1608-UY0100M-AM PLCC-2 Gelbe LED Datenblatt - 1.6x0.8mm - 2.1V typ. - 10mA - Automobil-Innenraumbeleuchtung

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer oberflächenmontierbaren LED im PLCC-2-Gehäuse mit der Artikelnummer 1608-UY0100M-AM. Der primäre Anwendungsfokus liegt auf der Automobil-Innenraumbeleuchtung, wo Zuverlässigkeit und Leistung unter variierenden Umgebungsbedingungen von größter Bedeutung sind. Das Bauteil emittiert gelbes Licht und zeichnet sich durch einen kompakten 1608-Fußabdruck (1.6mm x 0.8mm) aus. Seine Kernvorteile umfassen einen weiten Betrachtungswinkel von 120 Grad für gleichmäßige Ausleuchtung, die Einhaltung strenger Automobilqualifikationsstandards wie AEC-Q102 sowie die Konformität mit Umweltvorschriften wie RoHS, REACH und halogenfreien Anforderungen.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Fotometrische und elektrische Kenngrößen

Die wesentlichen Betriebsparameter sind bei einem Durchlassstrom (I_F) von 10mA definiert. Die typische Lichtstärke beträgt 330 mcd, mit einem Minimum von 280 mcd und einem Maximum von 520 mcd, was auf mögliche Binning-Variationen hindeutet. Die Durchlassspannung (V_F) misst typischerweise 2.1V und liegt im Bereich von 1.5V bis 2.75V. Die dominante Wellenlänge (λ_d) liegt bei 591nm (gelbes Spektrum) mit einer Toleranz von ±1nm. Der Betrachtungswinkel ist mit 120 Grad spezifiziert.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann. Der absolute maximale Durchlassstrom beträgt 20mA, mit einer Stoßstromfähigkeit von 50mA für Impulse ≤10μs. Die maximale Verlustleistung liegt bei 50mW. Das Bauteil kann innerhalb eines Temperaturbereichs von -40°C bis +110°C betrieben und gelagert werden, wobei die maximale Sperrschichttemperatur 125°C beträgt. Es ist nicht für den Betrieb mit Sperrspannung ausgelegt. Die ESD-Empfindlichkeit ist mit 2kV (Human Body Model) bewertet. Die maximale Löttemperatur während des Reflow-Lötens beträgt 260°C für 30 Sekunden.

2.3 Thermische Kenngrößen

Das thermische Management ist entscheidend für die Lebensdauer und Leistungsstabilität der LED. Das Datenblatt gibt zwei Wärmewiderstandswerte an: Der reale Wärmewiderstand (R_{th JS real}) von der Sperrschicht zum Lötpunkt beträgt 150 K/W, während der elektrisch abgeleitete Wert (R_{th JS el}) 120 K/W beträgt. Dieser Parameter ist wesentlich für die Berechnung des Sperrschichttemperaturanstiegs unter gegebenen Betriebsbedingungen und für ein korrektes Wärmeableitungsdesign in der Anwendung.

3. Analyse der Leistungskurven

3.1 IV-Kennlinie und Lichtausbeute

Die Kennlinie für Durchlassstrom gegenüber Durchlassspannung zeigt eine charakteristische exponentielle Beziehung. Am typischen Arbeitspunkt von 10mA beträgt V_Fungefähr 2.1V. Die Kurve für relative Lichtstärke gegenüber Durchlassstrom zeigt, dass die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, jedoch bei höheren Strömen nichtlineares Verhalten und einen Effizienzabfall aufweisen kann. Dies unterstreicht die Bedeutung des Betriebs innerhalb der empfohlenen Grenzen.

3.2 Temperaturabhängigkeit

Mehrere Diagramme veranschaulichen die Leistungsvariation des Bauteils mit der Sperrschichttemperatur (T_j). Die relative Lichtstärke nimmt mit steigender Temperatur ab, ein allgemeines Merkmal von LEDs. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und nimmt linear mit steigender Temperatur ab. Die dominante Wellenlänge verschiebt sich ebenfalls mit der Temperatur, was für farbkritische Anwendungen zu berücksichtigen ist. Die Derating-Kurve für den Durchlassstrom schreibt eine Reduzierung des maximal zulässigen Stroms vor, sobald die Lötpastentemperatur über 25°C steigt, um ein Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur zu verhindern.

3.3 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Das Diagramm der relativen spektralen Verteilung bestätigt die Emission im gelben Wellenlängenbereich um 591nm. Das Diagramm der Abstrahlcharakteristik stellt den 120-Grad-Betrachtungswinkel visuell dar und zeigt die winkelabhängige Verteilung der Lichtintensität.

4. Erläuterung des Binning-Systems

Die LED-Parameter sind in Bins gruppiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Drei Schlüsselparameter werden gebinnt.

4.1 Binning der Lichtstärke

Die Intensität ist von 'Q' (71-82 mcd) bis 'B' (1800-2800 mcd) gruppiert. Für diese spezifische Artikelnummer (1608-UY0100M-AM) liegen die hervorgehobenen möglichen Ausgangs-Bins innerhalb der 'T'-Gruppe, speziell T-X (280-330 mcd), T-Y (330-390 mcd) und T-Z (390-450 mcd). Dies stimmt mit dem in der Kennwerttabelle angegebenen typischen Wert von 330 mcd überein.

4.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Wellenlänge wird in 3nm-Schritten gebinnt, kodiert mit vierstelligen Zahlen (z.B. 9194 für 591-594nm). Die möglichen Bins für diese gelbe LED sind im Bereich von 8891 (588-591nm) bis 9700 (597-600nm) hervorgehoben, was mit der typischen 591nm und dem zuvor spezifizierten Bereich von 585-594nm übereinstimmt.

4.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in Schritten von etwa 0.25V gebinnt, kodiert mit vier Ziffern (z.B. 1720 für 1.75-2.00V). Der typische V_F-Wert von 2.1V fällt in den Bin 2022 (2.00-2.25V).

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Mechanische Abmessungen

Die LED verwendet ein standardmäßiges PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) Oberflächenmontagegehäuse mit einem 1608-Metrik-Fußabdruck (1.6mm Länge x 0.8mm Breite). Die genaue Maßzeichnung umfasst Gehäusehöhe, Anschlussabmessungen und Toleranzen, die für das PCB-Footprint-Design und den Bauraum entscheidend sind.

5.2 Empfohlene Lötpad-Anordnung

Ein empfohlenes Land Pattern (Footprint) für die Leiterplatte wird bereitgestellt. Dies umfasst die Pad-Abmessungen, Abstände und die Form, die für die zuverlässige Bildung von Lötstellen während des Reflow-Lötens optimiert sind und einen korrekten mechanischen Halt sowie thermische/elektrische Verbindung gewährleisten.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das PLCC-2-Gehäuse hat eine spezifische Markierung oder ein physisches Merkmal (wie eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke), um die Kathode anzuzeigen. Die korrekte Polarisierungsausrichtung während des Bestückens auf der Leiterplatte ist für die Funktion des Bauteils wesentlich.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein detailliertes Reflow-Profil ist spezifiziert, mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 30 Sekunden. Das Profil umfasst Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen mit definierten Anstiegsraten und Zeit oberhalb der Liquidustemperatur. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder Chip zu verhindern.

6.2 Anwendungshinweise

Allgemeine Handhabungs- und Anwendungshinweise werden bereitgestellt. Dazu gehören Warnungen vor dem Anlegen einer Sperrspannung, die Sicherstellung des Betriebs innerhalb der absoluten Maximalwerte, die Implementierung eines angemessenen ESD-Schutzes während der Handhabung und die Befolgung der Strom-Derating-Richtlinien basierend auf der Umgebungstemperatur.

6.3 Lagerbedingungen

Das Bauteil sollte in einer Umgebung innerhalb des Lagertemperaturbereichs von -40°C bis +110°C gelagert werden, mit kontrollierter Luftfeuchtigkeit (wie durch die MSL-3-Einstufung angegeben), um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu Popcorning führen könnte.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden auf Gurt und Rolle geliefert, einem Standardformat für automatisierte Bestückungsmaschinen. Die Verpackungsinformationen geben Details zu Rollenabmessungen, Gurtbreite, Taschenabstand und Ausrichtung der Bauteile auf dem Gurt an.

7.2 Struktur der Artikelnummer

Die Artikelnummer 1608-UY0100M-AM kann wie folgt decodiert werden: "1608" gibt die Gehäusegröße an, "UY" bezeichnet wahrscheinlich die Farbe (Gelb), "0100" könnte sich auf einen Leistungscode beziehen, und "M-AM" könnte Binning, Verpackung oder andere Varianten spezifizieren. Die genaue Decodierungslogik ist modellspezifisch.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die primäre und angegebene Anwendung ist die Automobil-Innenraumbeleuchtung. Dazu gehören Armaturenbrett-Hintergrundbeleuchtung, Schalterbeleuchtung, Ambientebeleuchtung und Kontrollleuchten. Die AEC-Q102-Qualifikation und der weite Betriebstemperaturbereich machen sie für die raue Umgebung im Fahrzeuginnenraum geeignet.

8.2 Designüberlegungen

Bei der Entwicklung mit dieser LED müssen Ingenieure mehrere Faktoren berücksichtigen: Eine Strombegrenzung ist zwingend erforderlich; ein Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber sollte verwendet werden, um I_Fauf das gewünschte Niveau einzustellen (z.B. 10mA für typische Helligkeit). Ein thermisches Design ist erforderlich, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Strömen gearbeitet wird, unter Verwendung des Wärmewiderstands und der Derating-Kurve. Für gleichmäßige Beleuchtungsarrays kann die Spezifikation enger Bin-Codes für Intensität und Wellenlänge notwendig sein. Der weite Betrachtungswinkel ist vorteilhaft für die Flächenausleuchtung, kann aber für spezifische Lichtverteilungen Diffusoren oder Lichtleiter erfordern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen, nicht für die Automobilindustrie bestimmten LEDs sind die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale dieses Bauteils seine formale AEC-Q102-Qualifikation, die strenge Tests für Langzeitzuverlässigkeit unter thermischem Schock, Feuchtigkeit und anderen Belastungen umfasst. Die Korrosionsbeständigkeitsklasse B1 weist auf einen verbesserten Widerstand gegen schwefelhaltige Atmosphären hin, was in Automobilumgebungen wertvoll ist. Seine Konformität mit den neuesten Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) ist ebenfalls ein bedeutender Vorteil für die weltweite Marktakzeptanz.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

A: Das Datenblatt definiert die Kenngrößen bei 10mA, was der typische Arbeitspunkt ist. Der absolute Maximalwert beträgt 20mA, aber der Betrieb bei oder unter 10mA ist Standard für Langlebigkeit und Effizienz.

F: Wie steuere ich die Helligkeit?

A: Die Helligkeit (Lichtstärke) wird primär durch den Durchlassstrom (I_F) gesteuert. Pulsweitenmodulation (PWM) kann ebenfalls zur Dimmung verwendet werden, ohne den Farbort signifikant zu verschieben.

F: Warum ist das Binning der Durchlassspannung wichtig?

A: In Anwendungen, bei denen mehrere LEDs in Reihe geschaltet und von einer Konstantspannungsquelle gespeist werden, können Variationen in V_Fzu ungleichmäßiger Stromverteilung und Helligkeit führen. Die Verwendung von LEDs aus demselben V_F-Bin gewährleistet Gleichmäßigkeit.

F: Kann diese LED im Außenbereich verwendet werden?

A: Obwohl sie einen weiten Temperaturbereich aufweist, spezifiziert das Datenblatt "Automobil-Innenraumbeleuchtung". Für den Außeneinsatz müsste ein zusätzlicher Schutz vor UV-Strahlung, Feuchtigkeitseintritt und extremen Temperaturen bewertet werden, und ein für den Außenbereich geeignetes Produkt wäre möglicherweise angemessener.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Armaturenbrett-Tasten-Hintergrundbeleuchtung

In einem Auto-Armaturenbrett benötigen mehrere Tasten eine weiche, gleichmäßige gelbe Hintergrundbeleuchtung. Ein Designer würde mehrere 1608-UY0100M-AM LEDs verwenden. Er würde sie in Reihe schalten (wenn die Treiberspannung es erlaubt) oder parallel mit einzelnen Widerständen, um einen konsistenten Strom sicherzustellen. Der 120°-Betrachtungswinkel hilft, die Taste gleichmäßig von einer darunter platzierten einzelnen LED aus zu beleuchten. Der Designer muss den erforderlichen Strom (wahrscheinlich 5-10mA pro LED) berechnen, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen, ohne übermäßige Verlustleistung oder Hitze auf der flexiblen Leiterplatte zu verursachen. Die AEC-Q102-Qualifikation gibt Vertrauen in die Fähigkeit des Bauteils, den Temperaturzyklen und Vibrationen während der Lebensdauer des Fahrzeugs standzuhalten.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode (LED). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlückenenergie übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiterchips (wahrscheinlich basierend auf AlInGaP oder ähnlichem Material für gelbes Licht). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Materialzusammensetzung und Dotierung bestimmt die dominante Wellenlänge des emittierten Lichts, die in diesem Fall im gelben Spektrum (~591nm) liegt. Das PLCC-2-Gehäuse beherbergt den Halbleiterchip, stellt elektrische Verbindungen über zwei Anschlüsse bereit und enthält eine geformte Kunststofflinse, die den Ausgangsstrahl formt, um den 120-Grad-Betrachtungswinkel zu erreichen.

13. Technologietrends

Der Trend bei LEDs für die Automobil-Innenraumbeleuchtung geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), was hellere Displays bei geringerem Stromverbrauch und weniger Wärmeentwicklung ermöglicht. Es gibt auch eine Bewegung hin zu kleineren Gehäusegrößen (wie 1008 oder 0806), um kompaktere und schlankere Designs zu ermöglichen. Darüber hinaus wird die Integration mehrerer Farb-LEDs (RGB) in einem einzigen Gehäuse für dynamische, anpassbare Ambientebeleuchtung immer beliebter. Verbesserte Zuverlässigkeitsstandards und breitere Umweltkonformität bleiben konstante Treiber in der Automobilbranche.