PLCC-2 Seitenansicht LED 57-11-PA0301H-AM Datenblatt - Phosphor-Konvertiertes Bernstein/Gelb - 120° Abstrahlwinkel - 3,25V typ. - 30mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen Seitenansicht-LED-Komponente, die auf Phosphor-Konvertierter-Bernstein-Technologie (PCA) basiert. Das Bauteil ist in einem kompakten PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) untergebracht, was es für platzbeschränkte Anwendungen mit großem Abstrahlwinkel geeignet macht. Der Hauptfokus des Designs liegt auf Zuverlässigkeit und Leistung in anspruchsvollen Umgebungen, insbesondere im Automobilsektor.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre hohe typische Lichtstärke von 2800 Millicandela (mcd) bei einem Standardtreiberstrom von 30 mA, kombiniert mit einem sehr weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad. Diese Kombination gewährleistet eine ausgezeichnete Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln. Darüber hinaus ist die Komponente nach dem strengen AEC-Q102-Standard für diskrete optoelektronische Bauelemente in Automobilanwendungen qualifiziert, was Robustheit gegenüber extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und anderen automobilspezifischen Belastungen garantiert. Sie erfüllt zudem die Umweltrichtlinien RoHS, REACH und halogenfrei.

Der Zielmarkt ist in erster Linie die Automobil-Innenraumbeleuchtung, wo sie für die Hintergrundbeleuchtung von Schaltern, Instrumententafeln, Infotainment-Bedienelementen und anderen Anzeigefunktionen eingesetzt werden kann. Ihre Schwefelrobustheitsklassifizierung (Klasse B1) erhöht zudem die Eignung für Umgebungen, in denen atmosphärische Verunreinigungen vorhanden sein können.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Fotometrische und Farbkennwerte

Der wichtigste fotometrische Parameter ist die Lichtstärke (Iv) mit einem typischen Wert von 2800 mcd bei einem Durchlassstrom (IF) von 30 mA. Die Spezifikation definiert ein Minimum von 2240 mcd und ein Maximum von 4500 mcd unter denselben Bedingungen, was die erwartete Leistungsstreuung anzeigt. Die dominante Farbe ist als Phosphor-konvertiertes Bernstein/Gelb definiert, mit typischen CIE-1931-Farbortkoordinaten von (0,57, 0,41). Auf diese Koordinaten wird eine Toleranz von ±0,005 angewendet, um Farbkonstanz zu gewährleisten. Der weite Abstrahlwinkel von 120 Grad (mit einer Toleranz von ±5°) ist als der Winkel definiert, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres maximalen axialen Wertes abfällt.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

Die elektrischen Kennwerte konzentrieren sich auf die Durchlassspannung (VF). Beim typischen Betriebsstrom von 30 mA beträgt die VF 3,25 V, mit einem Bereich von 2,75 V (Min.) bis 3,75 V (Max.). Dieser Parameter ist entscheidend für das Treiberdesign und die Berechnung der Verlustleistung. Die absoluten Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen: ein maximaler kontinuierlicher Durchlassstrom (IF) von 50 mA, ein Stoßstrom (IFM) von 250 mA für Pulse ≤10 μs und eine maximale Sperrschichttemperatur (TJ) von 125 °C. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

Das thermische Management ist entscheidend für die Lebensdauer und Leistung der LED. Das Datenblatt enthält zwei Wärmewiderstandswerte: Realer Rth JS real (Sperrschicht zu Lötstelle) mit einem Maximum von 180 K/W und elektrischer Rth JS el mit einem Maximum von 100 K/W. Die Derating-Kurve für den Durchlassstrom zeigt grafisch, wie der zulässige Dauerstrom reduziert werden muss, wenn die Lötpad-Temperatur (Ts) steigt, und bei der maximalen Ts von 110 °C auf 23 mA abfällt.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein Binning-System, um Bauteile basierend auf Lichtstärke und Farbortkoordinaten zu kategorisieren. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Teile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Eine umfassende Binning-Struktur wird mittels zweibuchstabiger Codes (z.B. AA, AB, BA, BB, CA) definiert. Jedes Bin deckt einen spezifischen Bereich der Lichtstärke, gemessen in Millicandela (mcd), ab. Für dieses spezifische Produkt konzentrieren sich die hervorgehobenen möglichen Ausgangs-Bins auf die Bereiche BA (1800-2240 mcd), BB (2240-2800 mcd) und CA (2800-3550 mcd), was mit der typischen Spezifikation von 2800 mcd übereinstimmt. Dies ermöglicht die Auswahl von leicht höheren oder niedrigeren Helligkeitsgraden.

3.2 Farbort-Binning für Phosphor-konvertiertes Bernstein

Das Farbort-Binning ist innerhalb des Bernstein-Farbbereichs im CIE-1931-Diagramm definiert. Vier Haupt-Bins sind spezifiziert: 8588, 8891, 9194 und 9496. Jedes Bin wird durch einen viereckigen Bereich in der (x, y)-Koordinatenebene definiert. Die typischen Koordinaten (0,57, 0,41) liegen innerhalb des 8891-Bins, das durch die Punkte (0,5450, 0,4250), (0,5636, 0,4362), (0,5810, 0,4184) und (0,5646, 0,4119) begrenzt wird. Dieses enge Binning gewährleistet minimale Farbabweichungen zwischen verschiedenen Produktionschargen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere Diagramme, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen.

4.1 IV-Kennlinie und relative Lichtstärke

Das Diagramm "Durchlassstrom vs. Durchlassspannung" zeigt die für LEDs typische exponentielle Beziehung. Die Kurve "Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom" zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, aber bei höheren Strömen Anzeichen von Sättigung zeigt. Dies unterstreicht die Bedeutung des Betriebs innerhalb der empfohlenen Grenzen für Effizienz und Lebensdauer.

4.2 Temperaturabhängigkeit

Das Diagramm "Relative Lichtstärke vs. Sperrschichttemperatur" zeigt einen negativen Temperaturkoeffizienten; die Lichtausbeute nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Das Diagramm "Relative Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur" zeigt, dass VF linear mit steigender Temperatur abnimmt, eine Eigenschaft, die manchmal zur Temperaturerfassung genutzt werden kann. Das Diagramm "Farbortverschiebung vs. Sperrschichttemperatur" zeigt geringfügige, aber messbare Änderungen des Farbpunkts mit der Temperatur, was für farbkritische Anwendungen wichtig ist.

4.3 Spektrale Verteilung und Pulsbelastbarkeit

Das Diagramm "Wellenlängencharakteristik" zeigt die relative spektrale Leistungsverteilung mit einem breiten Emissionspeak im Bernstein/Gelb-Bereich, charakteristisch für eine phosphorkonvertierte LED. Das Diagramm "Zulässige Pulsbelastbarkeit" definiert den maximal zulässigen Spitzen-Durchlassstrom (IFA) für eine gegebene Pulsbreite (tp) und ein Tastverhältnis (D), was für Pulsbetriebs-Designs wesentlich ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem PLCC-2-Oberflächenmontagegehäuse untergebracht. Die mechanische Zeichnung (implizit durch Abschnittsreferenz) würde kritische Abmessungen wie Gesamtlänge, -breite, -höhe, Anschlussabstand und Größe/Position der optischen Linse liefern. Die Seitenansicht-Orientierung bedeutet, dass die primäre Lichtemission senkrecht zur Leiterplattenebene erfolgt, was ideal für Kantenbeleuchtungsanwendungen ist.

5.1 Empfohlene Lötpad-Anordnung

Ein empfohlenes Land Pattern (Lötpad-Design) wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Dieses Muster ist typischerweise etwas größer als die Bauteilanschlüsse, um eine gute Benetzung und Filetbildung zu ermöglichen und gleichzeitig Lötbrücken zu verhindern.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei einem zweipoligen Bauteil wie der PLCC-2-LED ist die Polarität entscheidend. Anode und Kathode sind auf dem Gehäuse gekennzeichnet, typischerweise durch eine Markierung wie eine Kerbe, einen Punkt oder eine abgeschnittene Ecke auf der Kathodenseite. Die korrekte Ausrichtung muss während der Montage beachtet werden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die Komponente ist für Reflow-Löten mit einer Spitzentemperatur von 260 °C für maximal 30 Sekunden ausgelegt. Ein Standard-Reflow-Profil mit kontrollierten Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Kühlzonen sollte eingehalten werden. Die maximale Löttemperatur ist ein absoluter Grenzwert, der nicht überschritten werden darf, um Schäden am Kunststoffgehäuse und der internen Die-Bond-Verbindung zu vermeiden.

6.2 Vorsichtsmaßnahmen für Gebrauch und Lagerung

Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen umfassen die Vermeidung mechanischer Belastung der Linse, den Schutz des Bauteils vor elektrostatischer Entladung (ESD) während der Handhabung (bewertet mit 8 kV HBM) und die Lagerung unter geeigneten Bedingungen (zwischen -40 °C und +110 °C) in feuchtigkeitsempfindlicher Stufe (MSL) 3-konformer Verpackung, sobald die Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wurde.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Artikelnummer 57-11-PA0301H-AM folgt einem wahrscheinlich internen Codierungsschema, das Gehäusetyp (57-11), Farbe (PA für Phosphor Amber), Leistungs-Bin und andere Varianten anzeigen kann. Die Bestellinformationen würden das Verpackungsformat spezifizieren, wie z.B. Band- und Spulendimensionen (z.B. 8 mm oder 12 mm Bandbreite, Spulendurchmesser) und die Stückzahl pro Spule (z.B. 3000 Stück).

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die Hauptanwendung istAutomobil-Innenraumbeleuchtung, speziell für die Hintergrundbeleuchtung vonSchaltern(Fensterheber, Sitzheizungen, Klimasteuerung), Armaturenbrett-Anzeigen und Mittelkonsole-Symbolen. Ihre Seitenemission und der weite Winkel machen sie ideal für die Beleuchtung dünner Paneele oder Lichtleiter von der Kante aus.

8.2 Konstruktionshinweise

• Stromtreibung:Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber, der auf 30 mA oder weniger eingestellt ist, für optimale Lebensdauer und stabile Ausgangsleistung. Berücksichtigen Sie die Derating-Kurve, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist.
• Thermisches Management:Sorgen Sie für ausreichende Kupferflächen auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, um Wärme von den Lötpads abzuführen, insbesondere wenn der Strom nahe dem Maximalwert liegt.
• Optisches Design:Der 120°-Abstrahlwinkel bietet eine breite Abdeckung. Für eine gleichmäßige Ausleuchtung einer Fläche kann ein Lichtleiter oder Diffusor erforderlich sein.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie Standard-ESD-Handhabungsverfahren während der Montage. Je nach Anwendungsumgebung kann ein ESD-Schutz in der Schaltung ratsam sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Bernstein-LEDs ohne AEC-Q102-Qualifikation bietet dieses Bauteil garantierte Zuverlässigkeit für den Automobileinsatz. Ihre Phosphor-konvertierte-Bernstein-Technologie bietet typischerweise höhere Effizienz und bessere Farbkonstanz als traditionelle Bernstein-LEDs mit farbigem Epoxidharz. Die Kombination aus hoher Helligkeit (2800 mcd typ.) und einem sehr weiten Abstrahlwinkel (120°) in einem Seitenansichtsgehäuse ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal für platzbeschränkte Hintergrundbeleuchtungsaufgaben, bei denen Licht in einen Leiter eingekoppelt werden muss.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen "typischer" und "maximaler" Lichtstärke?

A: "Typisch" repräsentiert den Durchschnitts- oder Erwartungswert aus der Produktion. "Maximal" ist die Obergrenze des Spezifikationsbereichs; einzelne Bauteile liegen bei oder unter diesem Wert. Das Design sollte auf dem Minimal- oder Typischwert basieren, um Konsistenz zu gewährleisten.

F: Kann ich diese LED direkt mit einer 3,3-V-Versorgung betreiben?

A: Nicht zuverlässig. Die typische Durchlassspannung beträgt bei 30 mA 3,25 V, was sehr nahe an 3,3 V liegt. Schwankungen der VF (bis zu 3,75 V) und Toleranzen der Versorgungsspannung würden zu inkonsistentem oder unzureichendem Strom führen. Ein Konstantstromtreiber oder ein Vorwiderstand mit einer höheren Versorgungsspannung (z.B. 5 V) ist erforderlich.

F: Was bedeutet "Schwefelrobustheitsklasse B1"?

A: Es gibt die Widerstandsfähigkeit der LED gegen Korrosion in schwefelhaltiger Atmosphäre an. Klasse B1 ist eine spezifische Leistungsstufe, die in Branchentests definiert ist, und zeigt, dass das Bauteil Tests für den Einsatz in Umgebungen mit moderaten Schwefelbelastungen bestanden hat.

F: Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Bin-Codes wie "BB"?

A: Code "BB" entspricht einem Lichtstärkebereich von 2240 bis 2800 mcd. Sie würden dieses Bin auswählen, wenn Ihr Design eine Helligkeit in diesem spezifischen Bereich erfordert, um sicherzustellen, dass die Leistungsziele erreicht werden.

11. Konstruktions- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Hintergrundbeleuchtung eines Automobil-Fensterheber-Schalterfelds.Ein Konstrukteur muss vier Schaltersymbole auf einem dünnen, dunklen Paneel beleuchten. Mit der Seitenansicht-LED kann er die Bauteile am Rand der Leiterplatte platzieren und das Licht in einen geformten Acryl-Lichtleiter lenken, der hinter dem Paneel verläuft. Der 120°-Abstrahlwinkel gewährleistet eine effiziente Lichteinkopplung in den Leiter. Der Konstrukteur setzt den Treiberstrom auf 25 mA (unterhalb der typischen 30 mA), um die Lebensdauer zu verlängern und die Wärmeentwicklung zu reduzieren, und verlässt sich auf die hohe typische Helligkeit, um dennoch eine ausreichende Beleuchtung durch den Leiter und das Symbol zu erreichen. Die AEC-Q102-Qualifikation und die Schwefelrobustheit geben Vertrauen in die langfristige Zuverlässigkeit des Hintergrundbeleuchtungssystems in der Fahrzeuginnenraumumgebung.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf einem Phosphor-Konvertierten (PC) Design. Sie verwendet wahrscheinlich einen blauen oder nahe-UV-Halbleiterchip. Dieses Primärlicht wird nicht direkt emittiert. Stattdessen regt es eine Schicht aus Phosphormaterial an, die auf oder nahe dem Chip abgeschieden ist. Der Phosphor absorbiert die hochenergetischen Photonen vom Chip und emittiert Licht bei längeren Wellenlängen neu, in diesem Fall Bernstein/Gelb-Licht. Die spezifische Mischung der Phosphore und ihre Konzentration bestimmen die genauen Farbortkoordinaten (x=0,57, y=0,41). Diese Methode ermöglicht im Vergleich zur Verwendung eines Halbleitermaterials, das von Natur aus Bernsteinlicht emittiert (was typischerweise weniger effizient ist), hohe Effizienz und ausgezeichnete Farbwiedergabe oder -sättigung.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend in der Automobil-Innenraumbeleuchtung geht hin zu höherer Integration, intelligenterer Steuerung (dynamische Beleuchtung, Ambientebeleuchtung) und vermehrtem Einsatz von LEDs für alle Funktionen. Komponenten wie diese Seitenansicht-LED entwickeln sich weiter, um noch höhere Lichtausbeute (mehr Licht pro Watt) zu bieten, was einen geringeren Stromverbrauch und reduzierte thermische Belastung ermöglicht. Es gibt auch einen Trend zu engerem Farb-Binning, um eine perfekte Farbabstimmung aller Anzeigen im Fahrzeuginnenraum zu gewährleisten. Darüber hinaus führt das Streben nach vollautonomen Fahrzeuginnenräumen zu einer steigenden Nachfrage nach zuverlässigen, langlebigen Beleuchtungskomponenten, die die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs ohne Wartung überdauern können. Die Integration von Diagnosefunktionen direkt in LED-Gehäuse ist ein weiterer aufkommender Trend.