Spezifikation LED RF-A4E27-R22H-S4 - 2,75x2,0x0,6mm Rot - 1,8-2,4V - 1200mW - Automobilqualität

1. Produktübersicht

Die RF-A4E27-R22H-S4 ist eine leistungsstarke rote LED, die für die Innen- und Außenbeleuchtung im Automobilbereich entwickelt wurde. Sie nutzt die AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitertechnologie, um eine effiziente rote Lichtemission mit einer dominanten Wellenlänge von 617,5 nm bis 627,5 nm zu erreichen. Das Bauteil ist in einem kompakten EMC (Epoxid-Vergussmasse) Gehäuse mit den Abmessungen 2,75 mm x 2,0 mm x 0,6 mm untergebracht, was dünne und leichte Designs ermöglicht. Zu den Hauptmerkmalen gehören ein extrem weiter Abstrahlwinkel (120 Grad), Kompatibilität mit standardmäßigen SMT-Bestückungsprozessen sowie die Erfüllung der AEC-Q102-Stresstestqualifikation für diskrete Halbleiter in Automobilqualität. Die LED ist zudem RoHS-konform und hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 2 (MSL2), wodurch sie sich für Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit eignet.

1.1 Merkmale

• EMC-Gehäuse für robuste mechanische und thermische Leistung.
• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 120° für gleichmäßige Lichtverteilung.
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötverfahren.
• Lieferbar auf Gurt und Rolle (4000 Stück/Rolle).
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 2 (gemäß JEDEC).
• RoHS-konform und erfüllt die AEC-Q102-Qualifikation.

1.2 Anwendungen

• Automobil-Innenbeleuchtung (z. B. Deckenleuchten, Ambientebeleuchtung).
• Automobil-Außenbeleuchtung (z. B. Rücklichter, Bremslichter, Blinker).
• Andere Allgemeinbeleuchtungen, bei denen hohe Zuverlässigkeit und ein weiter Abstrahlwinkel erforderlich sind.

2. Technische Daten

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften (bei Ts=25°C, IF=350mA)

Die Durchlassspannung wird bei 350 mA mit einer Toleranz von ±0,1 V gemessen. Das Bauteil ist nicht für den Rückwärtsbetrieb ausgelegt. Die Toleranz des Lichtstroms beträgt ±10 %. Die Toleranz der dominanten Wellenlänge beträgt ±0,005 (für Farbkoordinaten). Alle Messungen werden unter standardisierten Testbedingungen von Refond durchgeführt.

2.2 Absolute Grenzwerte

Es ist entscheidend, diese Grenzwerte niemals zu überschreiten. Der Durchlassstrom muss basierend auf der Löttemperatur reduziert werden, um die Sperrschichttemperatur unter 125 °C zu halten. Das Bauteil hält 8000 V ESD (HBM) mit einer Ausbeute von über 90 % stand; dennoch müssen bei der Handhabung geeignete ESD-Schutzmaßnahmen getroffen werden.

2.3 Bin-Bereiche (bei IF=350mA)

Das Produkt wird in spezifizierten Bins für Durchlassspannung, Lichtstrom und dominante Wellenlänge ausgeliefert, um die Konsistenz innerhalb der Fertigungslose 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).
• Lichtstrom-Bins:NA (37-40,9 lm), NB (40,9-45,3 lm), OA (45,3-50 lm), OB (50-55,3 lm).
• Dominante Wellenlängen-Bins:D2 (617,5-620nm), E1 (620-622,5nm), E2 (622,5-625nm), F1 (625-627,5nm).

2.4 Typische optische Kennlinien

Die folgenden Kurven geben Aufschluss über die Leistung der LED unter verschiedenen Bedingungen:

2.4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Die Durchlassspannung steigt mit dem Strom in typischer Diodenweise. Bei 350 mA beträgt VF etwa 2,0-2,1 V. Die Kurve zeigt einen linearen Anstieg von 1,8 V auf 2,4 V über den Strombereich.

2.4.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Die relative Lichtintensität steigt mit dem Durchlassstrom. Bei 350 mA beträgt die Intensität etwa 100 %. Eine Erhöhung des Stroms über 500 mA wird aufgrund thermischer Einschränkungen nicht empfohlen.

2.4.3 Löttemperatur vs. relative Intensität

Höhere Löttemperatur verringert die Lichtausbeute. Beispielsweise fällt bei 105 °C die relative Intensität auf etwa 60 % des Wertes bei 25 °C.

2.4.4 Abstrahlcharakteristik

Die LED hat ein breites lambertartiges Abstrahlverhalten mit einem Halbwinkel von 120°, was eine gleichmäßige Ausleuchtung über eine große Fläche bietet.

2.4.5 Spektrale Verteilung

Die Emissionsspitze liegt im roten Bereich um 620-630 nm, mit einer schmalen spektralen Breite, die für AlGaInP-Bauteile typisch ist.

3. Mechanische Informationen

3.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,75 mm (Länge) × 2,00 mm (Breite) × 0,60 mm (Höhe). Die Draufsicht zeigt eine lichtemittierende Fläche von 1,57 mm × 2,00 mm. Die Unterseite zeigt zwei Kathoden/Anoden-Pads mit den Abmessungen 0,48 mm × 1,60 mm und 0,54 mm × 1,25 mm, konsistent mit den Polaritätsmarkierungen. Alle Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

3.2 Empfohlenes Lötmuster

Um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung und mechanische Festigkeit zu gewährleisten, wird ein spezifisches PCB-Landmuster empfohlen. Das Muster umfasst zwei rechteckige Pads mit einem Abstand von 1,70 mm und zusätzliche Thermopads. Die Abmessungen der Pads betragen 0,70 mm × 1,10 mm und 0,72 mm × 0,55 mm.

3.3 Polaritätskennzeichnung

Anode und Kathode sind auf dem Gehäuse markiert. Die Unterseite zeigt einen klaren Polaritätsindikator. Während der Bestückung muss auf die korrekte Ausrichtung der LED geachtet werden.

4. Verpackungsinformationen

4.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden in Gurt- und Rollenverpackung mit 4000 Stück pro Rolle geliefert. Der Trägergurt hat einen typischen Teilungsabstand von 4,0 mm, der Rollendurchmesser beträgt 180 mm mit einem Naben-Durchmesser von 60 mm. Jede Rolle ist in einem Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt.

4.2 Etikettinformationen

Das Etikett enthält die Teilenummer (RF-A4E27-R22H-S4), die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, den Bin-Code, den Lichtstrom-Bin, den Farbort-Bin, den Durchlassspannungs-Bin, den Wellenlängencode, die Menge und den Datumscode.

4.3 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen des Feuchtigkeitssperrbeutels sollten die LEDs bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr ab Herstellungsdatum gelagert werden. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % rF verarbeitet werden. Überschreitet die Lagerung 24 Stunden, ist vor der Verwendung ein Backen bei 60±5 °C für ≥24 Stunden erforderlich.

5. Lötrichtlinien

5.1 Reflow-Lötprofil

Es sind nur zwei Reflow-Lötzyklen zulässig. Das empfohlene Profil umfasst: Aufheizrate ≤3 °C/s, Vorwärmen 150-200 °C für 60-120 s, Zeit über 217 °C ≤60 s, Spitzentemperatur 260 °C mit maximaler Dauer von 10 s, und Abkühlrate ≤6 °C/s. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitze sollte 8 Minuten nicht überschreiten.

5.2 Handlöten

Wenn Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit Spitzentemperatur ≤300 °C für weniger als 3 Sekunden und führen Sie den Vorgang nur einmal durch.

5.3 Vorsichtsmaßnahmen

• Üben Sie während oder nach dem Löten keine mechanische Belastung auf die Silikonlinse aus.
• Vermeiden Sie Verformungen der Leiterplatte vor oder nach dem Löten.
• Verwenden Sie nach dem Reflow keine schnelle Abkühlung.
• Verwenden Sie geeignete Bestückungsdüsen, um Beschädigungen der weichen Silikonoberfläche zu vermeiden.

6. Anwendungs- und Designüberlegungen

6.1 Wärmemanagement

Da die Leistung der LED mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt, ist eine ausreichende Kühlung unerlässlich. Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt beträgt 20 K/W. Entwickler sollten sicherstellen, dass die Löttemperatur die Derating-Kurve nicht überschreitet, um Tj unter 125 °C zu halten.

6.2 ESD-Schutz

Obwohl die LED 8000 V HBM standhält, ist ein ESD-Schutz während der Handhabung und Bestückung zwingend erforderlich. Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Matten und Handgelenkbänder.

6.3 Chemische Beständigkeit

Vermeiden Sie Kontakt mit schwefelhaltigen Verbindungen (≤100 ppm), Brom (≤900 ppm), Chlor (≤900 ppm) und gesamten Halogenen (≤1500 ppm). VOCs aus umgebenden Materialien können zu Silikonverfärbungen und Lichtverlust führen. Isopropylalkohol wird zur Reinigung empfohlen, falls erforderlich.

6.4 Schaltungsdesign

Verwenden Sie stets einen Strombegrenzungswiderstand, um übermäßigen Strom zu verhindern. Die Durchlassspannung variiert zwischen den Bins; stellen Sie sicher, dass der Widerstandswert entsprechend gewählt wird. Die LED ist nicht für Sperrspannungsbetrieb ausgelegt.

7. Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung

7.1 Zuverlässigkeitsprüfungen

7.2 Ausfallkriterien

Nach der Prüfung gilt die LED als ausgefallen, wenn die Durchlassspannung das 1,1-fache der oberen Spezifikationsgrenze (U.S.L) überschreitet, der Sperrstrom das 2,0-fache der U.S.L überschreitet oder der Lichtstrom unter das 0,7-fache der unteren Spezifikationsgrenze (L.S.L) fällt. Die Werte für U.S.L und L.S.L sind gemäß der Produktspezifikation definiert.

8. Funktionsprinzip und technologische Entwicklung

8.1 Funktionsprinzip

Diese rote LED basiert auf AlGaInP-Heterostrukturen, die auf einem Substrat aufgewachsen sind. Bei Durchlassvorspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und emittieren Photonen im roten Spektrum. Die Spitzenwellenlänge wird durch die Zusammensetzung der Halbleiterschichten bestimmt. Das EMC-Gehäuse bietet Schutz und effizienten Wärmetransport.

8.2 Entwicklungstrends

Die Automobilbeleuchtung entwickelt sich hin zu höherer Effizienz, kleineren Bauformen und größerer Zuverlässigkeit. LEDs wie die RF-A4E27-R22H-S4 mit AEC-Q102-Qualifikation erfüllen die strengen Anforderungen der Automobilumgebung. Zukünftige Trends umfassen weitere Miniaturisierung, höhere Lumenausbeute pro Watt und verbesserte thermische Leistung durch fortschrittliche Gehäusetechnologien.