LED Rot 1,60x0,80x0,55mm 2,0V 72mW Technisches Datenblatt - PLCC2-Gehäuse AEC-Q101

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die RF-A2P08-R195-A2 ist eine hochhelle rote LED basierend auf AlGaInP-Epitaxietechnologie auf einem Substrat. Sie ist in einem kompakten PLCC2-Gehäuse mit den Abmessungen 1,60mm × 0,80mm × 0,55mm (Länge × Breite × Höhe) untergebracht. Diese LED liefert gesättigtes rotes Licht mit einer dominierenden Wellenlänge von etwa 620 nm, einem weiten Abstrahlwinkel von 120° und einer hohen Lichtstärke von bis zu 1200 mcd bei 20 mA. Sie ist für Beleuchtung und Schalteranwendungen im Automobilinnenraum ausgelegt und erfüllt die AEC-Q101-Stresstestqualifikation. Das Gerät eignet sich für alle SMT-Montageprozesse und ist auf Gurt und Rolle mit 4000 Stück pro Rolle erhältlich.

1.2 Merkmale

• PLCC2 (1,6×0,8×0,55mm) SMT-Gehäuse
• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 120°
• Geeignet für alle SMT-Montage- und Lötprozesse
• Lieferbar auf Gurt und Rolle (4000 Stück/Rolle)
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Level 2 (MSL 2)
• Einhaltung der RoHS- und REACH-Richtlinien
• Qualifikation basierend auf den AEC-Q101-Richtlinien für diskrete Halbleiter in Automobilqualität

1.3 Anwendungen

Typische Anwendungen umfassen die Innenraumbeleuchtung von Fahrzeugen (z. B. Armaturenbrettanzeigen, Ambientebeleuchtung) und Schalter. Der weite Abstrahlwinkel und die hohe Helligkeit machen die LED ideal für Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen in Fahrzeugkabinen.

1.4 Gehäuseabmessungen

Die Gehäuseabmessungen sind in den Abbildungen 1-1 bis 1-5 des Datenblatts dargestellt. Wichtige Abmessungen: Gehäusekörper 1,60mm × 0,80mm, Höhe 0,55mm. Es gibt eine Polkennzeichnung (Kathode) durch eine kleine Kerbe oder einen Punkt. Das empfohlene Lötmuster umfasst Pads in geeigneter Größe, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung und mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Alle Einheiten sind in Millimetern, mit Toleranzen von ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben.

1.5 Produktparameter

Elektrische und optische Kennwerte bei Ts=25°C (IF=20mA, sofern nicht anders angegeben):

Absolute Grenzwerte bei Ts=25°C:

Hinweise: Durchlassspannungstoleranz ±0,1V, Farbkoordinatentoleranz ±0,005, Lichtstärketoleranz ±10%. Die Verlustleistung darf die absoluten Grenzwerte nicht überschreiten. Der maximale Betriebsstrom sollte basierend auf der Gehäusetemperatur bestimmt werden, um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten. ESD-Beständigkeit >90% bei 2000V (HBM), angemessener ESD-Schutz erforderlich.

1.6 Bin-Bereiche für Durchlassspannung und Lichtstärke

Bei IF=20mA werden die Bauteile nach Durchlassspannung, Lichtstärke und dominanter Wellenlänge gebinnt, um Konsistenz zu gewährleisten:

Durchlassspannungs-Bins:B1 (1,8-1,9V), B2 (1,9-2,0V), C1 (2,0-2,1V), C2 (2,1-2,2V), D1 (2,2-2,3V), D2 (2,3-2,4V)

Lichtstärke-Bins:K2 (650-800mcd), L1 (800-1000mcd), L2 (1000-1200mcd)

Wellenlängen-Bins:D2 (617,5-620nm), E1 (620-622,5nm), E2 (622,5-625nm)

Kunden können Bin-Kombinationen für eine engere Kontrolle der optischen und elektrischen Eigenschaften festlegen.

1.7 Typische optische Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die bei Ts=25°C gemessen wurden (sofern nicht anders angegeben):

Durchlassspannung über Durchlassstrom (Abb.1-7):Zeigt einen nichtlinearen Anstieg von etwa 1,7V bei 0mA auf 2,3V bei 30mA. Die typische Durchlassspannung bei 20mA beträgt 2,0V.

Durchlassstrom über relative Lichtstärke (Abb.1-8):Die relative Lichtstärke steigt bis 30mA annähernd linear mit dem Strom an und erreicht etwa 150% der Lichtstärke bei 20mA.

Löttemperatur über relative Lichtstärke (Abb.1-9):Mit steigender Lötstellentemperatur von 20°C auf 100°C sinkt der relative Lichtstrom auf etwa 80% des Raumtemperaturwerts, was auf thermischen Abfall hinweist.

Löttemperatur über Durchlassstrom (Abb.1-10):Diese Kurve zeigt die zulässige Reduzierung des Durchlassstroms bei erhöhten Löttemperaturen, um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten. Bei 100°C wird der maximale Strom auf etwa 15mA reduziert.

Durchlassspannung über Löttemperatur (Abb.1-11):Die Durchlassspannung sinkt linear mit steigender Temperatur, mit einem Koeffizienten von etwa -2mV/°C.

Abstrahldiagramm (Abb.1-12):Das Abstrahlverhalten ist lambert-ähnlich, mit einem Abfall der Intensität auf 50% bei etwa ±60° außerhalb der Achse, was den Abstrahlwinkel von 120° bestätigt.

Durchlassstrom über Farbverschiebung (Abb.1-13):Die dominante Wellenlänge zeigt eine leichte Verschiebung zu kürzeren Wellenlängen (Blauverschiebung) bei höheren Strömen, von etwa 624nm bei 0mA auf 622nm bei 30mA.

Spektrumverteilung (Abb.1-14):Die spektrale Emission ist um 620nm zentriert mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 20nm. Es werden keine Nebenmaxima beobachtet.

2. Verpackungsinformationen

2.1 Verpackungsspezifikation

Jede Rolle enthält 4000 Stück LEDs. Das Gurtband hat eine Breite von 8,0±0,1mm mit einem Teilungsabstand von 4,0mm für die Komponententaschen. An beiden Enden befinden sich leere Taschen (80-100 Stück). Die Rollenabmessungen sind: Außendurchmesser 178±1mm, Nabeninnendurchmesser 60±1mm und Nabenschlitzbreite 13,0±0,5mm. Auf dem Band ist eine Polkennzeichnung aufgedruckt.

2.2 Etikettenformular

Das Etikett enthält: Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (für Lichtstrom, Farbort, Durchlassspannung, Wellenlänge), Verpackungsmenge und Herstellungsdatum. Dies gewährleistet Rückverfolgbarkeit.

2.3 Feuchtigkeitsschutzverpackung

Die Rolle wird in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt. Ein ESD-Warnaufkleber wird angebracht. Der Beutel wird dann zum Versand in einen Karton gelegt.

2.4 Zuverlässigkeitstestpositionen und -bedingungen

Die Tests werden auf Grundlage von Industriestandards (JEDEC, JEITA) durchgeführt. Die folgenden Tests werden mit je 20 Stück durchgeführt, Akzeptanzkriterium 0/1 (Ausfälle/Probe):

• Reflow (JESD22-B106): max. 260°C, 10 Sekunden, 2 Mal
• Temperaturschock (JEITA ED-4701): -40°C(15min) ↔ +125°C(15min), 1000 Zyklen
• Hochtemperaturlagerung (JEITA ED-4701): 125°C, 1000 Stunden
• Niedertemperaturlagerung (JEITA ED-4701): -40°C, 1000 Stunden
• Lebensdauertest (JESD22-A108): Ta=25°C, IF=20mA, 1000 Stunden
• Hochtemperatur-/Hochfeuchtetest (JESD22-A101): 85°C/85% RH, IF=20mA, 1000 Stunden
• Temperatur-/Feuchtelagerung (JEITA ED-4701): 85°C/85% RH, 1000 Stunden

2.5 Ausfallkriterien für Zuverlässigkeitstests

Nach der Prüfung gelten folgende Grenzwerte:

• Durchlassspannung (VF bei IF=20mA): darf das 1,1-fache der oberen Spezifikationsgrenze (USL) nicht überschreiten
• Sperrstrom (IR bei VR=5V): darf das 2,0-fache der oberen Spezifikationsgrenze nicht überschreiten
• Lichtstrom (bei IF=20mA): darf nicht unter das 0,7-fache der unteren Spezifikationsgrenze (LSL) fallen

Diese Kriterien stellen sicher, dass die LED über ihre Lebensdauer ausreichende Leistung behält.

3. SMT-Reflow-Lötanleitung

3.1 Reflow-Profil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil (basierend auf Sn-Ag-Cu-Lot) lautet wie folgt:

• Aufheizrate (Tsmax bis TP): max 3°C/s
• Vorwärmen: 150°C bis 200°C, 60-120 Sekunden
• Zeit über 217°C (TL): max 60 Sekunden
• Spitzentemperatur (TP): 260°C, max 10 Sekunden (Haltezeit innerhalb 5°C von TP: max 30 Sekunden)
• Abkühlrate: max 6°C/s
• Zeit von 25°C bis Spitzentemperatur: max 8 Minuten

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Wenn die Zeit zwischen zwei Lötvorgängen 24 Stunden überschreitet, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden. Üben Sie während des Erhitzens keine mechanische Belastung auf die LEDs aus.

3.2 Lötkolben

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie eine Lötkolbentemperatur von weniger als 300°C für weniger als 3 Sekunden. Handlöten sollte nur einmal pro LED durchgeführt werden.

3.3 Reparatur

Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen. Wenn unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben und überprüfen Sie, ob die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt sind.

3.4 Vorsichtsmaßnahmen

Das LED-Vergussmaterial ist Silikon, das eine weiche Oberfläche hat. Vermeiden Sie starken Druck auf die Oberseite beim Bestücken. Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen PCB-Bereichen. Nach dem Löten biegen Sie die Platine nicht und üben Sie während des Abkühlens keine mechanische Belastung aus. Schnelles Abkühlen nach dem Löten ist verboten.

4. Handhabungshinweise

4.1 Betriebsumgebung

Materialien, die mit der LED in Kontakt kommen oder sich in ihrer Nähe befinden, dürfen keine Schwefelverbindungen von mehr als 100 ppm enthalten. Für die Halogenkonformität muss der Einzelgehalt von Brom unter 900 ppm, der von Chlor unter 900 ppm und der Gesamtgehalt von Brom und Chlor unter 1500 ppm liegen. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus Befestigungsmaterialien können in die Silikonlinse eindringen und unter Wärme und Licht zu Verfärbungen führen, was zu Lichtverlust führt. Testen Sie alle Materialien vor der Verwendung auf Kompatibilität. Verwenden Sie keine Klebstoffe, die organische Dämpfe ausgasen.

4.2 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Feuchtigkeitsschutzbeutels: lagern bei ≤30°C und ≤75% RH, innerhalb eines Jahres ab Versanddatum. Nach dem Öffnen: empfohlen, innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C und ≤60% RH zu verwenden. Wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte übermäßige Luftfeuchtigkeit anzeigt oder die Lagerzeit überschritten wurde, backen Sie die LEDs bei 60±5°C für mehr als 24 Stunden vor der Verwendung. Wenn der Beutel beschädigt ist, wenden Sie sich an den Lieferanten.

4.3 ESD-Schutz

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen (ESD) und elektrischen Überlastungen (EOS). Verwenden Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (z. B. geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Bodenmatten, Armbänder) beim Umgang. Das Gerät ist für 2000V HBM ausgelegt, mit >90% Ausbeute. Dennoch können ESD-Schäden auftreten, wenn Vorsichtsmaßnahmen vernachlässigt werden.

5. Anwendungsempfehlungen

5.1 Strombegrenzung und Ansteuerung

Verwenden Sie immer einen Strombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom innerhalb des absoluten Grenzwerts (30 mA) zu halten. Ohne Widerstand kann eine kleine Spannungsänderung eine große Stromänderung verursachen, was die LED durchbrennen lassen kann. Die Ansteuerschaltung muss sicherstellen, dass niemals Sperrspannung angelegt wird, da dies Migration und Schäden verursachen kann.

5.2 Thermomanagement

Das thermische Design ist entscheidend. Die Sperrschichttemperatur darf 120°C nicht überschreiten. Berücksichtigen Sie die Umgebungstemperatur, den Strompegel und die Kupferfläche der Leiterplatte für die Wärmeableitung. Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Lötstelle beträgt 300°C/W; z. B. bei 20 mA und 2,0V (40 mW Verlustleistung) beträgt der Temperaturanstieg etwa 12°C. In Umgebungen mit hohen Temperaturen reduzieren Sie den Strom gemäß der Kurve Löttemperatur über Durchlassstrom.

5.3 Reinigung

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, wird Isopropylalkohol empfohlen. Verwenden Sie keine Lösungsmittel, die das Silikon-Vergussmaterial angreifen könnten. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie die LED beschädigen kann. Stellen Sie sicher, dass die Reinigungslösung keine Rückstände hinterlässt.

5.4 Mechanische Handhabung

Handhaben Sie LEDs mit einer Pinzette an den Seiten, nicht an der Linse. Vermeiden Sie Herunterfallen oder Druck auf die Oberseite. Die Silikonlinse ist weicher als Standardepoxid und kann durch scharfe Gegenstände zerkratzt oder gerissen werden.

6. Funktionsprinzip

Die RF-A2P08-R195-A2 ist ein direkter Halbleiter mit Bandlücke basierend auf dem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Materialsystem. Der aktive Bereich besteht aus einer Mehrfach-Quantentopf (MQW)-Struktur, die zwischen p- und n-Typ-Mantelschichten eingebettet ist. Bei Durchlassvorspannung werden Elektronen und Löcher in die Quantentöpfe injiziert und rekombinieren strahlend, wobei Photonen mit einer Energie emittiert werden, die der roten Wellenlänge (~620 nm) entspricht. Das Substrat und die transparenten Kontaktschichten sind für die Lichtauskopplung optimiert. Der weite Abstrahlwinkel von 120° wird durch das Linsendesign des Gehäuses und die Verwendung eines transparenten Vergussmaterials erreicht.

7. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich diese LED für die Allgemeinbeleuchtung verwenden?
A: Sie ist hauptsächlich für Anzeige- und Automobil-Innenraumanwendungen ausgelegt, nicht für die Allgemeinbeleuchtung. Der Lichtstrom beträgt bis zu 1200 mcd, was für Statusanzeigen geeignet ist.

F: Was ist die maximale Umgebungstemperatur für den Dauerbetrieb?
A: Der Betriebstemperaturbereich beträgt -40°C bis +100°C. Bei höheren Temperaturen muss der Durchlassstrom jedoch reduziert werden, um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten.

F: Wie sollte ich geöffnete Rollen lagern?
A: Lagern bei ≤30°C und ≤60% RH und innerhalb von 24 Stunden verwenden. Wenn nicht innerhalb dieser Zeit verwendet, vor Gebrauch 24 Stunden bei 60°C backen.

F: Kann ich zweimal löten?
A: Ja, aber nicht mehr als zweimal. Stellen Sie sicher, dass der Abstand zwischen den Lötzyklen weniger als 24 Stunden beträgt; andernfalls kann ein Backen erforderlich sein.

F: Ist das Gerät für Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit geeignet?
A: Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe ist 2, daher hält es der Einwirkung von 85°C/85% RH während des Lebensdauertests stand, aber bei längerer hoher Luftfeuchtigkeit ohne Strom sollten die Lagerbedingungen berücksichtigt werden.

F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sollte ich gegen ESD treffen?
A: Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Matte und Armbänder. Das Gerät hat eine ESD-Festigkeit von 2kV, aber ESD-Ereignisse darüber können es beschädigen.