PLCC-6 Rote LED A09K-UR1501H-AM Datenblatt - 120° Abstrahlwinkel - 2,15V @150mA - 7500mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die A09K-UR1501H-AM ist eine hochleistungsfähige, oberflächenmontierbare LED-Komponente, die für anspruchsvolle Automobilbeleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Sie nutzt ein PLCC-6-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier), das eine robuste und zuverlässige Plattform für Außenbeleuchtungssysteme von Fahrzeugen bietet. Das Bauteil emittiert ein reines Rotlicht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 613 nm und bietet eine ausgezeichnete Farbsättigung. Der primäre Entwicklungsfokus liegt auf der Erzielung einer hohen Lichtstärke bei kompakten Abmessungen unter Einhaltung strenger Automobilstandards.

Die zentralen Vorteile dieser LED umfassen ihre hohe typische Lichtstärke von 7500 Millicandela (mcd) bei einem Durchlassstrom von 150 mA, einen weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad für eine gleichmäßige Lichtverteilung sowie einen robusten Aufbau, der nach AEC-Q101 qualifiziert ist. Sie ist speziell für den Markt der Automobil-Außenbeleuchtung konzipiert, einschließlich Anwendungen wie der dritten Bremsleuchte (CHMSL), Rückleuchten und Bremsleuchten, wo Zuverlässigkeit, Helligkeit und Langzeitperformance entscheidend sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Photometrische und elektrische Kenngrößen

Die wesentlichen Betriebsparameter definieren den Leistungsbereich der LED. Der empfohlene Betriebsbereich für den Durchlassstrom (I_F) liegt zwischen 20 mA und 200 mA, wobei ein typischer Wert von 150 mA für die Nennleistung angegeben ist. Bei diesem Strom beträgt die typische Durchlassspannung (V_F) 2,15 V mit einem Maximalwert von 2,75 V, was auf eine gute elektrische Effizienz hindeutet. Die Lichtstärke (I_V) wird mit einem Minimum von 4500 mcd, einem typischen Wert von 7500 mcd und einem Maximum von bis zu 14000 mcd spezifiziert, was eine erhebliche Leistungsstreuung zeigt, die durch den Binning-Prozess verwaltet wird. Die dominante Wellenlänge (λ_d) liegt typischerweise bei 613 nm und definiert den Rot-Farbpunkt.

2.2 Thermische Kenngrößen und absolute Grenzwerte

Das thermische Management ist entscheidend für die Lebensdauer der LED. Das Bauteil weist einen thermischen Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (R_thJS) von 60 K/W (real) bzw. 50 K/W (elektrisch) auf, ein Schlüsselparameter für das Design des Wärmeabfuhrpfads auf der Leiterplatte. Die absoluten Grenzwerte setzen harte Limits für den sicheren Betrieb: eine maximale Verlustleistung (P_d) von 550 mW, eine maximale Sperrschichttemperatur (T_J) von 125 °C und einen Betriebstemperaturbereich (T_opr) von -40 °C bis +110 °C, was seine Eignung für raue Automobilumgebungen bestätigt. Es hält zudem einer ESD-Festigkeit (HBM) von 8 kV stand.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um eine konsistente Farbe und Helligkeit in der Produktion sicherzustellen, werden die LEDs in Bins sortiert. Das Datenblatt enthält detaillierte Binning-Informationen für Lichtstärke und dominante Wellenlänge.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird mittels eines alphanumerischen Codesystems (z.B. L1, L2, M1... bis GA) gebinnt. Jeder Bin definiert einen spezifischen Bereich von minimaler und maximaler Lichtstärke in Millicandela (mcd). Für die A09K-UR1501H-AM konzentrieren sich die hervorgehobenen möglichen Ausgangsbins um den typischen Wert von 7500 mcd, was Bins in den Bereichen DA (4500-5600 mcd) und DB (5600-7100 mcd) oder EA (7100-9000 mcd) entsprechen würde. Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Ebenso wird die dominante Wellenlänge gebinnt, um die Farbkonsistenz zu kontrollieren. Die Bins werden durch eine Buchstaben-Zahlen-Kombination (z.B. A1, B3, C5) definiert, die einen Wellenlängenbereich abdeckt, typischerweise in 1-nm- oder 2-nm-Schritten um den Nennwert von 613 nm. Dies stellt sicher, dass alle in einer einzelnen Leuchtenbaugruppe verwendeten LEDs nahezu identische Farbausgaben haben, was aus ästhetischen und regulatorischen Gründen in der Automobilbeleuchtung entscheidend ist.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Diagramme, die das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen, was für die Schaltungs- und thermische Auslegung wesentlich ist.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Die IV-Kennlinie zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassstrom und -spannung. Sie wird verwendet, um die Betriebsspannung für einen gegebenen Treiberstrom zu bestimmen und den Leistungsverbrauch (P = V_F* I_F) zu berechnen. Die Kurve hilft bei der Auswahl geeigneter strombegrenzender Widerstände oder beim Design von Konstantstrom-Treiber-Schaltungen.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt. Der Zusammenhang ist in der Regel sublinear; eine Verdopplung des Stroms verdoppelt nicht die Lichtausgabe. Diese Beziehung ist wichtig für das Verständnis der Effizienz und für das Design der Pulsweitenmodulation (PWM) zur Helligkeitssteuerung.

4.3 Temperaturabhängigkeitsdiagramme

Mehrere Diagramme detaillieren Leistungsänderungen in Abhängigkeit von der Sperrschichttemperatur (T_J):

• Relative Lichtstärke vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt, dass die Lichtausgabe mit steigender Temperatur abnimmt, ein als "Thermal Droop" bekannter Effekt. Dies muss im thermischen Design berücksichtigt werden, um eine konstante Helligkeit zu gewährleisten.
• Relative Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt, dassV_Flinear mit steigender Temperatur abnimmt (ca. -2 mV/°C für rote LEDs). Dies kann zur Temperaturerfassung genutzt werden, beeinflusst aber auch Konstantspannungs-Treiberkonzepte.
• Relative Wellenlänge vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt eine Verschiebung der dominanten Wellenlänge (typischerweise einige Nanometer) mit der Temperatur, was für farbkritische Anwendungen wichtig ist.

4.4 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Das Diagramm der relativen spektralen Verteilung zeigt den schmalen Emissionspeak einer roten LED, zentriert um ihre dominante Wellenlänge. Die Abstrahlcharakteristik (Abstrahlwinkeldiagramm) bestätigt den 120-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt die winkelabhängige Verteilung der Lichtstärke, was für das Design von Linsen und Reflektoren zur Erzielung gewünschter Lichtverteilungen entscheidend ist.

4.5 Durchlassstrom-Derating und Pulsbetrieb

Die Durchlassstrom-Derating-Kurve gibt den maximal zulässigen Dauerstrom in Abhängigkeit von der Lötpad-Temperatur vor. Mit steigender Pad-Temperatur sinkt der maximal sichere Strom, um das Überschreiten der Grenz-Sperrschichttemperatur von 125 °C zu verhindern. Das Diagramm zur zulässigen Pulsbelastbarkeit definiert den Spitzenpulsstrom, den die LED für sehr kurze Dauer bei verschiedenen Tastverhältnissen verkraften kann, was für Blitz- oder Kommunikationsanwendungen relevant ist.

5. Mechanische Daten, Verpackung & Montageinformationen

5.1 Mechanische Abmessungen und Polarität

Die LED ist in einem standardmäßigen PLCC-6-Gehäuse erhältlich. Die mechanische Zeichnung (implizit im Abschnitt 'Mechanische Abmessungen') liefert präzise Längen-, Breiten- und Höhenmaße, Anschlussabstände und die Lage des optischen Zentrums. Das Gehäuse enthält einen Polarisationsindikator (typischerweise eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke), um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen, da LEDs Dioden sind und Strom nur in einer Richtung fließen lassen.

5.2 Empfohlene Lötpad-Geometrie

Eine empfohlene Lötpad-Geometrie wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötung und optimale thermische Performance zu gewährleisten. Dies umfasst die Pad-Abmessungen für die sechs elektrischen Anschlüsse und das zentrale thermische Pad (falls in dieser Gehäusevariante vorhanden), das für die Wärmeableitung entscheidend ist. Die Einhaltung dieser Geometrie minimiert Lötfehler und stellt einen Pfad mit niedrigem thermischen Widerstand zur Leiterplatte sicher.

5.3 Reflow-Lötprofil und Vorsichtsmaßnahmen

Das Datenblatt spezifiziert ein Reflow-Lötprofil mit einer Spitzentemperatur von 260 °C für maximal 30 Sekunden. Die Einhaltung dieses Profils ist wesentlich, um Schäden am Kunststoffgehäuse oder den internen Bonddrähten zu vermeiden. Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen umfassen die Vermeidung mechanischer Belastung der Linse, die Verhinderung von Kontamination und die Sicherstellung, dass das Bauteil vor der Verwendung unter Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 2-Bedingungen gelagert wird, um ein "Popcorning" während des Reflow-Prozesses zu verhindern.

5.4 Verpackungsinformationen

Die LEDs werden auf Tape & Reel für die automatisierte Bestückung geliefert. Die Verpackungsinformationen detaillieren die Reel-Abmessungen, die Tape-Breite, die Taschenabstände und die Ausrichtung der Bauteile auf dem Tape, was für die Programmierung der Bestückungsgeräte notwendig ist.

6. Anwendungsrichtlinien und Design-Überlegungen

6.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist explizit fürAutomobil-Außenbeleuchtungkonzipiert. Ihre hohe Helligkeit und Zuverlässigkeit machen sie ideal für:

• Dritte Bremsleuchte (CHMSL):Erfordert hohe Intensität für gute Sichtbarkeit.
• Rückleuchten:Verwendet für Stand-/Schlusslichter.
• Bremsleuchten:Erfordert sofortiges Einschalten und hohe Helligkeit zur Signalgebung.

Ihre AEC-Q101-Qualifikation, der weite Temperaturbereich und die Schwefelrobustheit stellen sicher, dass sie Vibrationen, thermische Zyklen und chemische Einflüsse in Automobilumgebungen verkraftet.

6.2 Kritische Design-Aspekte

Thermisches Design:Der primäre Faktor, der die Lebensdauer und Performance der LED beeinflusst. Nutzen Sie den thermischen Widerstand (R_thJS) und die Derating-Kurve, um ein adäquates thermisches Managementsystem auf der Leiterplatte zu entwerfen, unter Verwendung von Wärmeleitungen und gegebenenfalls einer Metallkern-Leiterplatte für Hochleistungsanwendungen.Treiberelektronik:Für konstante Helligkeit und Farbe sollte die LED mit einer Konstantstromquelle betrieben werden, nicht mit einer Konstantspannung und einem Reihenwiderstand, insbesondere in Automobilspannungsumgebungen (9-16 V). Dies kompensiertV_F-Streuungen und Temperatureffekte.Optisches Design:Der 120°-Abstrahlwinkel eignet sich für Flächenausleuchtung. Sekundäroptik (Linsen, Reflektoren) kann zur Formung des Lichtkegels für spezifische Funktionen wie eine CHMSL erforderlich sein.ESD-Schutz:Obwohl mit 8 kV HBM bewertet, ist die Implementierung eines grundlegenden ESD-Schutzes auf der Leiterplatte eine gute Praxis während der Handhabung und Montage.

7. Konformität und Umweltspezifikationen

Das Produkt entspricht mehreren wichtigen Industriestandards:

• RoHS:Beschränkung gefährlicher Stoffe, gewährleistet bleifreie Konstruktion.
• EU REACH:Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe.
• Halogenfrei:Begrenzung von Brom (Br)- und Chlor (Cl)-Gehalt, wichtig aus Umwelt- und Sicherheitsgründen.
• Schwefelrobustheit:Kritisch für Automobilanwendungen, da schwefelhaltige Gase versilberte Komponenten korrodieren und zu Ausfällen führen können.

Dieses umfassende Konformitätsportfolio vereinfacht die Integration dieser Komponente in Produkte für den globalen Markt, insbesondere für den streng regulierten europäischen Automobilsektor.

8. Bestellinformationen und Artikelnummern-Dekodierung

Die Artikelnummer A09K-UR1501H-AM folgt einer spezifischen Kodierungskonvention. Während das vollständige Dekodierungsschema typischerweise im Herstellerleitfaden zu finden ist, umfassen gängige Elemente:

• A09K:Vermutlich ein Serien- oder Familiencode.
• U:Könnte den Gehäusetyp anzeigen (z.B. PLCC).
• R:Bezeichnet typischerweise die Farbe Rot.
• 1501:Könnte sich auf einen Helligkeits- oder Performancecode beziehen.
• H:Könnte eine Hochhelligkeitsvariante anzeigen.
• AM:Steht oft für Automotive Grade oder einen spezifischen Bin/eine Version.

Der Abschnitt mit den Bestellinformationen würde die verfügbaren Bins für Lichtstärke und Wellenlänge detaillieren, sodass Entwickler die exakten, für ihre Anwendung erforderlichen Performance-Eigenschaften spezifizieren können, um Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen.