SMD LED Gelb Diffus AlInGaP Datenblatt - 120° Abstrahlwinkel - 1,90-2,65V - 70mA - 185,5mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer oberflächenmontierbaren (SMD) Leuchtdiode (LED), die auf dem Halbleitermaterial AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) basiert und gelbes Licht emittiert. Die LED verfügt über eine diffuse Linse, die das abgegebene Licht streut und so im Vergleich zu LEDs mit klarer Linse ein breiteres und gleichmäßigeres Abstrahlverhalten erzeugt. Diese Eigenschaft macht sie für Anwendungen geeignet, die eine gleichmäßige Ausleuchtung und eine gute Sichtbarkeit aus großen Winkeln erfordern.

Die zentralen Vorteile dieses Bauteils sind sein kompaktes SMD-Gehäuse für die automatisierte Leiterplattenbestückung, die Kompatibilität mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren sowie die Qualifizierung nach automotiven Zuverlässigkeitsstandards. Es ist für platzsensitive Anwendungen in verschiedenen Segmenten der Elektronikindustrie konzipiert.

1.1 Zielmarkt & Anwendungen

Der primäre Zielmarkt für diese LED ist der Bereich der Automobilelektronik, insbesondere für Zusatzausstattungen. Ihr Design und ihre Qualifizierung machen sie für den Einsatz in Fahrzeuginnenraumbeleuchtung, Armaturenbrettanzeigen, Schalter-Hintergrundbeleuchtung und anderen nicht-kritischen Beleuchtungsfunktionen im Fahrgastraum geeignet. Das robuste Gehäuse und die spezifizierte thermische Leistung entsprechen den Umweltanforderungen im Automobilbereich.

Neben dem Automobilbereich machen allgemeine Merkmale wie IC-Kompatibilität, Eignung für automatische Bestückung und RoHS-Konformität sie zu einer geeigneten Komponente für eine Vielzahl von Konsum- und Industrie-Elektronikanwendungen. Dazu zählen tragbare Geräte, Statusanzeigen in Netzwerkgeräten und allgemeine Zustandsbeleuchtungen, wo zuverlässige, festkörperbasierte Beleuchtung benötigt wird.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Ein umfassendes Verständnis der elektrischen, optischen und thermischen Parameter ist für einen erfolgreichen Schaltungsentwurf und einen zuverlässigen Langzeitbetrieb entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb bei oder über diesen Grenzwerten ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):185,5 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C als Wärme abführen kann. Eine Überschreitung dieses Grenzwerts riskiert eine Überhitzung des Halbleiterübergangs.
• DC-Durchlassstrom (IF):70 mA. Der maximal zulässige kontinuierliche Durchlassstrom.
• Spitzen-Durchlassstrom:100 mA. Dieser ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite), um kurze Überstromszenarien, z.B. während Einschaltvorgängen, ohne Schäden zu ermöglichen.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Dieser weite Bereich gewährleistet Funktionalität und Lagerfähigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen und unterstützt den Anspruch auf Automobilanwendungen.
• Infrarot-Lötbedingung:Hält 260°C für 10 Sekunden stand. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils, entscheidend für bleifreie (Pb-freie) Bestückungsprozesse.

2.2 Thermische Eigenschaften

Das thermische Management ist für die LED-Leistung und Lebensdauer von größter Bedeutung. Eine übermäßige Sperrschichttemperatur (Tj) führt zu beschleunigtem Lichtstromrückgang und Farbverschiebung.

• Sperrschichttemperatur (Tj max):125°C. Die absolute Maximaltemperatur, die am Halbleiterübergang erlaubt ist.
• Thermischer Widerstand, Sperrschicht-Umgebung (RθJA):280 °C/W (typisch). Gemessen auf einer Standard-FR4-Leiterplatte mit einer 16 mm² großen Kupferfläche. Dieser Wert gibt an, wie effektiv Wärme vom Übergang zur Umgebungsluft abgeführt wird. Ein niedrigerer Wert ist besser. Dieser Parameter hängt stark vom Leiterplattenlayout und externer Kühlung ab.
• Thermischer Widerstand, Sperrschicht-Lötstelle (RθJS):130 °C/W (typisch). Dies ist oft eine nützlichere Kenngröße, da sie den Wärmepfad vom Übergang zu den Leiterplattenanschlüssen definiert, den der Entwickler durch Pad-Größe und Kupferflächen besser kontrollieren kann. Eine effiziente Wärmeabfuhr über die Leiterplatte ist essenziell, um Tj innerhalb sicherer Grenzen zu halten, insbesondere bei Betrieb nahe dem Maximalstrom.

2.3 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 50 mA, was den Standard-Testbedingungen zu entsprechen scheint.

• Lichtstärke (Iv):1800 - 3550 mcd (Millicandela). Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit der LED in einer bestimmten Richtung (auf der Achse). Der weite Bereich deutet auf ein Binning-System hin (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ½):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Achswerts abfällt. Die diffuse Linse erzeugt diesen weiten Abstrahlwinkel.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):592 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):583 - 595 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die Farbe (Gelb) definiert. Die Toleranz beträgt ±1 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (VF):1,90 - 2,65 V @ 50 mA. Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Dieser Bereich unterliegt ebenfalls einem Binning.
• Sperrstrom (IR):10 μA (max) @ VR=10 V. LEDs sind nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Testzwecken. Der Schaltungsentwurf muss eine Sperrspannungsanwendung verhindern.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Aufgrund inhärenter Schwankungen in der Halbleiterfertigung werden LEDs nach wichtigen Kenngrößen sortiert (gebinned). Dieses System ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit konsistenter Leistung für ihre Anwendung auszuwählen.

3.1 Durchlassspannungs-Binning (Vf)

LEDs werden anhand ihrer Durchlassspannung bei 50 mA in Bins (C, D, E, F, G) gruppiert. Beispielsweise umfasst Bin C 1,90 V bis 2,05 V, während Bin G 2,50 V bis 2,65 V abdeckt. Die Auswahl eines engeren Vf-Bins kann helfen, eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen, wenn mehrere LEDs parallel von einer Konstantspannungsquelle betrieben werden, da sie den Strom gleichmäßiger teilen.

3.2 Lichtstärke-Binning (Iv)

Dieses Binning kategorisiert LEDs nach ihrer Helligkeit. Es sind die Bins X1 (1800-2240 mcd), X2 (2240-2800 mcd) und Y1 (2800-3550 mcd) definiert. Anwendungen, die bestimmte Helligkeitsstufen oder Konsistenz über mehrere Einheiten hinweg erfordern, sollten das benötigte Iv-Bin spezifizieren.

3.3 Dominantes Wellenlängen-Binning (Wd)

Farbkonsistenz ist in vielen Anwendungen kritisch. Die Wellenlängen-Bins 3 (583-586 nm), 4 (586-589 nm), 5 (589-592 nm) und 6 (592-595 nm) stellen sicher, dass der Gelbton in einem engen Bereich kontrolliert wird. Eine typische Chargenkennzeichnung könnte beispielsweise \"E/X2/5\" lauten.