PLCC-2 Seitenansicht LED Datenblatt - Super Rot - 1900mcd @ 50mA - 120° Abstrahlwinkel - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen Seitenansicht-Leuchtdiode (LED) in einem PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) SMD-Gehäuse. Das Bauteil emittiert Licht im Super-Rot-Spektrum und ist für anspruchsvolle Anwendungen, insbesondere im Automotive-Bereich, ausgelegt. Die primären Designziele sind eine zuverlässige, gleichmäßige Beleuchtung in platzbeschränkten Umgebungen, in denen ein weiter Abstrahlwinkel essentiell ist.

Die Kernvorteile dieser Komponente umfassen ihre kompakte Bauform, die hohe Lichtausbeute für ihre Gehäusegröße und einen robusten Aufbau, der strengen Automotive-Zuverlässigkeitsstandards entspricht. Sie ist speziell für Märkte konzipiert, die zuverlässige Innenraumbeleuchtungslösungen erfordern, wie z.B. die Hintergrundbeleuchtung von Armaturenbrettern, Schalterbeleuchtung und andere Anzeigefunktionen im Fahrzeuginnenraum.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Photometrische und elektrische Kenngrößen

Die wesentlichen Betriebsparameter definieren die Leistung der LED unter Standardtestbedingungen. Die typische Durchlassspannung (V_F) beträgt 2,2V bei dem empfohlenen Durchlassstrom (I_F) von 50mA, mit einem maximal zulässigen Grenzwert von 70mA. Die primäre photometrische Ausgangsgröße, die Lichtstärke (I_V), hat einen typischen Wert von 1900 Millicandela (mcd) bei 50mA, mit einem spezifizierten Bereich von 1400mcd (Minimum) bis 2800mcd (Maximum). Diese hohe Intensität wird innerhalb eines sehr weiten Abstrahlwinkels (φ) von 120 Grad erreicht, definiert als der Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwertes abfällt. Die dominante Wellenlänge (λ_d) liegt im Super-Rot-Band, spezifiziert zwischen 627nm und 639nm.

2.2 Thermische und Zuverlässigkeitskenngrößen

Das thermische Management ist entscheidend für die Lebensdauer der LED. Das Bauteil hat einen Wärmewiderstand vom Übergang zum Lötpunkt (R_{th JS}) mit zwei Werten: eine elektrische Messung von 60 K/W (typ.) und eine reale Messung von 85 K/W (typ.). Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (T_J) beträgt 125°C, während der Betriebsumgebungstemperaturbereich (T_opr) von -40°C bis +110°C reicht. Für den Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) ist die Komponente für 2kV nach dem Human Body Model (HBM) ausgelegt, was einem Standardniveau für Industriekomponenten entspricht.

2.3 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können. Sie umfassen eine maximale Verlustleistung (P_d) von 193mW, einen maximalen Durchlassstrom (I_F) von 70mA und einen Stoßstrom (I_FM) von 100mA für Impulse ≤10μs. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Die maximale Löttemperatur während des Reflow-Lötens ist mit 260°C für 30 Sekunden spezifiziert.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Dieses Datenblatt bietet detaillierte Binning-Informationen für zwei Schlüsselparameter.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in einer umfassenden alphanumerischen Binning-Struktur kategorisiert, die von sehr geringer Ausgangsleistung (L1, 11,2-14 mcd) bis zu sehr hoher Ausgangsleistung (GA, 18000-22400 mcd) reicht. Für diese spezifische Produktvariante sind die möglichen Ausgangs-Bins hervorgehoben, was darauf hinweist, dass die typische Produktionsstreuung in die Bereiche AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd) und BB (2240-2800 mcd) fällt, was mit den in der Kennwerttabelle angegebenen Min./Typ./Max.-Werten übereinstimmt.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge wird ebenfalls mit einem numerischen Codesystem gebinnt. Die Bins decken ein breites Spektrum ab. Für diese Super-Rot-LED liegen die relevanten Bins im Bereich von 627nm, entsprechend Codes wie '2427' (624-627nm) und '273' (Beginn des 627nm+-Bereichs gemäß der gekürzten Tabelle). Auf den gebinnten Wellenlängenwert wird eine Toleranz von ±1nm angewendet.

4. Analyse der Leistungskurven

Die bereitgestellten Diagramme bieten entscheidende Einblicke in das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen.

4.1 IV-Kennlinie und relative Intensität

Das Diagramm "Durchlassstrom vs. Durchlassspannung" zeigt die für Dioden typische exponentielle Beziehung. Das Diagramm "Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom" zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, jedoch bei höheren Treiberpegeln nichtlineare Effekte aufweisen kann, was die Bedeutung einer Konstantstrom-Ansteuerung unterstreicht.

4.2 Temperaturabhängigkeit

Das Diagramm "Relative Lichtstärke vs. Sperrschichttemperatur" zeigt einen negativen Temperaturkoeffizienten; die Lichtausbeute nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Umgekehrt zeigt das Diagramm "Relative Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur" einen negativen Koeffizienten, bei dem V_Fmit steigender Temperatur abnimmt. Die Wellenlänge verschiebt sich ebenfalls mit der Temperatur, wie im Diagramm "Relative Wellenlänge vs. Sperrschichttemperatur" dargestellt.

4.3 Spektrale Verteilung und Derating

Das Diagramm "Relative spektrale Verteilung" zeigt den schmalen Emissionspeak, der für eine monochromatische LED charakteristisch ist. Die Derating-Kurve für den Durchlassstrom ist für das Design entscheidend: Sie gibt den maximal zulässigen Dauerstrom basierend auf der am Lötpad gemessenen Temperatur (T_S) vor. Zum Beispiel beträgt bei einer T_Svon 110°C der maximale I_F 55mA. Das Diagramm "Zulässige Pulsbelastbarkeit" definiert die Stoßstromgrenzen für verschiedene Pulsbreiten und Tastverhältnisse.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Mechanische Abmessungen

Die Komponente verwendet ein standardmäßiges PLCC-2 SMD-Gehäuse, das für die Seitenansicht-Emission ausgelegt ist. Die genauen Abmessungen (Länge, Breite, Höhe, Anschlussabstand usw.) sind in der mechanischen Zeichnung definiert, die für das PCB-Footprint-Design und die Gewährleistung eines korrekten Einbaus in die Baugruppe wesentlich ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Pad-Design

Das PLCC-2-Gehäuse verfügt über einen eingebauten Polarisationsindikator, typischerweise eine Nut oder eine abgeschrägte Ecke am Gehäusekörper, die der Kathode entspricht. Das empfohlene Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstellenbildung, einen angemessenen Wärmeausgleich und mechanische Stabilität während und nach dem Reflow-Prozess sicherzustellen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein spezifisches Reflow-Löttemperaturprofil wird empfohlen, um thermische Schäden zu vermeiden. Das Profil umfasst Aufheiz-, Halte-, Reflow- (mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für 30 Sekunden) und Abkühlphasen. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend für die Integrität der Lötstellen und die Zuverlässigkeit der LED.

6.2 Vorsichtsmaßnahmen für Gebrauch und Lagerung

Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen umfassen die Vermeidung mechanischer Belastung der LED-Linse, die Verhinderung von Kontamination und die Verwendung geeigneter Handhabungsverfahren, um ESD-Risiken zu mindern. Die Lagerbedingungen sollten innerhalb der spezifizierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche liegen, um eine Verschlechterung des Gehäuses und der Anschlüsse zu verhindern.

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Die primären Anwendungen sindAutomotive-Innenraumbeleuchtung(z.B. Instrumententafel-Hintergrundbeleuchtung, Infotainment-System-Tasten, Ambientebeleuchtung) undSchalter(beleuchtete Drucktaster, Kippschalter). Ihre Seitenansicht-Emission und der weite Winkel machen sie ideal für die Kantenbeleuchtung von Lichtleitern oder die direkte Beleuchtung von Symbolen auf einem Panel.

7.2 Designüberlegungen

Designer müssen mehrere Faktoren berücksichtigen:Stromtreiber:Verwenden Sie eine Konstantstrom-Treiberschaltung, die auf 50mA oder niedriger eingestellt ist, für optimale Leistung und Lebensdauer.Thermisches Management:Sorgen Sie für ausreichende PCB-Kupferflächen oder thermische Durchkontaktierungen, um Wärme von den Lötpads abzuführen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Strömen.Optisches Design:Der 120° Abstrahlwinkel bietet eine breite Abdeckung, kann jedoch Lichtleiter oder Diffusoren erfordern, um eine gleichmäßige Ausleuchtung über einen bestimmten Bereich zu erreichen.Schwefelbeständigkeit:Die Schwefelbeständigkeitsklasse A1 ist entscheidend für Automotive-Umgebungen, in denen atmosphärischer Schwefel silberbasierte Komponenten korrodieren und zu Ausfällen führen kann.

8. Konformität und Umweltinformationen

Dieses Produkt entspricht mehreren wichtigen Industriestandards:RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe):Beschränkt die Verwendung bestimmter gefährlicher Materialien.REACH (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe):Entspricht den EU-Vorschriften.Halogenfrei:Erfüllt strenge Grenzwerte für Brom (Br) und Chlor (Cl) Gehalt.AEC-Q102:Dies ist eine kritische Qualifikation für diskrete optoelektronische Halbleiter in Automotive-Anwendungen, die die Zuverlässigkeit unter Automotive-Stressbedingungen sicherstellt.Schwefelbeständigkeitsklasse A1:Zeigt ein hohes Maß an Widerstandsfähigkeit gegenüber schwefelhaltigen Atmosphären an.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen 'Typ.' und 'Max.' Lichtstärke?

A: 'Typ.' (1900mcd) repräsentiert den Durchschnittswert aus der Produktion unter Testbedingungen. 'Max.' (2800mcd) ist die Obergrenze des spezifizierten Binning-Bereichs. Einzelne Einheiten variieren innerhalb des gebinnten Bereichs (z.B. BA, BB).

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 70mA betreiben?

A: Obwohl 70mA der absolute Maximalwert ist, wird ein Dauerbetrieb auf diesem Niveau nicht empfohlen. Die Derating-Kurve muss konsultiert werden. Bei einer Lötpad-Temperatur von 106°C beträgt der maximal zulässige Dauerstrom nur 55mA. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb sollte das Design auf den typischen Treiberstrom von 50mA ausgelegt sein.

F: Warum ist die Schwefelbeständigkeitsklasse für den Automotive-Einsatz wichtig?

A: Fahrzeuginnenräume und Motorraumumgebungen können Schwefelverbindungen aus Materialien wie Gummi und bestimmten Schmiermitteln enthalten. Diese Verbindungen können Silbersulfid an den LED-Anschlüssen bilden, was den Widerstand erhöht und zu Ausfällen führt. Die Klasse A1 bestätigt Tests und Leistung unter solchen Bedingungen.

F: Wie interpretiere ich die Binning-Codes in einer Bestellung?

A: Die Artikelnummer enthält wahrscheinlich Codes, die das Lichtstärke-Bin (z.B. BA) und das dominante Wellenlängen-Bin (z.B. 273) spezifizieren. Dies ermöglicht es Designern, die für ihre Anwendung erforderliche genaue Leistungsklasse auszuwählen, um Farb- und Helligkeitskonsistenz über mehrere Einheiten hinweg sicherzustellen.

10. Betriebsprinzip und Technologietrends

10.1 Grundlegendes Betriebsprinzip

Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie der verwendeten Halbleitermaterialien bestimmt (z.B. AlInGaP für Rot/Orange/Gelb). Das PLCC-Gehäuse enthält einen reflektierenden Hohlraum und eine geformte Epoxidharzlinse, um das Licht in ein breites Seitenemissionsmuster zu formen.

10.2 Branchentrends

Der Trend bei solchen Komponenten geht in Richtunghöherer Effizienz(mehr Lumen pro Watt), was niedrigere Treiberströme und reduzierte thermische Belastung ermöglicht.Verbesserte Farbkonstanzund engere Binning-Toleranzen sind für Anwendungen, die ein einheitliches Erscheinungsbild erfordern, entscheidend.Erweiterte Zuverlässigkeitsstandardsjenseits von AEC-Q102, wie längere Lebensdauertests und höhere Temperaturklassen, werden gefordert.Integrationist ein weiterer Trend, bei dem Treiber oder mehrere LED-Chips in einzelnen Modulen kombiniert werden. Schließlich gibt es einen kontinuierlichen Druck in RichtungMiniaturisierungbei gleichbleibender oder steigender optischer Ausgangsleistung.