Rote LED 2,7x2,0x0,6mm - Durchlassspannung 2,0-2,6V - Leistung 2,184W - Wellenlänge 617nm - Automobilqualität

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die roten Lichtquellen werden mit AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) auf einem Substrat als Leuchtdiode hergestellt. Die Abmessungen des Produktgehäuses betragen 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm (Länge x Breite x Höhe). Die LED ist in einem EMC-Gehäuse (Epoxid-Molding-Compound) verkapselt, das eine hervorragende Zuverlässigkeit und thermische Leistung bietet.

1.2 Merkmale

• EMC-Gehäuse für robuste mechanische und thermische Eigenschaften.
• Extrem breiter Abstrahlwinkel von 120 Grad.
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
• Erhältlich auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückung.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 2 (MSL 2).
• Einhaltung der RoHS- und REACH-Richtlinien.
• Qualifikation basierend auf dem AEC-Q102-Stresstest für diskrete Halbleiter der Automobilqualität.

1.3 Anwendungen

Automobilbeleuchtung für Innen- und Außenanwendungen, einschließlich Innenraum-Ambientebeleuchtung, Außensignalleuchten, Rücklichter, Blinker und andere Beleuchtungsfunktionen, die hohe Zuverlässigkeit erfordern.

2. Technische Parameter – detaillierte Analyse

2.1 Elektrooptische Kennwerte (Ts=25°C)

Bei einem Durchlassstrom von 700 mA zeigt die LED die folgenden typischen elektrischen und optischen Eigenschaften:

• Durchlassspannung (VF): 2,0 V (min) bis 2,6 V (max). Dieser Spannungsbereich wird durch Binning gesteuert.
• Sperrstrom (IR): Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung von 5 V.
• Lichtstrom (Φ): 105 lm (min) bis 140 lm (max) bei 700 mA. Eine hohe Lichtausbeute wird durch ein effizientes Chipdesign erreicht.
• Dominante Wellenlänge (Wd): 612,5 nm (min), 617 nm (typisch), 620 nm (max). Dies platziert die Emission im roten Bereich des sichtbaren Spektrums.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2): 120 Grad (typisch). Der breite Abstrahlwinkel sorgt für eine gleichmäßige Lichtverteilung.
• Wärmewiderstand (RTHJ-S): Maximal 15 °C/W. Ein niedriger Wärmewiderstand unterstützt die Wärmeableitung zur Lötstelle.

2.2 Absolute Grenzwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzen hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden:

• Verlustleistung (PD): 2184 mW
• Durchlassstrom (IF): 840 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP): 1000 mA (1/10 Tastverhältnis, 10 ms Pulsbreite)
• Sperrspannung (VR): 5 V
• Elektrostatische Entladung (ESD, HBM): 2000 V (90% Ausbeute; geeignete Handhabung erforderlich)
• Betriebstemperatur (TOPR): -40 °C bis +125 °C
• Lagertemperatur (TSTG): -40 °C bis +125 °C
• Sperrschichttemperatur (TJ): 150 °C (max)

2.3 Bin-Bereiche für Durchlassspannung und Lichtstrom

Zur Sicherstellung der Konsistenz wird jede LED basierend auf Durchlassspannung, Lichtstrom und Wellenlänge bei IF=700 mA in Bins sortiert:

Durchlassspannungs-Bins:

• C0: 2,0 V – 2,2 V
• D0: 2,2 V – 2,4 V
• E0: 2,4 V – 2,6 V

Lichtstrom-Bins:

• SA: 105 lm – 117 lm
• SB: 117 lm – 130 lm
• TA: 130 lm – 140 lm

Dominante Wellenlängen-Bins:

• 612,5 – 615 nm
• 615 – 617,5 nm
• 617,5 – 620 nm

Kunden sollten die gewünschten Bins für ihre Anwendung angeben. Der Bin-Code auf dem Etikett (z.B. VF: D0, Flux: SB, Wellenlänge: 615-617,5) gewährleistet die Rückverfolgbarkeit.

3. Kennlinienanalyse

3.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (I-V-Kennlinie)

Die Kennlinie zeigt einen exponentiellen Anstieg des Durchlassstroms mit der Durchlassspannung. Bei 700 mA liegt VF zwischen 2,0 und 2,6 V. Der Kurvenverlauf ist typisch für AlGaInP-Dioden.

3.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Die relative Lichtstärke steigt bei niedrigen Strömen linear an und sättigt bei höheren Strömen aufgrund der Erwärmung allmählich. Bei 700 mA liegt die relative Intensität nahe 100%, was eine optimale Effizienz bietet.

3.3 Löttemperatur vs. relative Intensität

Wenn die Lötstellentemperatur (Ts) von 20°C auf 120°C steigt, fällt die relative Intensität auf etwa 80% ab, was auf einen signifikanten thermischen Abfall hinweist. Eine angemessene Wärmeableitung ist erforderlich, um die Helligkeit aufrechtzuerhalten.

3.4 Löttemperatur vs. Durchlassstrom (Derating)

Der maximal zulässige Durchlassstrom muss mit steigender Temperatur reduziert werden, um die Sperrschichttemperatur unter 150°C zu halten. Bei Ts=100°C sind etwa 600 mA zulässig.

3.5 Durchlassspannung vs. Löttemperatur

Die Durchlassspannung nimmt mit steigender Temperatur linear ab (negativer Temperaturkoeffizient). Dies hilft, die Ströme in parallelen Strängen auszugleichen, muss jedoch bei der Auslegung berücksichtigt werden.

3.6 Abstrahlcharakteristik

Die LED emittiert Licht über einen weiten Winkel von 120° (Halbwertsbreite). Die Abstrahlcharakteristik ist lambertsch, geeignet für eine gleichmäßige Flächenbeleuchtung.

3.7 Durchlassstrom vs. dominante Wellenlänge

Eine Erhöhung des Durchlassstroms von 0 auf 250 mA verursacht eine leichte Rotverschiebung von etwa 2 nm. Dieser Effekt ist minimal, kann aber in farbkritischen Anwendungen berücksichtigt werden.

3.8 Spektrale Verteilung

Das Emissionsspektrum hat seinen Peak bei etwa 617 nm mit einer schmalen Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 20 nm, typisch für rote AlGaInP-LEDs. Keine Nebenpeaks im UV- oder IR-Bereich.

4. Mechanische Informationen und Gehäuse

4.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse hat in der Draufsicht die Maße 2,70 mm x 2,00 mm und eine Höhe von 0,60 mm. Die Bodenansicht zeigt zwei Anoden- (A) und Kathoden- (C) Pads mit den Maßen 1,30 mm x 0,45 mm im Abstand von 1,20 mm. Die Polarität ist auf dem Gehäuse markiert. Das empfohlene Lötmuster enthält thermische Pads zur Wärmeableitung.

4.2 Abmessungen des Gurtes

Der Gurt hat Taschendimensionen: A0=2,10±0,1 mm, B0=3,05±0,1 mm, K0=0,75±0,1 mm. Gurtbreite W=8,0±0,2 mm. Vorschub Löcher: D0=1,55±0,05 mm, E=1,75±0,1 mm, P0=4,0±0,1 mm, P1=4,0±0,1 mm, P2=2,0±0,1 mm, F=3,5±0,1 mm, D1=1,0±0,1 mm.

4.3 Rollenabmessungen

Rollenabmessungen: Nabendurchmesser 12±0,1 mm, Außendurchmesser 180±1 mm, Breite 60±1 mm, Spindelloch 13,0±0,5 mm.

4.4 Etikettenspezifikationen

Jede Rolle und jeder Feuchtigkeitsschutzbeutel ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Codes (für Lichtstrom, Farbort, Spannung, Wellenlänge), Menge und Datumscode gekennzeichnet.

5. Löt- und Bestückungsanleitung

5.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil gewährleistet zuverlässige Lötverbindungen ohne Beschädigung der LED. Wichtige Parameter: Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden; Aufheizen auf 217°C; Zeit über 217°C: max. 60 Sekunden; Spitzentemperatur 260°C für max. 10 Sekunden; Abkühlrate max. 6°C/s. Führen Sie nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen durch. Wenn zwischen zwei Reflow-Vorgängen mehr als 24 Stunden liegen, kann die LED Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden.

5.2 Reparatur

Eine Reparatur nach dem Löten wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzenlötkolben und überprüfen Sie die Auswirkungen auf die LED-Kennwerte.

5.3 Vorsichtsmaßnahmen

• Das Silikonverkapselungsmittel ist weich; vermeiden Sie Druck auf die Oberseite.
• Nicht auf verzogene Leiterplatten montieren oder nach dem Löten biegen.
• Vermeiden Sie mechanische Spannungen und Vibrationen während des Abkühlens.
• Das Bauteil nach dem Löten nicht schnell abkühlen.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Standardverpackung: 4000 Stück pro Rolle. Jede Rolle wird in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt.

6.2 Feuchtigkeitsresistente Verpackung

Die Rolle wird in einen Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Etikett gelegt. Der Beutel wird vakuumversiegelt, um Feuchtigkeitseintritt zu verhindern.

6.3 Karton

Mehrere Rollen werden für den Versand in einem Karton verpackt. Der Karton ist mit Produktinformationen gekennzeichnet.

6.4 Zuverlässigkeitsprüfungen und -bedingungen

Kriterien: VF-Änderung ≤ 10% des USL, IR ≤ 200% des USL, Lichtstrom ≥ 70% des LSL.

6.5 Kriterien für die Schadensbeurteilung

Nach Zuverlässigkeitstests gilt die LED als ausgefallen, wenn die Durchlassspannung das 1,1-fache der oberen Spezifikationsgrenze (USL) überschreitet, der Sperrstrom das 2,0-fache der USL überschreitet oder der Lichtstrom unter das 0,7-fache der unteren Spezifikationsgrenze (LSL) fällt.

7. Anwendungsempfehlungen

Beachten Sie bei der Auslegung mit dieser roten LED Folgendes:

• Thermisches Management:Verwenden Sie ausreichend Kupferfläche auf der Leiterplatte und sorgen Sie für einen guten thermischen Kontakt, um die Lötstellentemperatur innerhalb der Grenzen zu halten. Die Sperrschichttemperatur darf 150°C nicht überschreiten.
• Strombegrenzung:Ein strombegrenzender Widerstand oder ein Konstantstromtreiber ist unerlässlich, um ein Stromanstieg aufgrund des negativen VF-Temperaturkoeffizienten zu verhindern.
• ESD-Schutz:Verwenden Sie ESD-Schutzbauteile (z. B. TVS-Dioden) und befolgen Sie die ESD-sicheren Handhabungsverfahren.
• Umweltbeschränkungen:Umgebung und Kontaktmaterialien müssen einen Schwefelgehalt unter 100 ppm, Brom und Chlor jeweils unter 900 ppm und die Summe unter 1500 ppm aufweisen. Vermeiden Sie flüchtige organische Verbindungen, die das Silikon verfärben können.
• Lagerung:Ungeöffnete Beutel bei ≤30°C, ≤75% rF bis zu 1 Jahr lagern. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C, ≤60% rF verarbeiten. Bei Überschreitung dieser Grenzen bei 60±5°C für >24 Stunden backen.

8. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu herkömmlichen roten LEDs mit PPA- oder PCT-Gehäusen bietet dieses Bauteil im EMC-Gehäuse eine überlegene thermische Stabilität, einen breiteren Abstrahlwinkel und einen niedrigeren Wärmewiderstand. Die AEC-Q102-Qualifikation gewährleistet Zuverlässigkeit in Automobilanwendungen. Das enge Binning in Spannung, Lichtstrom und Wellenlänge sorgt für eine bessere Gleichmäßigkeit in der Massenproduktion.

9. Häufig gestellte Fragen

1. F: Wie hoch ist die typische Durchlassspannung bei 700 mA?A: Sie liegt je nach Bin zwischen 2,0 V und 2,6 V. Die häufigsten Bins liegen bei etwa 2,2-2,4 V.
2. F: Kann ich diese LED mit gepulstem Strom betreiben?A: Ja, ein Spitzenstrom von bis zu 1000 mA ist bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 10 ms zulässig.
3. F: Ist diese LED für Außenleuchten im Automobil geeignet?A: Ja, sie ist nach AEC-Q102 qualifiziert und kann Temperaturen von -40°C bis +125°C standhalten.
4. F: Wie sollte ich mit der Feuchtigkeitsempfindlichkeit umgehen?A: Befolgen Sie die MSL2-Verfahren. Backen Sie bei Bedarf.
5. F: Kann ich Ultraschallreinigung verwenden?A: Nicht empfohlen; verwenden Sie Isopropylalkohol, wenn eine Reinigung erforderlich ist.

10. Praktische Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Automobil-Rücklicht.Mehrere rote LEDs werden in einer Anordnung platziert, um die erforderliche Rücklichthelligkeit zu erreichen. Serien-Parallel-Konfiguration mit Stromausgleichswiderständen. Angemessene Wärmeableitung durch Leiterplatte mit Metallkern.

Beispiel 2: Innenraum-Ambientebeleuchtung.Rote LEDs werden für die Stimmungsbeleuchtung verwendet. PWM-Dimmung wird von einem Mikrocontroller gesteuert. Der weite Abstrahlwinkel sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung.

11. Funktionsprinzip

Die LED basiert auf einer AlGaInP-Heterostruktur, die auf einem GaAs-Substrat gewachsen ist. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen von der n-Seite und Löcher von der p-Seite im aktiven Bereich und emittieren Photonen mit einer Energie, die der Bandlücke entspricht. Die Zusammensetzung der AlGaInP-Schicht wird so abgestimmt, dass eine rote Emission bei etwa 617 nm erzielt wird. Das Substrat absorbiert kürzere Wellenlängen, und das EMC-Gehäuse schützt den Chip und sorgt für Lichtauskopplung.

12. Entwicklungstrends

Die Automobilbeleuchtungsbranche bewegt sich in Richtung höherer Effizienz, Miniaturisierung und Integration intelligenter Funktionen. LEDs mit kleineren Gehäusen (wie diese 2,7x2,0 mm) ermöglichen dünnere Lichtmodule. Fortschritte in der Chiptechnologie verbessern weiterhin die Lichtausbeute. Darüber hinaus treibt die zunehmende Verwendung von Voll-LED-Rückleuchten und Matrix-Scheinwerfern die Nachfrage nach zuverlässigen, AEC-Q102-qualifizierten Komponenten voran. Dieses Produkt entspricht diesen Trends durch enges Binning, hohe Zuverlässigkeit und eine kompakte Bauform.