EL TOP VIEW LED 67-11-UG0200H-AM Datenblatt - PLCC-2 Gehäuse - Grün - 3,1V typ. - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 67-11-UG0200H-AM ist eine hochleistungsfähige, oberflächenmontierbare Top-View-LED, die primär für anspruchsvolle Automotive-Anwendungen konzipiert ist. Sie nutzt ein PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) und bietet eine robuste und zuverlässige Lösung für Innenraumbeleuchtung und Instrumententafel-Hintergrundbeleuchtung. Ihre Kernvorteile umfassen hohe Lichtstärke, einen weiten Abstrahlwinkel sowie die Einhaltung strenger Automotive- und Umweltstandards wie AEC-Q101, RoHS, REACH und halogenfreie Anforderungen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Optoelektronische Eigenschaften

Das Bauteil weist eine typische Lichtstärke von 1400 Millicandela (mcd) bei einem Standard-Durchlassstrom von 20 mA auf. Die dominante Wellenlänge beträgt typischerweise 523 nm, was eine grüne Farbe erzeugt. Ein wesentliches Merkmal ist der weite Abstrahlwinkel von 120 Grad (mit einer Toleranz von ±5°), der eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet. Die Durchlassspannung (Vf) misst typischerweise 3,1 V bei 20 mA, mit einem spezifizierten Bereich von 2,75 V (Min.) bis 3,75 V (Max.) für 99 % der Produktionseinheiten.

2.2 Absolute Maximalwerte und elektrische Parameter

Kritische Grenzwerte für einen zuverlässigen Betrieb umfassen einen maximalen kontinuierlichen Durchlassstrom von 30 mA und eine maximale Verlustleistung von 112 mW. Das Bauteil hält einem Stoßstrom von 300 mA für Pulse ≤10 μs stand. Es ist nicht für den Betrieb mit Sperrspannung ausgelegt. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40 °C bis +110 °C spezifiziert, mit einer maximalen Sperrschichttemperatur von 125 °C. Die Komponente hat eine ESD-Empfindlichkeitsklassifizierung von 8 kV (Human Body Model).

2.3 Thermische Eigenschaften

Das thermische Management ist entscheidend für die LED-Leistung und Lebensdauer. Das Datenblatt spezifiziert zwei Wärmewiderstandswerte: einen realen Wärmewiderstand (Rth JS real) von 130 K/W und einen elektrischen Wärmewiderstand (Rth JS el) von 100 K/W, beide gemessen von der Sperrschicht zum Lötpunkt. Dieser Parameter ist wesentlich für die Berechnung der Sperrschichttemperatur unter spezifischen Betriebsbedingungen und für ein korrektes Wärmeableitungsdesign.

3. Analyse der Kennlinien

3.1 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Das Diagramm der relativen spektralen Verteilung zeigt eine Spitzenemission im grünen Wellenlängenbereich (~523 nm). Das Abstrahldiagramm bestätigt die lambertähnliche Verteilungseigenschaft dieser Top-View-LED, wobei die relative Lichtstärke bei ±60 Grad von der Mittellinie auf die Hälfte ihres Spitzenwerts abfällt, was den 120°-Abstrahlwinkel definiert.

3.2 Durchlassstrom vs. Spannung (IV-Kennlinie)

Die IV-Kennlinie zeigt die für LEDs typische exponentielle Beziehung. Am empfohlenen Arbeitspunkt von 20 mA liegt die Durchlassspannung bei etwa 3,1 V. Entwickler müssen den Vf-Bereich beim Entwurf von strombegrenzenden Schaltungen berücksichtigen, um eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere Einheiten hinweg sicherzustellen.

3.3 Temperaturabhängigkeit

Mehrere Diagramme zeigen die Leistungsvariation mit der Temperatur im Detail. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und sinkt um etwa 2 mV/°C. Die Lichtstärke nimmt ebenfalls mit steigender Sperrschichttemperatur ab, was eine kritische Überlegung für die Aufrechterhaltung der Helligkeit in Hochtemperaturumgebungen wie Fahrzeugkabinen ist. Die dominante Wellenlänge zeigt eine leichte positive Verschiebung (Zunahme) mit der Temperatur.

3.4 Stromreduzierung und Pulsbetrieb

Eine Durchlassstrom-Reduktionskurve ist angegeben, die zeigt, dass der maximal zulässige kontinuierliche Strom reduziert werden muss, wenn die Lötpad-Temperatur (Ts) über 25 °C steigt. Bei einer Ts von 110 °C beträgt der maximale Strom beispielsweise 30 mA. Das Diagramm zur zulässigen Pulsbelastbarkeit ermöglicht es Entwicklern, sichere Spitzenströme für den Pulsbetrieb basierend auf dem Tastverhältnis und der Pulsbreite zu berechnen.

4. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt ist in sortierten Bins für Schlüsselparameter erhältlich, um Anwendungskonsistenz zu gewährleisten.

4.1 Binning der Lichtstärke

Eine umfassende Binning-Tabelle listet Gruppen von L1 (11,2-14 mcd) bis GA (18000-22400 mcd) auf. Die Artikelnummer 67-11-UG0200H-AM entspricht Bins innerhalb der AA- (1120-1400 mcd) und AB-Bereiche (1400-1800 mcd), wie hervorgehoben. Dies ermöglicht eine Auswahl basierend auf den erforderlichen Helligkeitsstufen.

4.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge wird mit einer Messtoleranz von ±1 nm gebinnt. Die spezifischen Bincodes für dieses Produkt sind in den Bestellinformationen definiert, was eine präzise Farbauswahl für Anwendungen mit strengen Farbabgleichsanforderungen ermöglicht.

5. Mechanische, Verpackungs- und Bestückungsinformationen

5.1 Mechanische Abmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen PLCC-2-Gehäuse untergebracht. Die detaillierte mechanische Zeichnung (im PDF referenziert) liefert genaue Abmessungen für das Gehäuse, den Anschlussabstand und die Gesamthöhe, die für das PCB-Footprint-Design und Freigabeprüfungen entscheidend sind.

5.2 Empfohlenes Lötpad-Layout

Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötung und eine ordnungsgemäße thermische Verbindung sicherzustellen. Die Einhaltung dieses Layouts hilft, "Tombstoning" zu verhindern und gewährleistet eine optimale Wärmeableitung von der thermischen Anschlussfläche der Komponente zur Leiterplatte.

5.3 Reflow-Lötprofil

Die Komponente ist für das Reflow-Löten geeignet. Das Profil muss die Lötstellentemperatur für eine Dauer zwischen 60 und 150 Sekunden über 217 °C halten. Die Spitzentemperatur und die Zeit über der Liquidustemperatur müssen gemäß den Standard-IPC/JEDEC-Richtlinien kontrolliert werden, um thermische Schäden zu verhindern.

5.4 Verpackungsinformationen

Die LEDs werden auf geprägten Bändern und in Spulenverpackungen geliefert, die für automatisierte Bestückungsmaschinen geeignet sind. Die Verpackungsspezifikationen umfassen Details zu Bandbreite, Taschenabstand, Spulendurchmesser und Menge pro Spule.

6. Anwendungsrichtlinien & Designüberlegungen

6.1 Primäre Anwendungsszenarien

Die primär vorgesehenen Anwendungen sindKfz-Innenraumbeleuchtung(z. B. Fußraumleuchten, Türpaneelleuchten, Schalter-Hintergrundbeleuchtung) undKombiinstrument-Instrumenten-Hintergrundbeleuchtung. Die AEC-Q101-Qualifizierung und der weite Betriebstemperaturbereich machen sie für diese anspruchsvollen Umgebungen geeignet.

6.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

1. Stromtreiber:Ein Konstantstromtreiber wird gegenüber einer Konstantspannungsquelle mit einem Reihenwiderstand für eine stabile Lichtausgabe und Langlebigkeit dringend empfohlen, insbesondere angesichts der Vf-Variation. Der typische Arbeitspunkt liegt bei 20 mA. 2.ESD-Schutz:Obwohl für 8 kV HBM ausgelegt, ist die Implementierung eines externen ESD-Schutzes auf den mit der LED verbundenen PCB-Leitungen für Automotive-Anwendungen ratsam. 3.Thermisches Design:Verwenden Sie die angegebenen Wärmewiderstandswerte und Reduktionskurven, um die erwartete Sperrschichttemperatur zu berechnen. Stellen Sie eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte unter der thermischen Anschlussfläche der LED sicher, die als Kühlkörper dient und Ts innerhalb sicherer Grenzen hält. 4.Optisches Design:Der 120°-Abstrahlwinkel ist ideal für die Flächenausleuchtung. Für fokussiertes Licht können Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich sein.

7. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung

• Vermeiden Sie das Anlegen einer Sperrspannung an das Bauteil.
• Betreiben Sie die LED nicht unterhalb des minimalen Durchlassstroms von 3 mA, wie in der Reduktionskurve angegeben.
• Halten Sie sich strikt an das empfohlene Reflow-Lötprofil, um Gehäuserisse oder Degradation interner Materialien zu verhindern.
• Behandeln Sie die Komponenten gemäß den MSL-2-Vorsichtsmaßnahmen (Moisture Sensitivity Level), wenn die Verpackung geöffnet wurde.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung der Linse während der Handhabung oder Montage.

8. Bestellinformationen und Artikelnummernaufschlüsselung

Die Artikelnummer 67-11-UG0200H-AM folgt einem spezifischen Codierungssystem. Während die vollständige Aufschlüsselung im PDF detailliert ist, kodiert sie typischerweise Informationen wie Gehäusetyp (PLCC-2), Farbe (Grün), Lichtstärke-Bin und dominantes Wellenlängen-Bin. Spezifische Bin-Auswahlen für Intensität und Wellenlänge werden zum Zeitpunkt der Bestellung vorgenommen, um die Komponente an die Anwendungsanforderungen anzupassen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-PLCC-2-LEDs ohne Automotive-Qualifizierung bietet die 67-11-UG0200H-AM wesentliche Unterscheidungsmerkmale: 1.Automotive-Qualifizierung:Die AEC-Q101-Zertifizierung gewährleistet Zuverlässigkeit unter Automotive-Temperaturwechsel-, Feuchtigkeits- und Betriebsbelastungstests. 2.Erweiterter Temperaturbereich:Der Betrieb von -40 °C bis +110 °C übersteigt den Bereich typischer kommerzieller LEDs. 3.Erhöhte Zuverlässigkeitsstandards:Die Einhaltung von halogenfrei (Br/Cl-Grenzwerte), RoHS und REACH adressiert Umwelt- und regulatorische Anforderungen in Automotive- und anderen sensiblen Märkten. 4.Konsistentes Binning:Enges Binning von Intensität und Wellenlänge bietet vorhersehbare Leistung in Multi-LED-Arrays.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist die Hauptursache für den Abfall der Lichtstärke über die Zeit?

Die Hauptursache ist die Sperrschichttemperatur. Der Betrieb der LED über ihrem empfohlenen Strom oder mit unzureichender Wärmeableitung beschleunigt den Lumenabfall. Entwerfen Sie Ihre Anwendung stets so, dass die Sperrschichttemperatur innerhalb der Anwendungsgrenzen so niedrig wie möglich gehalten wird.

10.2 Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung und einem Widerstand betreiben?

Ja, aber es ist nicht optimal. Die Verwendung eines Reihenwiderstands (R = (Vversorgung - Vf_LED) / I_f) ist üblich. Aufgrund der typischen Vf-Variation (2,75 V bis 3,75 V) variieren jedoch der Strom und damit die Helligkeit von Einheit zu Einheit erheblich. Für eine konsistente Leistung wird eine Konstantstromschaltung empfohlen.

10.3 Ist diese LED für Kfz-Außenbeleuchtung geeignet?

Das Datenblatt spezifiziert Anwendungen für Innenraumbeleuchtung und Kombiinstrumente. Außenbeleuchtung erfordert oft höhere Schutzarten (IP), andere Farbspezifikationen und unterliegt möglicherweise anderen regulatorischen Standards. Dieses PLCC-2-Gehäuse ist typischerweise nicht für den direkten Witterungseinfluss versiegelt.

10.4 Wie sind die beiden unterschiedlichen Wärmewiderstandswerte zu interpretieren?

Rth JS real (130 K/W) wird mit einer physikalischen thermischen Methode gemessen. Rth JS el (100 K/W) wird aus dem elektrischen Verhalten (Änderung von Vf mit der Temperatur) berechnet. Für detaillierte thermische Modellierung konsultieren Sie die Applikationshinweise des Herstellers, aber der höhere Wert (130 K/W) sollte für ein konservatives Design verwendet werden.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

11.1 Kfz-Kombiinstrument-Hintergrundbeleuchtung

In einem Kombiinstrument sind oft mehrere LEDs in einem Array hinter einer Lichtleitplatte angeordnet. Die Verwendung von LEDs aus demselben Intensitäts- und Wellenlängen-Bin (z. B. alle aus Bin AA und einem spezifischen Wellenlängen-Bin) ist entscheidend, um eine einheitliche Farbe und Helligkeit über die gesamte Anzeige zu erreichen. Der weite 120°-Abstrahlwinkel hilft, Licht effizient in die Kante der Lichtleitplatte einzukoppeln.

11.2 Türgriff-Muldenbeleuchtung

Eine einzelne LED, angesteuert durch eine einfache stromregelnde Schaltung aus dem 12V-System des Fahrzeugs (unter Verwendung eines Abwärtswandlers oder Linearreglers), kann eine Türgriffmulde beleuchten. Die hohe Lichtstärke (typ. 1400 mcd) gewährleistet eine ausreichende Lichtleistung, selbst wenn das Licht durch eine Linse oder Abdeckung gestreut wird. Das robuste PLCC-2-Gehäuse hält Vibrationen in der Türbaugruppe stand.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf Halbleiter-Elektrolumineszenz. Wenn eine Durchlassspannung über den p-n-Übergang des Halbleiterchips (typischerweise InGaN für grünes Licht) angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Materialzusammensetzung und Quantentopfstruktur bestimmen die dominante Wellenlänge (Farbe). Das PLCC-2-Gehäuse verkapselt den Chip in einer Kunststoffform mit einem eingebauten Reflektornapf, um das Licht in ein Top-View-Muster zu formen, und bietet mechanischen Schutz sowie Wärmeableitungswege über die Anschlüsse und die thermische Anschlussfläche.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Automotive-LED-Markt entwickelt sich weiter mit mehreren klaren Trends: 1.Erhöhte Integration:Bewegung hin zu Multi-Chip-Gehäusen (z. B. RGB-LEDs) und integrierten Treiber-LEDs für vereinfachtes Design. 2.Höhere Effizienz:Fortlaufende Entwicklung der Chiptechnologie, um höhere Lumen pro Watt (Lichtausbeute) zu liefern, was den Stromverbrauch und die thermische Belastung reduziert. 3.Fortschrittliche Kommunikation:Integration von LEDs mit Sensoren und Kommunikationsprotokollen (wie LIN oder CAN) für intelligente, adaptive Beleuchtungssysteme. 4.Miniaturisierung:Entwicklung kleinerer Gehäuseabmessungen bei beibehaltenen oder verbesserten optischen Eigenschaften für platzbeschränkte Designs. 5.Erhöhte Zuverlässigkeitsanforderungen:Da LEDs in sicherheitsrelevanten Signalapplikationen kritischer werden, werden die Anforderungen an Lebensdauer und Ausfallraten noch strenger, was verbesserte Materialien und Fertigungsprozesse vorantreibt.