RF-A1F30-W269-A2 Weiße LED Spezifikation - Größe 3,0x1,4x0,55mm - Spannung 2,8-3,4V - Leistung 238mW - Automobil-Innenbeleuchtung

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die RF-A1F30-W269-A2 ist eine weiße LED, die mit einem blauen Chip und Phosphorkonversion hergestellt wird. Sie ist in einem kompakten 3,00 mm x 1,40 mm x 0,55 mm großen EMC-Gehäuse (Epoxid-Formmasse) untergebracht, das für die Oberflächenmontagetechnologie konzipiert ist. Das Gehäuse bietet einen extrem weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad und eignet sich daher für eine gleichmäßige Beleuchtung auf engstem Raum. Diese LED ist gemäß der AEC-Q101-Stresstestqualifikation für diskrete Halbleiter in Automobilqualität qualifiziert und gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit für Anwendungen in der Automobil-Innenbeleuchtung.

1.2 Eigenschaften

• EMC-Gehäuse für hervorragende Wärmeableitung und Zuverlässigkeit.
• Extrem weiter Abstrahlwinkel (120° typisch).
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
• Lieferung auf Gurt und Rolle (5000 Stück/Rolle).
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 2 (MSL 2).
• Konform mit RoHS- und REACH-Richtlinien.
• Qualifikation basierend auf AEC-Q101-Richtlinien für Automobilanwendungen.

1.3 Anwendungen

• Automobil-Innenbeleuchtung (Armaturenbrett, Innenleuchten, Ambientebeleuchtung).
• Schalter und Anzeigen in Automobil- und Industriebedienfeldern.

2. Gehäuse- und mechanische Informationen

2.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat eine Top-View-Grundfläche von 3,0 mm x 1,4 mm bei einer Höhe von 0,55 mm. Die Unterseite zeigt eine zentrale Wärmeleitfläche und zwei Anoden-/Kathodenpads. Die Polarität ist durch ein '+' Zeichen auf dem Gehäuse gekennzeichnet. Alle Maße sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

2.2 Lötmuster

Das empfohlene Lötmuster umfasst zwei rechteckige Pads für Anode und Kathode sowie ein größeres zentrales Pad zur Wärmeableitung. Abmessungen: Anodenpad 0,5 mm x 0,86 mm, Kathodenpad 1,0 mm x 0,91 mm und ein zentrales Pad 1,6 mm x 2,61 mm (ungefähr). Eine korrekte Ausrichtung gewährleistet ein ausreichendes Wärmemanagement.

2.3 Polaritätskennzeichnung

Die Anode ist auf der Oberseite mit einem '+' Indikator gekennzeichnet, und die Kathode entspricht der anderen Seite. Die Unterseite zeigt zwei Pads mit der Bezeichnung A (Anode) und C (Kathode). Die korrekte Polarität muss eingehalten werden, um Schäden durch Sperrstrom zu vermeiden.

3. Technische Parameter

3.1 Elektrische/optische Kennwerte (bei Ts=25°C, IF=60mA)

• Durchlassspannung (VF):Min 2,8 V, Typ 3,1 V, Max 3,4 V
• Sperrstrom (IR):Nicht für Sperrbetrieb ausgelegt; typischer Leckstrom ist bei VR=5 V sehr gering.
• Lichtstrom (Φ):Min 17,7 lm, Typ 24 lm, Max 26,9 lm
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 120°
• Wärmewiderstand (RTHJ-S):Typisch 21°C/W (Sperrschicht zu Lötstelle)

3.2 Absolute Grenzwerte

• Leistungsaufnahme (PD):238 mW
• Durchlassstrom (IF):70 mA (DC), 120 mA (Spitze, 1/10 Tastverhältnis, 10ms Puls)
• Sperrspannung (VR):Nicht für Sperrbetrieb ausgelegt
• ESD (HBM):8000 V (90% Ausbeute)
• Betriebstemperatur (TOPR):-40°C bis +110°C
• Lagertemperatur (TSTG):-40°C bis +110°C
• Sperrschichttemperatur (TJ):125°C

4. Bin-Bereiche und Farbkoordinaten

4.1 Durchlassspannungs- und Lichtstrom-Bins

Die LED wird in sechs Spannungsbereiche (G1: 2,8-2,9V, G2: 2,9-3,0V, H1: 3,0-3,1V, H2: 3,1-3,2V, I1: 3,2-3,3V, I2: 3,3-3,4V) und vier Lichtstrom-Bins (JB: 17,7-19,6 lm, KA: 19,6-21,8 lm, KB: 21,8-24,2 lm, LA: 24,2-26,9 lm) sortiert. Die Bins werden kombiniert, um genaue VF- und Lichtstromkombinationen für eine gleichbleibende Leistung in der Produktion festzulegen.

4.2 Farbort-Bins

Das CIE-Farbdiagramm zeigt drei Farb-Bins: IA7, IA8 und IA9. Ihre Koordinaten sind in Tabelle 1-4 angegeben. Diese Bins repräsentieren einen warmweißen Bereich mit korrelierten Farbtemperaturen etwa im Bereich von 3000K-4000K (typisch für den Automobil-Innenraum). Die Bin-Koordinaten werden eng toleriert, um eine Farbkonsistenz über die Produktion hinweg zu gewährleisten.

5. Typische Leistungskurven

5.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Die VF-IF-Kurve (Abb. 1-7) zeigt einen nahezu linearen Zusammenhang von 0 mA bis 140 mA. Bei 60 mA liegt die Durchlassspannung bei typisch 3,1 V. Entwickler sollten dies bei der Berechnung der Verlustleistung und der Strombegrenzungswiderstände berücksichtigen.

5.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Der relative Lichtstrom steigt mit dem Durchlassstrom, folgt jedoch einem Sättigungstrend. Bei 60 mA beträgt die Intensität etwa 100% relativ. Der Betrieb bei niedrigeren Strömen ergibt eine höhere Effizienz, während höhere Ströme zu thermischen Grenzen führen.

5.3 Löttemperatur vs. relative Intensität

Wenn die Lötstellentemperatur von 20°C auf 120°C ansteigt, sinkt die relative Intensität um etwa 15% (von 100% auf ~85%). Eine ordnungsgemäße Wärmeableitung ist unerlässlich, um die Lichtausbeute bei hohen Umgebungstemperaturen aufrechtzuerhalten.

5.4 Löttemperatur vs. Durchlassstrom

Um eine Überschreitung der maximalen Sperrschichttemperatur von 125°C zu vermeiden, muss der Durchlassstrom mit steigender Löttemperatur reduziert werden. Bei Ts=100°C ist der zulässige Strom auf etwa 40 mA reduziert, gegenüber 70 mA bei 25°C.

5.5 Durchlassspannung vs. Löttemperatur

Die Durchlassspannung sinkt linear mit steigender Temperatur mit einer Rate von etwa -2 mV/°C. Dieser Temperaturkoeffizient ist wichtig für das Design von Konstantstromtreibern, da Spannungsschwankungen die Stromregelung beeinflussen können.

5.6 Abstrahlcharakteristik

Die LED zeigt ein lambertähnliches Emissionsmuster mit breiter Winkelverteilung. Die relative Intensität bei ±60° beträgt etwa 50% des achsparallelen Werts, was die Spezifikation des Abstrahlwinkels von 120° bestätigt.

5.7 Strom vs. Farbverschiebung

Die CIE-x- und CIE-y-Koordinatenverschiebungen liegen im Durchlassstrombereich von 20 mA bis 120 mA bei Ts=25°C innerhalb von ±0,005. Dies zeigt eine stabile Farbwiedergabe unter typischen Betriebsbedingungen an.

5.8 Spektrumsverteilung

Das Emissionsspektrum erstreckt sich von 400 nm bis 750 nm mit einem Peak um 450 nm (blauer Chip) und einer breiten Phosphoremission im gelb-grünen Bereich. Die relative Intensitätskurve zeigt die typische spektrale Form einer weißen LED, die sich für die Allgemeinbeleuchtung mit guter Farbwiedergabe in Fahrzeuginnenräumen eignet.

6. Anwendungsbezogene Designhinweise

6.1 Wärmemanagement

Mit einer maximalen Verlustleistung von 238 mW und einem Wärmewiderstand von 21°C/W kann die LED eine erhebliche Selbsterwärmung verursachen. Ein geeignetes thermisches PCB-Design (z. B. Verwendung von Thermal Vias und einer Kupferfläche) ist entscheidend, um die Sperrschichttemperatur unter 125°C zu halten. In Automobilanwendungen können Umgebungstemperaturen von 85°C oder mehr erreicht werden, was eine Reduzierung des Durchlassstroms gemäß der Derating-Kurve (Abb. 1-10) erforderlich macht.

6.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung

Die ESD-Festigkeit beträgt 8000 V HBM, dennoch sind Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung erforderlich. Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, ableitfähige Armbänder und leitfähige Verpackungen. Vermeiden Sie direkten Kontakt mit der Silikonlinse, um Partikelkontamination und mechanische Beschädigungen zu vermeiden.

6.3 Schaltungsdesign

Verwenden Sie stets einen Strombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um Überstrom zu vermeiden. Die Toleranz der Durchlassspannung bedeutet, dass eine einfache Spannungsansteuerung zu Stromschwankungen führen kann. Verwenden Sie bei parallelen Anordnungen nach VF-Bins sortierte Gruppen oder Einzelwiderstände. Sperrspannung ist zu vermeiden; wenn eine Verpolung möglich ist, kann eine Sperrdiode hinzugefügt werden.

7. Löt- und Montagerichtlinien

7.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil (Abb. 3-1) spezifiziert eine Vorwärmzone von 150°C bis 200°C für 60-120 Sekunden, einen Ramp-up auf 217°C mit einer maximalen Zeit über 217°C von 60 Sekunden und einer Spitzentemperatur von 260°C für bis zu 10 Sekunden (innerhalb von 5°C des Spitzenwerts). Die Abkühlrate sollte 6°C/s nicht überschreiten. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen zulässig, und wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden vergehen, müssen die LEDs erneut gebacken werden.

7.2 Handlöten und Reparatur

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie eine Lötkolbenspitzentemperatur unter 300°C für weniger als 3 Sekunden. Es ist nur ein Handlötvorgang zulässig. Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen; falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppellötkolben und überprüfen Sie, ob die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt sind.

7.3 Handhabungshinweise

Die Silikonvergussmasse ist weich. Vermeiden Sie Druck auf die Oberseite. Verwenden Sie keine Klebstoffe, die organische Dämpfe abgeben. Vermeiden Sie die Exposition gegenüber Schwefelverbindungen über 100 ppm, Brom- und Chlorverbindungen über jeweils 900 ppm und gesamten Halogenen über 1500 ppm. Verwenden Sie bei Bedarf Isopropylalkohol zur Reinigung; Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.

7.4 Lagerbedingungen

Ungeöffnete Feuchtigkeitsbarrierebeutel können bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu einem Jahr gelagert werden. Nach dem Öffnen sollten die LEDs innerhalb von 24 Stunden (≤30°C, ≤60% rF) verarbeitet werden. Falls sie nicht innerhalb dieser Zeit verwendet werden, backen Sie sie bei 60±5°C für mehr als 24 Stunden. Wenn das Trockenmittel verblasst ist oder die Verpackung beschädigt ist, ist ein Backen erforderlich.

8. Verpackung und Lagerung

8.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden auf 8-mm-Gurtband mit 178-mm-Durchmesser-Rollen geliefert, die jeweils 5000 Stück enthalten. Das Band hat einen Vor- und Nachlauf von 80-100 leeren Taschen. Der Rollendurchmesser beträgt 60 mm und das Bohrungsloch 13 mm. Die Etiketteninformationen umfassen Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code, Lichtstrom, Farbort-Bin, Durchlassspannung, Wellenlängencode, Menge und Datum.

8.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Backen

Das Produkt hat die MSL-Stufe 2. Wenn die Bodenlebensdauer (24 Stunden) überschritten wird, ist ein Backen bei 60±5°C für mehr als 24 Stunden erforderlich. Nach dem Backen sollte das Gerät innerhalb der angegebenen Zeit verwendet oder erneut gebacken werden. Befolgen Sie die JEDEC-Richtlinien zur Handhabung von Feuchtigkeitsempfindlichkeit.

8.3 Lagerungsempfehlungen

Lagern Sie den versiegelten Beutel an einem trockenen, kühlen Ort. Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung oder hohe Luftfeuchtigkeit. Für die Langzeitlagerung die Temperatur unter 30°C und die Luftfeuchtigkeit unter 75% rF halten.

9. Zuverlässigkeitsprüfung

9.1 Prüfgegenstände und -bedingungen

Zu den Zuverlässigkeitstests gehören: Reflow (260°C, 10 Sek., 2x), Thermoschock (-40°C bis 125°C, 15 Min. Verweilzeit, 1000 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (125°C, 1000h), Tieftemperaturlagerung (-40°C, 1000h), Lebensdauertest (25°C, IF=60mA, 1000h), Hochtemperatur-Hochfeuchte-Lebensdauertest (85°C/85% rF, IF=60mA, 1000h) und Temperatur-Feuchte-Lagerung (85°C/85% rF, 1000h). Annahmekriterien: 0 Ausfälle bei 20 Proben.

9.2 Ausfallkriterien

Ein Ausfall ist definiert als: VF überschreitet OGW x 1,1, IR überschreitet OGW x 2,0 oder Lichtstrom fällt unter UGW x 0,7 (OGW = obere Grenzwert, UGW = untere Grenzwert). Diese Kriterien stellen sicher, dass die LED nach der Stresstestung noch die Mindestleistung erbringt.

10. Anwendungsbeispiele

In der Automobil-Innenbeleuchtung kann diese LED für die Hintergrundbeleuchtung des Armaturenbretts, Anzeigeleuchten und Ambientelichtstreifen verwendet werden. Ihre kompakte Größe (3,0x1,4 mm) ermöglicht den Einbau auf engstem Raum, während der Abstrahlwinkel von 120° eine breite Ausleuchtung bietet. Die AEC-Q101-Qualifikation garantiert Zuverlässigkeit unter rauen Automobilbedingungen (Vibration, Temperaturextreme). Für die Schalterhintergrundbeleuchtung sorgt die hohe Lichtstromdichte (bis zu 26,9 lm bei 60 mA) für gute Sichtbarkeit auch bei hellem Tageslicht. Entwickler können gleichmäßige Lichtbänder erzeugen, indem sie mehrere LEDs entlang einer Leiterplatte mit entsprechendem Wärmemanagement anordnen.

11. Technologietrends

Der Trend in der Automobil-LED-Beleuchtung geht zu kleineren Gehäusen mit höherer Effizienz und besserer thermischer Leistung. EMC-Gehäuse wie dieses ersetzen aufgrund ihrer überlegenen Hitzebeständigkeit und Zuverlässigkeit zunehmend herkömmliche PPA/PCT-Gehäuse. Darüber hinaus steigt durch den Trend zum autonomen Fahren und zu fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) die Nachfrage nach hochzuverlässigen LEDs, die Vibrationen und Temperaturwechsel standhalten. Farbkonsistenz und Binning (wie hier bereitgestellt) sind auch für Automobilhersteller kritisch, die eine einheitliche Beleuchtung über verschiedene Produktionschargen hinweg benötigen. Zukünftige Entwicklungen könnten eine noch höhere Effizienz (z. B. >200 lm/W für weiße LEDs) und die Integration intelligenter Funktionen (z. B. adressierbare LEDs für dynamische Beleuchtung) umfassen.