäuse oder an den Anschlüssen während eines Standard-Reflow-Prozesses gemessen wird. Ein typisches Reflow-Profil-Diagramm würde die Temperaturrampe, Vorwärmphase, Haltephase, Reflow-Phase (mit Spitzentemperatur) und Abkühlphase zeigen. Es ist entscheidend, dieses Profil einzuhalten, um thermischen Schock zu vermeiden, der die Epoxidlinse zum Reißen bringen oder den internen Chip und die Bonddrähte beschädigen kann. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) ist mit 2a bewertet, was bedeutet, dass das Bauteil bis zu 4 Wochen bei ≤30°C/60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden kann, bevor vor dem Reflow ein Trocknungsprozess (Baking) erforderlich ist.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Artikelnummer1608-IB0100M-AMfolgt einer logischen Struktur:1608gibt die Gehäusegröße an,IBsteht für die Farbe Eisblau,0100Mbezieht sich wahrscheinlich auf den Intensitäts-Bin oder eine spezifische Leistungsklasse, undAMkönnte die Automotive-Qualität oder eine spezifische Version bezeichnen. Die Bestellinformationen würden verfügbare Verpackungsoptionen detaillieren, wie z.B. Band- und Rolle-Mengen (z.B. 4000 Stück pro Rolle), Rollenabmessungen und Ausrichtung innerhalb des Bandes. Der ordnungsgemäße Umgang mit ESD-empfindlichen Bauteilen (bis zu 2kV HBM bewertet) wird in allen Montagestufen betont.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Primäranwendung: Kfz-Innenraumbeleuchtung

Die explizit aufgeführte Anwendung ist Kfz-Innenraumbeleuchtung. Dazu gehören Armaturenbrett-Hintergrundbeleuchtung, Tastenbeleuchtung, Fußraumleuchten, Türverkleidungsleuchten und Ambientebeleuchtung. Die AEC-Q101-Qualifikation, der weite Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +110°C) und die hohe Zuverlässigkeit machen sie speziell geeignet für die anspruchsvollen Anforderungen der Automobilindustrie, wo Komponenten Vibrationen, thermische Zyklen und lange Betriebslebensdauern standhalten müssen.

8.2 Designüberlegungen und Schaltungsschutz

Beim Entwurf einer Treiberschaltung sollte stets eine Konstantstromquelle oder ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mit der LED verwendet werden, um thermisches Durchgehen zu verhindern, da die Durchlassspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Stellen Sie sicher, dass die Verlustleistung (V_F* I_F) 70mW nicht überschreitet, unter Berücksichtigung des maximalen V_Fund I_F. Für das Wärmemanagement sollte eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte unter und um die Lötflächen der LED herum als Kühlkörper vorhanden sein, um die Sperrschichttemperatur so niedrig wie möglich zu halten und so Helligkeit und Lebensdauer zu erhalten. Berücksichtigen Sie die Strombelastbarkeitskurve (Derating Curve), die zeigt, dass der maximal zulässige Dauerstrom reduziert werden muss, wenn die Temperatur der Lötfläche steigt.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-LEDs für den kommerziellen Bereich sind die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser Komponente ihreAEC-Q101-Qualifikationund der erweiterte Temperaturbereich, die für Automotive-Anwendungen nicht verhandelbar sind. Im Vergleich zu anderen Automotive-LEDs bietet ihrPLCC-2-Gehäuse mit 1608-Fußabdruckeine kompakte und dennoch robuste Lösung. Dietypische Ausgangsleistung von 650mcd bei 10mAbietet hohe Effizienz, was potenziell niedrigere Betriebsströme ermöglicht, um die gleiche Helligkeit wie bei Wettbewerbsprodukten zu erreichen, und damit den Stromverbrauch und die thermische Belastung reduziert. Die umfassende Binning-Struktur bietet Konstrukteuren eine präzisere Kontrolle über die Helligkeitskonsistenz in ihren Produkten.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Hauptzweck des Lichtstärke-Binnings?

A: Binning stellt Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Serienfertigung sicher. Durch die Auswahl von LEDs aus demselben Bin können Hersteller ein einheitliches Erscheinungsbild aller Einheiten in einem Produkt garantieren, was besonders bei Multi-LED-Arrays für Kfz-Innenräume kritisch ist.

F: Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?

A: Nein. Die typische V_Fbeträgt 3,0V, kann aber bis zu 2,5V niedrig sein. Ein direkter Anschluss an 3,3V könnte einen Strom erzwingen, der den absoluten Maximalwert überschreitet und die LED möglicherweise sofort zerstört. Verwenden Sie stets einen Strombegrenzungsmechanismus.

F: Ist diese LED für externe Kfz-Anwendungen wie Rückleuchten geeignet?

A: Obwohl robust, ist die primär aufgeführte Anwendung die Innenraumbeleuchtung. Externe Leuchten haben oft unterschiedliche Anforderungen an Lichtstrom, Farbortkoordinaten und Verkapselung für Wetterbeständigkeit. Konsultieren Sie für die Eignung im Außenbereich stets die Anwendungshinweise oder den Hersteller.

F: Wie wirkt sich der 120° Abstrahlwinkel auf das Design aus?

A: Ein weiter Abstrahlwinkel ist ideal für Flächenbeleuchtung und Anwendungen, bei denen die LED aus schrägen Blickwinkeln betrachtet werden könnte (z.B. Armaturenbrettsymbole). Wenn ein stärker fokussierter Strahl benötigt wird, wären sekundäre Optiken (Linsen) erforderlich.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf einer Ambient-Fußraumleuchte für ein Fahrzeug.Ein Konstrukteur muss den Fahrer- und Beifahrerfußraum mit einem sanften eisblauen Schimmer beleuchten. Er plant, zwei LEDs pro Fußraum zu verwenden. Basierend auf der Binning-Tabelle wählt er LEDs aus dem Bin VY (820-970 mcd), um ausreichende, aber nicht übermäßige Helligkeit sicherzustellen. Er entwirft eine Schaltung, die vom 12V-Bordnetz des Fahrzeugs gespeist wird. Unter Verwendung der typischen V_Fvon 3,0V und einem angestrebten I_Fvon 10mA für lange Lebensdauer berechnet er einen Vorwiderstand: R = (12V - 3,0V) / 0,01A = 900 Ohm. Ein Standard-910-Ohm-Widerstand wird gewählt. Er gestaltet das Leiterplattenlayout mit großzügigen Kupferflächen, die mit den LED-Lötflächen verbunden sind, um Wärme abzuleiten, und stellt sicher, dass die Lötflächentemperatur unter 70°C bleibt, um die volle 20mA-Fähigkeit für zukünftige Anpassungen zu ermöglichen. Während der Montage wird das empfohlene Reflow-Profil eingehalten, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode (LED). Ihr Kern ist ein Chip aus Verbindungshalbleitermaterialien (typischerweise auf InGaN-Basis für blau/türkise Farben). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, werden Elektronen und Löcher von entgegengesetzten Seiten in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Die Epoxidlinse des PLCC-Gehäuses verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtstrahl (erreicht den 120° Abstrahlwinkel). Die interne Struktur umfasst einen Reflektor, um das Licht nach oben zu lenken, und einen Bonddraht für die elektrische Verbindung.

13. Technologietrends und Entwicklungen

Der Trend in der Automotive-LED-Beleuchtung geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), was die elektrische Last und Wärmeentwicklung reduziert. Dies ermöglicht hellere Anzeigen oder geringeren Energieverbrauch. Es gibt auch einen Trend zur Miniaturisierung, wobei Gehäuse weiter schrumpfen, während die Lichtausbeute gleich bleibt oder steigt. Erhöhte Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer unter Hochtemperaturbetrieb bleiben kritische Forschungsbereiche. Darüber hinaus ist Integration ein Schlüsseltrend, wobei LED-Gehäuse Treiber-ICs, Sensoren oder Mehrfarbchips (RGB) in einzelnen Modulen für intelligente Beleuchtungssysteme integrieren. Die Bewegung hin zu standardisierten Farb-Bins und engeren Toleranzen stellt die Konsistenz für Automobilhersteller sicher, die Teile von mehreren Lieferanten verwenden.