Infrarot-LED PLCC4 3,5x2,8x1,85mm - 1,5V Durchlassspannung - 100mA - 940nm Wellenlänge - 190mW Verlustleistung - Technische Daten

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die Infrarot-LED wird mittels AlGaAs-Epitaxietechnologie auf einem Substrat hergestellt und erzeugt eine hocheffiziente Emission im nahen Infrarotbereich. Das Bauteil ist in einem PLCC4-Gehäuse mit den Abmessungen 3,5mm x 2,8mm x 1,85mm untergebracht, was es für kompakte Designs und Oberflächenmontage geeignet macht. Die LED emittiert bei einer typischen Spitzenwellenlänge von 940nm, ideal für Anwendungen wie Fernbedienung, Nachtsicht und Kfz-Beleuchtung.

1.2 Merkmale

• PLCC4-Gehäuse für SMT-Kompatibilität
• Extrem breiter Abstrahlwinkel von 120°
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse
• Lieferbar auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückung
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3
• Konform mit RoHS- und REACH-Richtlinien
• Qualifiziert gemäß AEC-Q102-Stresstest für diskrete Halbleiter in Automobilqualität

1.3 Anwendungen

• Kfz-Innen- und Außenbeleuchtung (z. B. Ambientebeleuchtung, Sensorbeleuchtung)
• Infrarot-Fernbedienungssysteme
• Optische Sensoren und Encoder
• Nachtsichtgeräte

2. Technische Daten

2.1 Elektrische und optische Kenngrößen (bei Ts=25°C, IF=100mA)

2.2 Absolute Maximalwerte (bei Ts=25°C)

2.3 Bin-Bereiche für VF, Ie und dominante Wellenlänge (IF=100mA)

Die LEDs sind für Durchlassspannung, Strahlungsstärke und Wellenlänge in Bins sortiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Die verfügbaren Bins sind wie folgt:

3. Leistungskurven

3.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom (Abb. 1-7)

Die typische VF-IF-Kurve zeigt einen nichtlinearen Zusammenhang: Bei niedrigen Strömen (10mA) beträgt die Spannung etwa 1,2 V, steigt auf ca. 1,5 V bei 100mA und 1,7 V bei 200mA. Dieses exponentielle Verhalten ist charakteristisch für Infrarot-LEDs und muss bei der Auslegung von Konstantstromtreibern berücksichtigt werden.

3.2 Relative Intensität in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom (Abb. 1-8)

Die Strahlungsleistung steigt nahezu linear mit dem Vorwärtsstrom bis 100mA. Bei 100mA wird die relative Intensität auf 100% normiert; bei 50mA beträgt sie etwa 60%. Ein Betrieb oberhalb von 100mA (nur Impulsbetrieb) liefert höhere Spitzenleistungen, muss aber durch das Tastverhältnis begrenzt werden.

3.3 Löttemperatur in Abhängigkeit der relativen Intensität (Abb. 1-9)

Mit steigender Löttemperatur nimmt der Wirkungsgrad der LED ab. Bei 100°C sinkt die relative Intensität auf etwa 70% des Wertes bei 25°C. Eine ausreichende Wärmemanagement ist erforderlich, um die optische Leistung aufrechtzuerhalten.

3.4 Löttemperatur in Abhängigkeit des maximalen Vorwärtsstroms (Abb. 1-10)

Um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten, muss der maximal zulässige Vorwärtsstrom mit steigender Umgebungstemperatur herabgesetzt werden. Bei 25°C kann der volle Strom von 100mA angelegt werden; bei 100°C reduziert sich der zulässige Strom auf etwa 20mA.

3.5 Durchlassspannung in Abhängigkeit der Löttemperatur (Abb. 1-11)

Die Durchlassspannung nimmt linear mit der Temperatur mit einer Rate von etwa -2,5 mV/°C ab. Dieser negative Temperaturkoeffizient muss bei der Auslegung von Stromregelschleifen berücksichtigt werden.

3.6 Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-12)

Die LED weist eine lambertähnliche Abstrahlcharakteristik mit einem 50%-Leistungswinkel von ±60° auf, was einem gesamten Abstrahlwinkel von 120° entspricht. Die Abstrahlung ist symmetrisch und verteilt sich gleichmäßig über einen weiten Winkel, wodurch sie sich für Anwendungen eignet, die eine breite Ausleuchtung erfordern.

3.7 Vorwärtsstrom in Abhängigkeit der dominanten Wellenlänge (Abb. 1-13)

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich geringfügig mit dem Strom: von 940nm bei 65mA auf 946nm bei 105mA. Diese Rotverschiebung von etwa 0,2 nm/mA ist typisch für Infrarot-Emitter und muss möglicherweise in wellenlängenempfindlichen Anwendungen kompensiert werden.

3.8 Spektrale Verteilung (Abb. 1-14)

Das Emissionsspektrum hat seinen Peak bei 940nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 40nm. Das Spektrum ist frei von Nebenpeaks, was eine hohe spektrale Reinheit für Filterung und Detektion gewährleistet.

4. Mechanische Informationen

4.1 Gehäuseabmessungen (Abb. 1-1 bis 1-4)

Das LED-Gehäuse ist ein PLCC4 mit Gesamtabmessungen von 3,5mm x 2,8mm x 1,85mm. Die Draufsicht zeigt vier Anschlüsse: Kathode (Pin 1) gekennzeichnet durch eine Polaritätskerbe, Anode (Pin 2) und zwei weitere Anschlüsse (Pins 3 und 4), die elektrisch mit dem Kühlkörper verbunden sind, um die Wärmeableitung zu verbessern. Die Bodenansicht zeigt eine Wärmepad von 2,6mm x 1,6mm. Die empfohlenen Lötmuster haben ein zentrales Pad von 4,6mm x 2,6mm mit Pin-Pads von 0,8mm x 0,7mm.

4.2 Lötanordnungen (Abb. 1-5)

Eine ordnungsgemäße Leiterplattenauslegung ist entscheidend für die thermische und elektrische Leistung. Das empfohlene Landmuster enthält ein großes thermisches Pad unter dem Gehäuse, um Wärme abzuleiten. Alle Maße sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5. Verpackungsinformationen

5.1 Gurt- und Rollenmaße (Abb. 2-1, 2-2)

Die LEDs sind in Gurt und Rolle verpackt, mit einer Menge von 2000 Stück pro Rolle. Der Gurt hat einen Taschenabstand von 4,0 mm, eine Breite von 12,0 mm und eine für das PLCC4-Gehäuse optimierte Bauteiltiefe. Die Rolle hat einen Durchmesser von 330 mm, einen Nabendurchmesser von 60 mm und eine Breite von 12,6 mm.

5.2 Etiketteninformationen (Tabelle 2-2)

Jede Rolle ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code für Flussmittel, Chromazitäts-Bin, Durchlassspannungs-Bin, Wellenlängen-Bin, Menge und Datumscode beschriftet. Die Bin-Codes entsprechen den in Abschnitt 2.3 beschriebenen sortierten Bereichen.

5.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Die LEDs werden in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikator-Karte versandt. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) ist Stufe 3, was bedeutet, dass die Standzeit nach dem Öffnen des Beutels unter Bedingungen von ≤30°C/60% RH 168 Stunden beträgt. Wird die Standzeit überschritten oder der Beutel beschädigt, ist vor der Verwendung ein Backen bei 60±5°C für >24 Stunden erforderlich.

6. Zuverlässigkeitsprüfung

6.1 Zuverlässigkeitsprüfungen (Tabelle 2-3)

6.2 Ausfallkriterien

Nach der Zuverlässigkeitsprüfung gilt die LED als ausgefallen, wenn einer der folgenden Grenzwerte überschritten wird: Durchlassspannung > 1,1 × obere Spezifikationsgrenze (USL), Sperrstrom > 2,0 × USL oder Strahlungsstärke<0,7 × untere Spezifikationsgrenze (LSL).

7. Lötrichtlinien

7.1 SMT-Reflowlötprofil

Das Reflowlöten muss dem empfohlenen Temperaturprofil folgen: Vorwärmen von 150°C auf 200°C über 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤3°C/s, Zeit über 217°C (Liquidus) bis zu 60 Sekunden, Spitzentemperatur 260°C mit einer Verweildauer innerhalb von 5°C der Spitze von nicht mehr als 30 Sekunden (maximal 10 Sekunden bei tatsächlicher Spitze) und Abkühlrate ≤6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze sollte weniger als 8 Minuten betragen. Maximal zweimal reflowen. Wenn mehr als 24 Stunden zwischen den Reflows vergehen, ist ein Backen erforderlich.

7.2 Handlöten

Handlöten ist nur einmal zulässig, mit Lötkolbentemperatur unter 300°C und Kontaktzeit unter 3 Sekunden. Vermeiden Sie Druck auf die Silikonlinse während des Lötens.

7.3 Reparieren

Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppellötkolben und überprüfen Sie sorgfältig, dass die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt sind.

8. Handhabungshinweise

8.1 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Feuchtigkeitsbarrierebeutels: Lagern bei ≤30°C und ≤75% RH, Haltbarkeit 1 Jahr. Nach dem Öffnen: Innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C und ≤60% RH verwenden. Wenn nicht innerhalb dieser Zeit verwendet, bei 60±5°C für >24 Stunden backen.

8.2 Umweltaspekte

Vermeiden Sie die Exposition gegenüber schwefelhaltigen Verbindungen über 100 ppm in der Umgebung der LED. Vermeiden Sie auch hohe Konzentrationen von Brom und Chlor (jeweils unter 900 ppm, insgesamt unter 1500 ppm), um Korrosion zu verhindern. Verwenden Sie Materialien, die keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) ausgasen, die die Silikonverkapselung verfärben können.

8.3 Mechanische Handhabung

Üben Sie keinen direkten Druck auf die Silikonlinse aus; halten Sie das Gehäuse an den Seiten. Verwenden Sie geeignete Bestückungsdüsen mit kontrollierter Kraft. Montieren Sie keine LEDs auf verzogenen Leiterplatten und biegen Sie die Platte nach dem Löten nicht.

8.4 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED ist ESD-empfindlich. Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder und Ionisatoren. Die HBM-Schwelle beträgt 2000V; dennoch bestehen mehr als 90% der Bauteile diese Stufe, sodass dennoch eine sorgfältige Handhabung erforderlich ist.

8.5 Thermische Auslegung

Die Sperrschichttemperatur darf 120°C nicht überschreiten. Der thermische Widerstand zur Lötstelle beträgt 130°C/W. Gestalten Sie die Leiterplatte mit ausreichender Kupferfläche und Kühlkörper, um die Löttemperatur niedrig zu halten. Ziehen Sie eine Herabsetzung des Stroms in Betracht, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist.

9. Anwendungshinweise

9.1 Kfz-Beleuchtung

Mit der AEC-Q102-Qualifikation ist diese LED für Innen- und Außenbeleuchtungsanwendungen in Kraftfahrzeugen geeignet. Der breite Abstrahlwinkel macht sie ideal für Ambientebeleuchtung und Anzeigefunktionen. Stellen Sie die Einhaltung der Automobil-EMV- und Wärmeanforderungen sicher.

9.2 Design-Tipps

• Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber, um Spannungsabweichungen zu vermeiden, die zu Stromungleichgewichten in parallelen Strängen führen.
• Fügen Sie einen Serienwiderstand pro Strang hinzu, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.
• Sorger Sie für ausreichende thermische Durchkontaktierungen unter dem Wärmepad.
• Für Impulsbetrieb (z. B. Kommunikation) beachten Sie den maximalen Spitzenstrom (700mA) und das Tastverhältnis (1/10).
• Filtern oder schirmen Sie die IR-Ausstrahlung ab, um Störungen mit anderen IR-empfindlichen Geräten zu vermeiden.

10. Konformität

Dieses Produkt ist so ausgelegt, dass es die RoHS- (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und REACH-Verordnungen (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) erfüllt. Es erfüllt auch die Zuverlässigkeitsanforderungen von AEC-Q102 für Stresstests in Automobilqualität. Die MSL-Klassifizierung ist Stufe 3 gemäß JEDEC J-STD-020. Das Bauteil ist halogenfrei und antimonfrei.