LED Weiß 2.8x3.5x0.8mm 3.2V 0.612W PLCC2 Spezifikation - Datenblatt für Automobilanwendungen

1. Produktübersicht

Diese weiße LED wird mit einem blauen Chip und einem Leuchtstoff hergestellt und ist in einem kompakten PLCC2-Gehäuse mit den Abmessungen 2,80 mm x 3,50 mm x 0,80 mm untergebracht. Sie wurde für Innen- und Außenbeleuchtungsanwendungen im Automobilbereich entwickelt und bietet einen extrem weiten Abstrahlwinkel sowie die Eignung für alle gängigen SMT-Bestückungs- und Lötprozesse. Das Bauteil wird in Gurt- und Rollenverpackung geliefert, hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 2 und erfüllt die RoHS- und REACH-Anforderungen. Darüber hinaus folgt der Produktqualifizierungs-Testplan den Richtlinien des AEC-Q102-Stresstest-Qualifizierungsprogramms für diskrete Halbleiter der Automotive-Klasse, was eine hohe Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen gewährleistet.

2. Detaillierte technische Parameteranalyse

2.1 Elektrische und optische Kennwerte (Ts=25°C)

Wichtige Parameter gemessen bei einem Prüfstrom von 150 mA:

• Vorwärtsspannung (VF): Min 2,8 V, Typ 3,2 V, Max 3,4 V
• Rückwärtsstrom (IR): Typ<10 µA bei VR=5V
• Lichtstrom (Φ): Min 61,2 lm, Typ 72 lm, Max 83,7 lm
• Abstrahlwinkel (2θ1/2): Typ 120°
• Wärmewiderstand (Rth JS real): Typ 27°C/W, Max 35°C/W
• Wärmewiderstand (Rth JS el): Typ 16°C/W, Max 21°C/W

Hinweis: Es gelten Messtoleranzen: VF ±0,1 V, Farbkoordinaten ±0,005, Lichtstrom ±10%.

2.2 Absolute Grenzwerte

• Verlustleistung (PD): 612 mW
• Vorwärtsstrom (IF): 180 mA (DC), 350 mA (Spitze, 1/10 Tastverhältnis, 10ms Puls)
• Rückwärtsspannung (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• Betriebstemperatur (TOPR): -40°C bis +110°C
• Lagertemperatur (TSTG): -40°C bis +110°C
• Sperrschichttemperatur (TJ): 125°C

3. Beschreibung des Binning-Systems

3.1 Vorwärtsspannungs-Bins (IF=150mA)

• G0: 2,8–3,0 V
• H0: 3,0–3,2 V
• I0: 3,2–3,4 V

3.2 Lichtstrom-Bins (IF=150mA)

• PB: 61,2–67,8 lm
• QA: 67,8–75,3 lm
• QB: 75,3–83,7 lm

3.3 Farbort-Bins

Die Farbkoordinaten sind in 7 Bins (VM1 bis VM7) unterteilt, die im CIE-1931-Diagramm definiert sind. Genaue x/y-Koordinaten entnehmen Sie bitte der Tabelle im Datenblatt. Diese Bins decken den nahe-weißen Bereich um den Planck-Kurvenzug ab und gewährleisten eine konsistente Farberscheinung.

4. Analyse der Kennlinien

4.1 Vorwärtsspannung in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Die IV-Kennlinie zeigt einen typischen exponentiellen Stromanstieg mit der Spannung. Bei 2,8 V liegt der Strom nahe Null, während er bei 3,4 V etwa 180 mA erreicht (DC-Maximum). Eine kleine Spannungsänderung führt zu einer großen Stromänderung, daher wird eine Stromregelung empfohlen.

4.2 Relativer Lichtstrom in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Der relative Lichtstrom steigt nahezu linear mit dem Strom bis 180 mA an und erreicht etwa das 1,8-fache des Werts bei 60 mA. Die Kurve zeigt eine gute Lichtausbeute bei moderaten Betriebsströmen.

4.3 Relativer Lichtstrom in Abhängigkeit von der Sperrschichttemperatur

Der Lichtstrom nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Bei 125°C sinkt der Lichtstrom auf etwa 75% des Werts bei 25°C. Ein thermisches Management ist entscheidend, um die Helligkeit aufrechtzuerhalten.

4.4 Vorwärtsstrom in Abhängigkeit von der Löttemperatur

Der maximal zulässige Vorwärtsstrom muss mit steigender Löttemperatur reduziert werden. Die Kurve zeigt, dass bei 110°C der zulässige Strom auf etwa 60 mA reduziert ist.

4.5 Spannungsverschiebung in Abhängigkeit von der Sperrschichttemperatur

Die Vorwärtsspannung nimmt linear mit der Temperatur ab, mit einer Rate von etwa -2 mV/°C, was für LEDs typisch ist.

4.6 Abstrahlcharakteristik

Die Abstrahlcharakteristik ist nahezu lambertsch mit einem Halbwinkel von 60 Grad (120° Abstrahlwinkel). Die Intensität bei ±90° beträgt weniger als 10% des Spitzenwerts.

4.7 Verschiebung der Farbkoordinaten

Sowohl Cx als auch Cy verschieben sich geringfügig mit Temperatur und Strom. Über einen Bereich von 150°C liegt die Verschiebung für Cx innerhalb von ±0,01 und für Cy innerhalb von ±0,005. Diese geringe Verschiebung gewährleistet eine stabile Farbe über die Betriebsbedingungen hinweg.

4.8 Spektralverteilung

Das Spektrum der weißen LED erstreckt sich von 400 nm bis 750 nm, mit einem Peak bei etwa 450 nm (blauer Chip) und einer breiten Leuchtstoffemission im gelbgrünen Bereich. Dies führt zu einem hohen Farbwiedergabeindex, der für die Automobilbeleuchtung geeignet ist.

5. Mechanische Informationen und Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen

Der LED-Körper misst 2,80 mm x 3,50 mm x 0,80 mm. Das empfohlene PCB-Pad-Layout ist im Datenblatt angegeben: Gesamtpad-Abmessungen 2,45 mm x 2,30 mm mit einem mittleren thermischen Pad und zwei Seitenpads für Anode/Kathode. Die Polarität ist durch eine Kerbe in der Seitenansicht gekennzeichnet.

5.2 Trägerband und Rolle

Die Bauteile werden in einem 8 mm breiten Trägerband mit 4 mm Teilung geliefert. Die Rolle hat einen Durchmesser von 178 mm, eine Nabenbreite von 60 mm und eine Spulenbohrung von 13 mm. Jede Rolle enthält 4000 Stück.

5.3 Etikettenspezifikation

Das Etikett enthält die Teilenummer, Chargennummer, Bincodes (Lichtstrom, Farbort, Vorwärtsspannung), Wellenlängencode, Menge und Datum.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Empfohlenes Reflow-Profil

• Anstiegsrate (Tsmax bis Tp): max 3°C/s
• Vorheizen: 150°C bis 200°C für 60–120 s
• Zeit über 217°C (TL): max 60 s
• Spitzentemperatur (Tp): 260°C, max 10 s
• Zeit innerhalb von 5°C von Tp: max 10 s
• Abkühlrate: max 6°C/s
• Gesamtzeit von 25°C bis Tp: max 8 min

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zwei Zyklen umfassen. Wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden vergehen, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und beschädigt werden.

6.2 Handhabungshinweise

Vermeiden Sie mechanische Belastungen während des Erhitzens oder Abkühlens. Verbiegen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht. Verwenden Sie ggf. einen Zweikopf-Lötkolben für Reparaturen. Die Silikonverkapselung ist weich; vermeiden Sie übermäßigen Druck auf die Linse. Bestückungsdüsen sollten sanfte Kraft anwenden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt wird in versiegelten Feuchtigkeitssperrbeuteln mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikator geliefert. Der Beutel muss vor dem Öffnen bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C, ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit verwenden. Wenn die Lagerbedingungen diese Grenzen überschreiten oder das Trockenmittel seine Farbe geändert hat, backen Sie die LEDs vor der Verwendung mindestens 24 Stunden bei 60±5°C.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

Konzipiert für Automobil-Innenraum (Armaturenbrett, Ambiente) und Außenbereich (Tagfahrlicht, Blinker, Rücklichter). Der weite Abstrahlwinkel und die kompakte Größe ermöglichen Gestaltungsflexibilität.

8.2 Designhinweise

• Stromregelung: Verwenden Sie immer einen strombegrenzenden Widerstand oder Treiber, um Überstrom aufgrund von VF-Schwankungen zu vermeiden.
• Thermomanagement: Stellen Sie ausreichende PCB-Thermalpads und -Vias sicher, um die Sperrschichttemperatur unter 125°C zu halten.
• ESD-Schutz: Implementieren Sie bei Bedarf Überspannungsableiter, insbesondere in rauen elektrischen Umgebungen im Automobilbereich.
• Schwefel- und Halogengehalt: Die Betriebsumgebung sollte enthalten:<100 ppm Schwefelverbindungen,<900 ppm Brom,<900 ppm Chlor, und Gesamt Br+Cl<1500 ppm.
• VOCs: Vermeiden Sie Klebstoffe oder Vergussmassen, die organische Dämpfe ausgasen, die die LED verfärben können.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu standardmäßigen PLCC2-RGB- oder weißen LEDs ohne Automobilqualifikation bietet dieses Produkt:

• AEC-Q102-Stresstest-Qualifikation (einschließlich erweiterter Lebensdauer-, Thermoschock- und Feuchtigkeitstests).
• Niedriger thermischer Widerstand (27°C/W real) ermöglicht bessere Wärmeableitung.
• Hoher Lichtstrom pro Gehäuse (bis zu 83,7 lm bei 150 mA).
• 100% bleifrei und RoHS/REACH-konform, erfüllt globale Materialbeschränkungen für die Automobilindustrie.

10. Häufig gestellte Fragen

10.1 Wie wähle ich das richtige Spannungs- und Lichtstrom-Bin aus?

Wählen Sie das Spannungs-Bin basierend auf Ihrem Treiberdesign, um einen konstanten Strom zu gewährleisten. Das Lichtstrom-Bin beeinflusst die Helligkeit; wählen Sie PB, QA oder QB je nach erforderlicher Ausgangsleistung. Fordern Sie für Präzisionsanwendungen spezifische Bincodes an.

10.2 Wie lange ist die Lagerfähigkeit nach dem Backen?

Nach dem Öffnen des Feuchtigkeitssperrbeutels müssen die LEDs innerhalb von 24 Stunden verwendet werden, wenn sie bei ≤30°C/≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Andernfalls vor dem Reflow erneut backen.

10.3 Kann diese LED mit Pulsweitenmodulation (PWM) betrieben werden?

Ja, PWM-Dimmung ist möglich. Der Spitzenstrom von 350 mA (10% Tastverhältnis) erlaubt hohe Spitzenströme für kurze Zeiträume. Stellen Sie sicher, dass die durchschnittliche Leistung 612 mW nicht überschreitet.

11. Praxisnahe Anwendungsbeispiele

In einem Tagfahrlichtmodul (DRL) für Kraftfahrzeuge werden vier dieser LEDs in einer linearen Anordnung mit einem Gesamtstrom von 600 mA (150 mA pro LED) platziert. Mit dem QA-Lichtstrom-Bin (67,8–75,3 lm) übersteigt die Gesamtleistung 270 lm und erfüllt die Anforderungen der ECE R87. Eine thermische Analyse zeigt, dass die Sperrschichttemperatur bei ungünstigster Umgebungstemperatur von 85°C bei 85°C bleibt, weit unter dem Maximum von 125°C. Das Design verwendet eine 1 oz Kupfer-Leiterplatte mit thermischen Vias zur Wärmeableitung.

12. Prinzipbeschreibung

Die weiße LED arbeitet nach dem Prinzip der Leuchtstoffkonversion: Ein blauer InGaN-Chip emittiert blaues Licht bei etwa 450 nm. Dieses blaue Licht regt teilweise einen gelb emittierenden Leuchtstoff (typischerweise YAG:Ce) an, der auf dem Chip aufgebracht ist. Die Kombination aus restlichem blauem Licht und gelbem Licht erzeugt weißes Licht. Die genaue Farbtemperatur und -wiedergabe werden durch die Zusammensetzung und Dicke des Leuchtstoffs bestimmt. Das Produkt verwendet einen Standard-Leuchtstoff, der zu einer korrelierten Farbtemperatur von etwa 6000K führt, geeignet für weiße Automobilbeleuchtung.

13. Entwicklungstrends

Die Automobilbeleuchtungsindustrie bewegt sich in Richtung höherer Lichtausbeute, kleinerer Gehäuse und größerer Zuverlässigkeit. Dieses PLCC2-Format entwickelt sich bereits zu noch kleineren Gehäusen (z.B. 2016, 1616) weiter, während es einen hohen Lichtstrom beibehält. Zukünftige Trends umfassen bessere thermische Schnittstellen, verbesserte Farbstabilität über Temperatur und die Integration von Steuerelektronik. Das vorliegende Produkt positioniert sich mit seiner AEC-Q102-Qualifikation und dem weiten Betriebstemperaturbereich als zuverlässige Lösung für heutige Automobildesigns, während zukünftige Versionen eine höhere Effizienz und weitere Miniaturisierung erreichen können.