LED 0402 Gelb 1,0x0,5x0,4mm - Durchlassspannung 1,7-2,4V - Leistung 48mW - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die RF-YU0402TS-CE-B ist eine kompakte gelbe SMD-LED, die für allgemeine Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Das LED-Gehäuse mit den Abmessungen 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm beherbergt einen hocheffizienten gelben Chip, der einen dominanten Wellenlängenbereich von 585 nm bis 595 nm liefert. Mit einem extrem weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad und der Kompatibilität mit standardmäßigen SMT-Bestückungsprozessen eignet sie sich für platzbeschränkte Designs, bei denen zuverlässige optische Leistung erforderlich ist. Die LED hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 und ist RoHS-konform.

2. Technische Parametererläuterung

2.1 Elektrische / optische Kennwerte (bei Ts=25°C)

Die LED wird unter einem Prüfstrom von 5 mA charakterisiert. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Durchlassspannung (VF):In mehrere Gruppen von 1,7 V bis 2,4 V eingeteilt, was eine präzise Spannungsanpassung für Serien-/Parallelschaltungen ermöglicht. Beispielhafte Bins: A2 (1,7-1,8 V), B1 (1,8-1,9 V), C1 (1,9-2,0 V), D1 (2,2-2,3 V) usw.
• Dominante Wellenlänge (λD):Bereich von 585 nm bis 595 nm, mit Unterbins wie D10 (585-587,5 nm), D20 (587,5-590 nm), E10 (590-592,5 nm), E20 (592,5-595 nm). Dies gewährleistet eine gleichbleibende Farberscheinung in der Produktion.
• Lichtstärke (IV):In sechs Gruppen eingeteilt: A00 (8-12 mcd), B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F00 (65-100 mcd). Entwickler können die geeignete Helligkeitsklasse für ihre Anwendung auswählen.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 140°, was einen breiten Abstrahlkegel für Anzeigeleuchten bietet.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei VR=5 V, was eine geringe Leckage gewährleistet.
• Wärmewiderstand (RTHJ-S):450 °C/W (typisch), der beim Wärmemanagement berücksichtigt werden muss.

2.2 Absolute maximale Nennwerte

• Verlustleistung (Pd):48 mW
• Durchlassstrom (IF):20 mA (Dauerbetrieb)
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• Elektrostatische Entladung (ESD, HBM):2000 V
• Betriebstemperatur (Topr):-40 °C bis +85 °C
• Lagertemperatur (Tstg):-40 °C bis +85 °C
• Sperrschichttemperatur (Tj):95 °C

Es ist darauf zu achten, dass die Sperrschichttemperatur den maximalen Nennwert nicht überschreitet, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder wenn mehrere LEDs nahe ihrer Grenzen betrieben werden.

3. Bin-System

3.1 Wellenlängen-Binning

Die dominante Wellenlänge ist in vier Haupt-Bins unterteilt: D10, D20, E10, E20, die jeweils 2,5 nm-Intervalle von 585 nm bis 595 nm abdecken. Dieses enge Binning gewährleistet Farbkonsistenz innerhalb einer einzelnen Rolle.

3.2 Helligkeits-Binning

Sechs Helligkeits-Bins (A00 bis F00) decken einen Bereich von 8 mcd bis 100 mcd ab, wobei jedes Bin ein Verhältnis von etwa 1,5x aufweist. Dies ermöglicht es Entwicklern, die geeignete Helligkeitsstufe auszuwählen, ohne die LED zu überlasten.

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Die Spannung ist in 12 Gruppen von 1,7 V bis 2,4 V eingeteilt (z. B. A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2). Die Verwendung übereinstimmender Spannungs-Bins in parallelen Strängen hilft, die Stromverteilung auszugleichen.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (Abb. 1-6)

Die Kurve zeigt einen typischen exponentiellen Zusammenhang. Bei einem Prüfstrom von 5 mA beträgt VF etwa 2,0 V und steigt bei 25 mA auf etwa 2,8 V an. Entwickler sollten diese Spannungsänderung bei der Auswahl der Strombegrenzungswiderstände berücksichtigen.

4.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität (Abb. 1-7)

Die relative Intensität steigt bis 7,5 mA nahezu linear mit dem Durchlassstrom an, mit Sättigungstendenzen bei höheren Strömen. Der Betrieb in der Nähe des Prüfstroms (5 mA) bietet eine gute Balance zwischen Helligkeit und Effizienz.

4.3 Temperatureffekte (Abb. 1-8, Abb. 1-9)

Mit steigender Umgebungs- oder Anschlusspinnentemperatur nimmt die relative Intensität ab (etwa 10 % von 25 °C auf 75 °C). Der maximale Durchlassstrom muss bei höheren Temperaturen reduziert werden, um eine Überschreitung der Sperrschichttemperaturgrenze zu vermeiden.

4.4 Durchlassstrom vs. dominante Wellenlänge (Abb. 1-10)

Die dominante Wellenlänge verschiebt sich geringfügig mit dem Strom (etwa 1 nm über einen Bereich von 25 mA), was für auf InGaN basierende gelbe LEDs typisch ist. Diese Verschiebung ist für die meisten Anzeigeanwendungen vernachlässigbar.

4.5 Spektrale Verteilung (Abb. 1-11)

Das Emissionsmaximum liegt bei etwa 590 nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 15 nm. Das schmale Spektrum gewährleistet eine gute Farbreinheit für gelbe Anzeigen.

4.6 Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-12)

Die Abstrahlcharakteristik zeigt eine typische Lambert-Verteilung mit breiter Winkelgleichmäßigkeit. Die relative Intensität bleibt bei ±40° über 0,6, was den Abstrahlwinkel von 140° bestätigt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED misst 1,0 mm (Länge) x 0,5 mm (Breite) x 0,4 mm (Höhe). Die Ansicht von unten zeigt zwei Pads: Pad 1 (Kathode) und Pad 2 (Anode). Die Polarität ist durch eine Kerbe in der Draufsicht gekennzeichnet. Lötpads werden mit 0,5 mm x 0,6 mm und einem Abstand von 0,6 mm empfohlen.

5.2 Gurtband und Rolle

Jede Rolle enthält 6.000 Stück. Gurtbandabmessungen: Breite 8 mm, Vorschubteilung 2,00 mm, mit Polaritätsmarkierung. Rollendurchmesser 178 mm (7 Zoll), Nabendurchmesser 60 mm und Breite 8,0 mm.

5.3 Etiketteninformationen

Die Etiketten enthalten Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (für Lichtstrom, Farbart, VF, Wellenlänge), Menge und Datumscode.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Empfohlenes Profil: Vorheizen von 150 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤3 °C/s, Spitzentemperatur 260 °C (max. 10 Sekunden), Abkühlrate ≤6 °C/s. Die LED kann bis zu 2 Reflow-Zyklen standhalten, mehr als 2 können zu Schäden führen.

6.2 Handlöten

Wenn Handlöten erforderlich ist, Lötkolbentemperatur unter 300 °C und Dauer unter 3 Sekunden halten. Es ist nur ein Handlötvorgang erlaubt.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitskontrolle

Ungeöffnete Beutel bei 30 °C / 75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr lagern. Nach dem Öffnen innerhalb von 168 Stunden bei 30 °C / 60 % relativer Luftfeuchtigkeit verarbeiten. Bei Überschreitung der Feuchtigkeitsgrenzen vor der Verwendung 24 Stunden bei 60±5 °C backen.

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Typische Anwendungen

• Optische Anzeigen in Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Armaturenbrettern
• Schalter- und Symbol-Hintergrundbeleuchtung
• Allzweck-Status- und Alarmleuchten
• Kleine Displays und Beschilderungen

7.2 Designüberlegungen

• Immer Strombegrenzungswiderstände verwenden, um Überstrom zu vermeiden; eine geringe Spannungsverschiebung kann große Stromänderungen verursachen.
• Für ausreichendes Wärmemanagement sorgen: Die Sperrschichttemperatur unter 95 °C halten, insbesondere bei Betrieb nahe dem maximalen Strom.
• Die LED keiner Umgebung mit hohem Schwefelgehalt (>100 ppm) aussetzen, um ein Anlaufen der internen Komponenten zu vermeiden.
• VOC-Ausgasungen aus Klebstoffen und Vergussmassen minimieren, um eine Verfärbung der Silikonvergussmasse zu vermeiden.
• Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) – die LED ist für 2000 V HBM ausgelegt, dennoch werden ESD-Vorsichtsmaßnahmen bei Handhabung und Montage empfohlen.

8. Zuverlässigkeit und Prüfung

Die LED hat Zuverlässigkeitstests bestanden, darunter Temperaturwechsel (-40 °C bis 100 °C, 100 Zyklen), Thermoschock (-40 °C bis 100 °C, 300 Zyklen), Hochtemperaturlagerung (100 °C, 1000 h), Tieftemperaturlagerung (-40 °C, 1000 h) und Lebensdauertest (25 °C, 5 mA, 1000 h). Die Akzeptanzkriterien verlangen, dass die Durchlassspannung innerhalb des 1,1-fachen oberen Grenzwerts, der Sperrstrom innerhalb des 2,0-fachen oberen Grenzwerts und der Lichtstrom über dem 0,7-fachen unteren Grenzwert liegt.

9. Funktionsprinzip

Diese LED verwendet einen gelb emittierenden Halbleiterchip, der typischerweise auf dem Materialsystem InGaN (Indiumgalliumnitrid) mit geeignetem Leuchtstoff oder direkter Emission basiert, um die Wellenlänge von 585–595 nm zu erreichen. Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher am p-n-Übergang und geben Photonen ab. Die geringe Chipgröße und das effiziente Design ermöglichen eine hohe Helligkeit bei niedrigem Strom, was sie ideal für batteriebetriebene Geräte macht.

10. Entwicklungstrends

Die Miniaturisierung von SMD-LEDs schreitet weiter voran, wobei 0402-Gehäuse zum Standard für hochdichte Designs werden. Zukünftige Trends umfassen weitere Verbesserungen der Lichtausbeute, einen größeren Farbraum und ein verbessertes Wärmemanagement. Die Verwendung von bleifreien und RoHS-konformen Materialien ist heute Standard. Darüber hinaus ermöglichen fortschrittliche Binning-Techniken eine engere Kontrolle von Farbe und Helligkeit, was gleichmäßigere Beleuchtungsarrays ermöglicht.