RF-AU0402TS-EB-B Amber LED Spezifikationen - Abmessungen 1,0x0,5x0,4mm - Spannung 1,6-2,6V - Leistung 26mW - Technische Daten

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die RF-AU0402TS-EB-B ist eine bernsteinfarbene oberflächenmontierte LED, die mit einem hocheffizienten Amber-Chip hergestellt wird. Ihre ultrakompakten Gehäuseabmessungen von 1,0mm x 0,5mm x 0,4mm machen sie zu einer der kleinsten kommerziell erhältlichen bernsteinfarbenen LEDs, geeignet für platzbeschränkte Anwendungen. Das Bauteil ist für automatisierte SMT-Bestückung und Reflow-Lötprozesse ausgelegt und bietet eine hervorragende Kompatibilität mit modernen PCB-Bestückungslinien.

1.2 Merkmale

• Extrem weiter Abstrahlwinkel von 140 Grad, der eine gleichmäßige Lichtverteilung über eine große Fläche gewährleistet.
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse, einschließlich Reflow- und Handlöten.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3 nach JEDEC-Standard, die eine ordnungsgemäße Handhabung nach dem Öffnen des Beutels erfordert.
• RoHS-konform, frei von gefährlichen Stoffen, erfüllt globale Umweltvorschriften.
• Niedriger Durchlassstrom (typisch 5mA) ermöglicht geringen Stromverbrauch in batteriebetriebenen Geräten.
• Erhältlich in mehreren Helligkeits- und Wellenlängenbins für eine genau abgestimmte Anpassung in Anwendungen, die Konsistenz erfordern.

1.3 Anwendungen

• Optische Anzeigen: Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für Schalter und Symboldisplays.
• Display-Hintergrundbeleuchtung: kleine LCD- oder Tastaturhintergrundbeleuchtungen, wo der Platz begrenzt ist.
• Allgemeine Zwecke: Spielzeugbeleuchtung, dekorative Beleuchtung und tragbare Elektronik.

2. Technische Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften

Alle Parameter werden bei einer Lötpad-Temperatur (Ts) von 25°C und einem Durchlassstrom von 5mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Die folgenden Hauptmerkmale definieren die Leistung dieser LED:

• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 15nm, was auf ein relativ schmales Emissionsspektrum hindeutet, das auf den Bernstein-Wellenlängenbereich zentriert ist.
• Durchlassspannung (VF):Bereich von 1,6V bis 2,6V, abhängig vom Bincode (A1 bis E2). Die Binning erfolgt bei 5mA, wobei jedes Bin 0,1V-Schritte umfasst. Die niedrige Durchlassspannung ermöglicht den Betrieb aus Niederspannungsquellen.
• Dominante Wellenlänge (λD):Erhältlich in zwei Bereichen: A10 (600-602,5nm) und A20 (602,5-605nm), mit zusätzlichen Bins B10 (605-607,5nm), B20 (607,5-610nm). Dies ermöglicht die Auswahl des genauen Bernsteinton.
• Lichtstärke (IV):Eingeteilt in fünf Bereiche: A00 (8-12mcd), B00 (12-18mcd), C00 (18-28mcd), D00 (28-43mcd) und E00 (43-65mcd). Höhere Intensitätsbins sind für Anwendungen geeignet, die eine größere Helligkeit erfordern.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):140 Grad typisch, was ein sehr breites Abstrahlmuster für eine gleichmäßige Beleuchtung einer großen Fläche bietet.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10μA bei VR=5V, was eine sehr geringe Leckage in Sperrrichtung gewährleistet.
• Wärmewiderstand (RTHJ-S):Maximal 450°C/W, von der Sperrschicht zur Lötstelle. Dieser relativ hohe Wärmewiderstand ist typisch für LEDs in kleinen Gehäusen und erfordert ein sorgfältiges Wärmemanagement beim Betrieb mit höheren Strömen.

2.2 Absolute maximale Nennwerte

Die absoluten maximalen Nennwerte dürfen nicht überschritten werden, auch nicht kurzzeitig, um dauerhafte Schäden zu vermeiden:

• Leistungsaufnahme (Pd): 26 mW
• Durchlassstrom (IF): 10 mA (Dauerbetrieb); 60 mA für Impulsbetrieb bei 1/10 Tastverhältnis und 0,1ms Impulsbreite.
• ESD-Festigkeit (HBM): 2000 V
• Betriebstemperatur (Topr): -40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (Tstg): -40°C bis +85°C
• Sperrschichttemperatur (Tj): 95°C maximal

Diese Grenzwerte basieren auf standardisierten Messungen im Labor von Refond. Der tatsächliche maximale Strom muss möglicherweise basierend auf den thermischen Bedingungen reduziert werden; die Sperrschichttemperatur darf 95°C nicht überschreiten.

2.3 Binning-System

Die LED wird in mehrere Bins sortiert, um eine enge Kontrolle über Durchlassspannung, dominante Wellenlänge und Lichtstärke zu gewährleisten. Dies ermöglicht es Kunden, Bauteile mit konsistenter Leistung für ihre spezifischen Anforderungen auszuwählen. Für die Durchlassspannung decken die Bins A1 bis E2 den Bereich von 1,6V bis 2,6V in 0,1V-Schritten ab. Für die Wellenlänge decken die Bins A10, A20, B10, B20 den Bereich 600nm bis 610nm in 2,5nm-Schritten ab. Die Intensitätsbins A00 bis E00 bieten Optionen von 8 mcd bis 65 mcd. Der Bincode ist auf dem Rollenetikett zur Rückverfolgbarkeit deutlich gekennzeichnet.

3. Analyse der Leistungskurven

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

Die I-V-Kennlinie (Abb. 1-6) zeigt die typische exponentielle Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom. Bei 5mA beträgt die Durchlassspannung für das typische Bin etwa 2,0V. Mit zunehmendem Strom steigt die Spannung aufgrund des Serienwiderstands leicht an. Die Kurve hilft Entwicklern, geeignete Strombegrenzungswiderstände für eine bestimmte Versorgungsspannung auszuwählen.

3.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Abb. 1-7 zeigt, dass die relative Lichtstärke im niedrigen Strombereich linear mit dem Durchlassstrom ansteigt, bei höheren Strömen jedoch zu sättigen beginnt. Der Betrieb bei 5mA ergibt etwa 50% der Intensität bei 10mA, was eine gute Balance zwischen Helligkeit und Wärmeableitung bietet.

3.3 Temperatureffekte

Abb. 1-8 und Abb. 1-9 zeigen, wie die Padtemperatur die relative Intensität und den Durchlassstrom beeinflusst. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtstärke allmählich ab. Beispielsweise kann die Intensität bei 85°C auf etwa 80% ihres Werts bei 25°C fallen. Wärmemanagement ist entscheidend, wenn die LED nahe ihrem maximalen Strom oder bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben wird.

3.4 Durchlassstrom vs. dominante Wellenlänge

Abb. 1-10 zeigt, dass die dominante Wellenlänge mit dem Durchlassstrom leicht verschoben wird (etwa 1-2nm über den Betriebsbereich). Dieser Effekt ist für die meisten Anzeiganwendungen minimal, sollte jedoch berücksichtigt werden, wenn eine genaue Farbabstimmung erforderlich ist.

3.5 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Abb. 1-11 zeigt die relative spektrale Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge, mit einem Peak um 600-610nm und einer Halbwertsbreite von 15nm. Das Abstrahlmuster (Abb. 1-12) zeigt einen sehr weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad, mit nahezu gleichmäßiger Intensität bis zu ±70 Grad von der optischen Achse.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-0402-SMD-Gehäuse mit Abmessungen von 1,0mm Länge, 0,5mm Breite und 0,4mm Höhe untergebracht. Das Gehäuse hat zwei Anschlüsse: Anode (mit Polaritätsmarkierung) und Kathode. Zeichnungen im Datenblatt (Abb. 1-1 bis 1-3) zeigen Draufsicht, Untersicht und Seitenansicht mit einer Toleranz von ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Lötpad-Design

Empfohlene Lötermuster (Abb. 1-5) werden bereitgestellt, um zuverlässige Lötverbindungen und eine ordnungsgemäße Wärmeableitung zu gewährleisten. Die Pad-Abmessungen betragen 0,5mm x 0,6mm für jeden Anschluss mit einem Abstand von 0,6mm zwischen ihnen. Es ist wichtig, das Pad-Design an die Gehäusegrundfläche anzupassen, um Tombstoning oder schwache Verbindungen zu vermeiden.

4.3 Polaritätsmarkierung

Die Kathode ist durch eine kleine Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet (Abb. 1-4). Die Anode ist das größere Pad auf der Unterseite. Die korrekte Polarität muss eingehalten werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

4.4 Trägerband und Rollenabmessungen

Die LEDs werden in geprägtem Trägerband mit einer Breite von 8mm und einem Teilungsabstand von 2,0mm geliefert. Jede Rolle enthält 4.000 Stück. Das Band verfügt über ein Deckband und eine Vorschubrichtungs-Polaritätsmarkierung. Rollenabmessungen: Außendurchmesser 178±1mm, Breite 8,0±0,1mm, Naben-Durchmesser 60±1mm und Spindelloch 13,0±0,5mm.

4.5 Etiketteninformationen

Das Rollenetikett enthält die Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode (für Durchlassspannung, Wellenlänge und Intensität), Menge und Datumscode. Dies gewährleistet die vollständige Rückverfolgbarkeit.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil ist in Abb. 3-1 und Tabelle 3-1 angegeben. Wichtige Parameter: Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden; Aufheizrate ≤3°C/s; Zeit über 217°C (TL) bis 60s; Spitzentemperatur (TP) 260°C für bis zu 10 Sekunden; Abkühlrate ≤6°C/s. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen erlaubt; wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden vergehen, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden.

5.2 Handlöten und Reparatur

Handlöten ist zulässig mit Lötkolbentemperatur ≤300°C und Dauer ≤3 Sekunden, nur einmal durchgeführt. Für Reparaturen wird ein Doppelspitzen-Lötkolben empfohlen, um thermische Belastungen der LED zu vermeiden.

5.3 Vorsichtsmaßnahmen bei der Montage

Montieren Sie keine LEDs auf verzogene PCB-Abschnitte und üben Sie während oder nach dem Löten keine mechanische Belastung aus. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen nach dem Reflow. Stellen Sie eine korrekte Ausrichtung sicher, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

6. Lagerung und Handhabung

6.1 Lagerbedingungen

Vor dem Öffnen der Feuchtigkeitsbarriereverpackung bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchte für bis zu 1 Jahr ab Versiegelungsdatum lagern. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 168 Stunden bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchte verwendet werden. Wenn die Lagerzeit überschritten wird, vor dem Gebrauch bei 60±5°C für >24 Stunden backen.

6.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit

MSL Stufe 3 erfordert eine sorgfältige Handhabung. Wenn der Beutel beschädigt ist oder das Trockenmittel abgelaufen ist, ist ein Backen obligatorisch, um Popcorn-Effekte beim Reflow zu vermeiden.

6.3 ESD-Schutz

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) und elektrischer Überlast (EOS). Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder und Ionisatoren. Die HBM-Bewertung beträgt 2000V, dennoch werden ordnungsgemäße ESD-Vorsichtsmaßnahmen empfohlen.

6.4 Umweltaspekte

Die LED kann durch Schwefel und Halogene in der Umgebung beeinträchtigt werden. Schwefelverbindungen sollten auf<100ppm begrenzt werden. Brom<900ppm, Chlor<900ppm, Gesamthalogene<1500ppm. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können die Silikonvergussmasse durchdringen und Verfärbungen verursachen. Verwenden Sie nur kompatible Materialien im Gehäuse.

7. Anwendungshinweise

7.1 Strombegrenzungswiderstand

Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand, um den Durchlassstrom auf den gewünschten Wert zu begrenzen, da LEDs eine steile I-V-Kennlinie haben. Für einen typischen Betriebsstrom von 5mA wählen Sie einen Widerstandswert, der sicherstellt, dass der Strom auch bei ungünstigster Versorgungsspannungsschwankung unter dem absoluten Maximum von 10mA bleibt.

7.2 Wärmemanagement

Thermisches Design ist entscheidend. Der Wärmewiderstand von 450°C/W bedeutet, dass bei 5mA und 2V die Verlustleistung 10mW beträgt, was zu einem Temperaturanstieg von etwa 4,5°C über der Umgebungstemperatur führt. Bei höheren Strömen steigt der Temperaturanstieg proportional an. Eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder Zwangsluftkühlung kann erforderlich sein.

7.3 Schaltungsdesign-Überlegungen

Schutz gegen Sperrspannung ist erforderlich; stellen Sie sicher, dass die Schaltung niemals Sperrspannung an die LED anlegt (z.B. während des Ausschaltvorgangs). Vermeiden Sie außerdem, den absoluten Maximalwert für den Durchlassstrom zu überschreiten, auch nicht kurzzeitig.

8. Häufig gestellte Fragen

8.1 Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

Der typische Strom beträgt 5mA, was eine gute Helligkeit bei gleichzeitig deutlichem Abstand zum absoluten Maximum von 10mA liefert. Für höhere Helligkeit ist bis zu 10mA erlaubt, jedoch mit ausreichender Wärmeableitung, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten.

8.2 Wie wähle ich das richtige Durchlassspannungs-Bin aus?

Wählen Sie ein Bin, das zu Ihrer Versorgungsspannung minus Spannungsabfall am Widerstand passt. Wenn die Versorgung beispielsweise 3,3V beträgt und Sie 5mA mit einem 300Ω-Widerstand (Spannungsabfall ~1,5V) benötigen, benötigen Sie eine VF von etwa 1,8V, was dem Bin B1 oder B2 entspricht.

8.3 Kann ich diese LED direkt von einem Mikrocontroller-GPIO aus ansteuern?

Die meisten GPIO-Pins können 5-10mA bei 3,3V liefern. Mit einem geeigneten Vorwiderstand ja. Überprüfen Sie jedoch die Stromfähigkeit des Mikrocontrollers; falls unzureichend, verwenden Sie einen Transistortreiber.

8.4 Wie viele Reflow-Zyklen sind erlaubt?

Maximal zwei Reflow-Zyklen. Wenn mehr als 24 Stunden zwischen den Zyklen vergehen, backen Sie die LEDs vor dem zweiten Reflow, um absorbierte Feuchtigkeit zu entfernen.

9. Funktionsprinzip

Diese amber LED ist eine Halbleiter-Leuchtdiode auf Basis eines Amber-Chips (wahrscheinlich InGaAlP- oder GaAsP-Material). Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und emittieren Photonen mit einer Energie, die dem amber Licht (600-610nm) entspricht. Die schmale spektrale Halbwertsbreite von 15nm deutet auf eine hohe Farbreinheit hin.

10. Entwicklungstrends

Der Trend bei LED-Gehäusen geht weiterhin zu kleineren Footprints und höherer Effizienz. Das 0402-Gehäuse (1,0x0,5mm) repräsentiert die ultraminiaturisierte Richtung und ermöglicht dichtere PCB-Layouts und die Integration in tragbare Geräte. Zukünftige Verbesserungen könnten einen geringeren Wärmewiderstand, höhere Lichtausbeute und erweiterte Betriebstemperaturbereiche umfassen. Die Umweltkonformität (RoHS, halogenfrei) wird auf den globalen Märkten immer wichtiger.