LED Rot 3.0x3.0x2.1mm - 2,2V - 1,1W - 620nm Technische Spezifikation

1. Produktübersicht

Die RF-E30AG-OUH-FS ist eine Hochleistungs-Rot-LED mit einem EMC-Gehäuse (Epoxidmoldcompound), das hervorragende Zuverlässigkeit und thermische Leistung bietet. Mit einer kompakten Grundfläche von 3,00 mm x 3,00 mm und einer niedrigen Bauhöhe von 2,10 mm ist dieses Bauteil für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, darunter Sicherheitsüberwachung, Sensoren, Landschaftsbeleuchtung und allgemeine optische Anzeigen. Die LED ist RoHS-konform und für die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 (MSL 3) ausgelegt, was sie für bleifreie Reflow-Lötprozesse geeignet macht.

2. Mechanische Details und Gehäuseabmessungen

2.1 Gehäuseumriss

Die LED ist in einem oberflächenmontierten Gehäuse mit den Abmessungen 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm (Länge x Breite x Höhe) untergebracht. Die Draufsicht zeigt eine klare Linse mit Polungsmarkierungen: Pad ① ist die Anode und Pad ② die Kathode. Die Seitenansicht zeigt eine Gesamthöhe von 2,10 mm. Die Bodenansicht zeigt das Lötpad-Layout mit den Abmessungen: Das Anodenpad ist 2,26 mm x 0,69 mm und das Kathodenpad ist 1,45 mm x 0,50 mm, mit einem Abstand von 0,46 mm zwischen den beiden Pads. Es wird ein empfohlenes Lötmuster bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Sofern nicht anders angegeben, haben alle Abmessungen eine Toleranz von ±0,2 mm.

3. Elektrische und optische Eigenschaften

3.1 Durchlassspannung und -strom

Bei einem Prüfstrom von IF = 500 mA und Ts = 25 °C beträgt die Durchlassspannung (VF) typisch 2,2 V, mit einem Minimum von 1,8 V und einem nicht spezifizierten Maximum (offen). Das Bauteil kann einen maximalen Durchlassstrom von 500 mA und eine Verlustleistung von bis zu 1,1 W verarbeiten. Die Sperrspannung ist mit maximal 5 V bewertet, und der Sperrstrom (IR) bei VR = 5 V beträgt maximal 10 µA.

3.2 Optische Leistung

Die dominante Wellenlänge (λD) beträgt 620 nm (rot) mit einem typischen Wert und einer Bandbreite (Δλ) von 30 nm. Der Lichtstrom (Φ) bei 500 mA beträgt typisch 45 lm. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 90 Grad und bietet einen breiten Strahl, der für Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen geeignet ist. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RTHJ-S) beträgt 14 °C/W und gewährleistet eine effiziente Wärmeübertragung.

3.3 Absolute Maximalbewertungen

Die absoluten Maximalbewertungen sind wie folgt: Verlustleistung 1,1 W, Durchlassstrom 500 mA (mit Derating-Betrachtungen), Sperrspannung 5 V, elektrostatische Entladung (HBM) 2000 V, Betriebstemperaturbereich -40 °C bis +85 °C, Lagertemperaturbereich -40 °C bis +100 °C und Sperrschichttemperatur 115 °C. Beachten Sie, dass für gepulsten Betrieb (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite) höhere Ströme zulässig sein können, aber die Sperrschichttemperaturgrenze nicht überschreiten dürfen.

4. Typische optische Kennlinien

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Die typische IV-Kurve zeigt eine nichtlineare Beziehung. Bei niedrigen Strömen (<100 mA) steigt die Durchlassspannung steil an, während oberhalb von 200 mA die Steigung abnimmt, was auf den ohmschen Widerstand des Chips und des Gehäuses hinweist. Bei 500 mA beträgt die Durchlassspannung etwa 2,2 V.<100 mA) steigt die Durchlassspannung steil an, während oberhalb von 200 mA die Steigung abnimmt, was auf den ohmschen Widerstand des Chips und des Gehäuses hinweist. Bei 500 mA beträgt die Durchlassspannung etwa 2,2 V.

4.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Die relative Lichtausbeute steigt bis zu 500 mA nahezu linear mit dem Durchlassstrom an. Innerhalb des spezifizierten Bereichs ist keine Sättigung sichtbar, was darauf hindeutet, dass die LED effizient mit ihrem Nennstrom betrieben werden kann.

4.3 Temperatur vs. relative Intensität

Die Lichtausbeute nimmt mit steigender Löttemperatur ab. Bei 85 °C sinkt die relative Intensität auf etwa 75 % ihres Wertes bei 25 °C. Dieses thermische Derating muss bei der Systemauslegung berücksichtigt werden.

4.4 Spektrale Verteilung

Die spektrale Leistungsverteilung zeigt ein Maximum bei etwa 620 nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von 30 nm. Die Farbe ist ein reines Rot, geeignet für Signal- und Dekorationsbeleuchtung.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahlmuster ist lambertähnlich, wobei die Intensität bei ±45° von der optischen Achse auf 50 % abfällt. Dies ergibt einen breiten, gleichmäßigen Beleuchtungsstrahl.

4.6 Löttemperatur vs. Durchlassstrom

Der maximal zulässige Durchlassstrom sinkt mit steigender Löttemperatur. Bei 85 °C wird der empfohlene Strom auf etwa 350 mA reduziert, um die Sperrschicht unterhalb ihres Maximalwerts zu halten.

5. Zuverlässigkeitstest-Items und -Bedingungen

Die LED wurde durch eine Reihe von Zuverlässigkeitstests nach JEDEC-Standards qualifiziert. Zu den wichtigsten Tests gehören:

• Reflow-Löten: max. 260 °C für 10 Sekunden, 3 Zyklen, 0 Ausfälle bei 10 Proben.
• Temperaturwechsel: -40 °C bis 100 °C, 300 Zyklen, 0 Ausfälle.
• Thermoschock: -40 °C bis 100 °C, 100 Zyklen, 0 Ausfälle.
• Hochtemperaturlagerung: 100 °C für 1000 Stunden, 0 Ausfälle.
• Niedertemperaturlagerung: -40 °C für 1000 Stunden, 0 Ausfälle.
• Lebensdauertest: 25 °C, IF=500 mA für 1000 Stunden, 0 Ausfälle.

Ausfallkriterien: Durchlassspannungsanstieg >1,1x obere Spezifikationsgrenze, Sperrstrom >2x obere Spezifikationsgrenze oder Lichtstrom <0,7x untere Spezifikationsgrenze.<0,7x untere Spezifikationsgrenze.

6. Verpackungsinformationen

Die LEDs werden in Gurt und Rolle mit 3000 Stück pro Rolle verpackt. Das Trägerband hat eine spezifische Taschendesign mit Polungsmarkierung. Die Rollenabmessungen sind: Flanschdurchmesser 330,2 ± 2 mm, Naben Durchmesser 79,5 ± 1 mm, Breite 14,3 ± 0,2 mm und Dicke 12,7 ± 0,3 mm. Jede Rolle wird in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt. Die Abmessungen des äußeren Kartons sind in der Spezifikation angegeben (nicht explizit im PDF aufgeführt, aber typisch für 330-mm-Rollen). Das Etikett enthält die Teilenummer, die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, den Bin-Code, den Lichtstrom, die dominante Wellenlänge, die Durchlassspannung, die Menge und den Datumscode.

7. Löt- und Montagerichtlinien

7.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Die LED ist für bleifreies Reflow-Löten geeignet. Das empfohlene Profil hat die folgenden Parameter:

• Durchschnittliche Anstiegsrate: max. 3 °C/s (von Tsmax bis Tp)
• Vorwärmen: 150 °C bis 200 °C für 60-120 Sekunden
• Zeit über 217 °C: max. 60 Sekunden
• Spitzentemperatur: 260 °C, Zeit innerhalb von 5 °C des Spitzenwerts: max. 30 Sekunden, absolute Spitzenzeit (tp): max. 10 Sekunden
• Abkühlrate: max. 6 °C/s
• Zeit von 25 °C bis Spitze: max. 8 Minuten

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Wenn zwischen dem ersten und zweiten Durchlauf mehr als 24 Stunden vergehen, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden. Handlöten ist mit einer Lötkolbenspitzentemperatur unter 300 °C für weniger als 3 Sekunden erlaubt, nur einmal. Reparaturarbeiten werden nicht empfohlen; falls erforderlich, verwenden Sie einen Doppelkopf-Lötkolben und validieren Sie den Prozess vorab.

7.2 Handhabungshinweise

• Das LED-Vergussmaterial ist Silikon, das weich ist. Vermeiden Sie Druck auf die Linsenoberfläche während der Bestückung oder Montage. Verwenden Sie geeignete Düsen mit angemessener Kraft.
• Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen Leiterplatten und biegen Sie die Platine nach dem Löten nicht.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung oder Vibrationen während des Abkühlens nach dem Löten.
• Die Betriebsumgebung und die Kontaktmaterialien müssen weniger als 100 ppm Schwefelverbindungen, weniger als 900 ppm Brom, weniger als 900 ppm Chlor und insgesamt weniger als 1500 ppm Brom+Chlor enthalten.
• Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus Befestigungsmaterialien können in das Silikon eindringen und Verfärbungen verursachen. Testen Sie alle Materialien vor der Verwendung auf Kompatibilität.
• Verwenden Sie geeigneten ESD-Schutz; die LED ist für 2000 V HBM ausgelegt, aber Vorsichtsmaßnahmen sind dennoch erforderlich.
• Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Aluminiumbeutels bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr lagern. Nach dem Öffnen innerhalb von 168 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verwenden. Bei Überschreitung bei 60 ± 5 °C für ≥24 Stunden backen.
• Reinigung: Isopropylalkohol wird empfohlen. Andere Lösungsmittel müssen auf Unbedenklichkeit gegenüber dem Gehäuse überprüft werden. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen.

8. Anwendungshinweise

Diese LED ist für optische Anzeigen, Landschaftsbeleuchtung und allgemeine Beleuchtung ausgelegt. Bei der Auslegung der Treiberschaltung sollte immer ein strombegrenzender Widerstand eingefügt werden, um Überstrom aufgrund von Spannungsschwankungen zu vermeiden. Das thermische Design ist entscheidend: Die Sperrschichttemperatur darf 115 °C nicht überschreiten. Sorgen Sie für ausreichende Kühlung, insbesondere beim Betrieb mit hohen Strömen. Der breite Abstrahlwinkel (90°) und der hohe Lichtstrom (45 lm bei 500 mA) machen die LED für Flächenbeleuchtung und Hintergrundbeleuchtung geeignet. Die rote Farbe von 620 nm ist ideal für Warnleuchten, Verkehrssignale und dekorative Anwendungen. Bei gepulstem Betrieb müssen Tastverhältnis und Spitzenstrom sorgfältig kontrolliert werden, um eine Überschreitung der maximalen Sperrschichttemperatur zu vermeiden.

9. Funktionsprinzip

Die LED basiert auf einem Halbleiter-p-n-Übergang aus dem AlGaInP-Materialsystem (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), das typisch für rote Wellenlängen ist. Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen mit Löchern im aktiven Bereich und geben Energie in Form von Photonen mit einer Wellenlänge ab, die der Bandlücke des Materials entspricht. Das EMC-Gehäuse bietet eine robuste, spannungsarme Verkapselung, die den Chip schützt und eine effiziente Lichtauskopplung durch eine klare Silikonlinse ermöglicht.

10. Entwicklungstrends

Der Trend bei Hochleistungs-LEDs geht zu höherer Effizienz, besserem Wärmemanagement und kleineren Abmessungen. Dieses Produkt mit seinem EMC-Gehäuse und dem Formfaktor 3,0x3,0 mm entspricht dem Branchentrend zu kompakten, zuverlässigen oberflächenmontierten Bauteilen. Zukünftige Entwicklungen könnten noch höhere Lichtströme und verbesserte Farbstabilität umfassen. Die Verwendung von Silikonverguss anstelle von Epoxid ist ebenfalls ein aktueller Trend, um die Zuverlässigkeit bei thermischen Zyklen und UV-Bestrahlung zu verbessern.