Weiße LED PLCC2 RF-A1P14-WB12-A2 - Abmessungen 2,2x1,4x1,3mm - Durchlassspannung 2,5-3,1V - Leistung 93mW - Kfz-Innenraumbeleuchtung - Deutsches Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die RF-A1P14-WB12-A2 ist eine leistungsstarke weiße LED im kompakten PLCC2-Gehäuse (2,20mm x 1,40mm x 1,30mm). Sie nutzt einen blauen Chip in Kombination mit einem gelben Leuchtstoff zur Erzeugung von kaltweißem Licht. Entwickelt für die Kfz-Innenraumbeleuchtung, erfüllt diese LED die strengen Anforderungen der AEC-Q101-Stresstests für automotive-grade diskrete Halbleiter. Zu den Hauptmerkmalen gehören ein extrem weiter Abstrahlwinkel (120°), Kompatibilität mit standardmäßiger SMT-Bestückung und Reflow-Lötprozessen, Gurt- und Rollenverpackung (3000 Stück/Rolle) sowie eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2. Das Bauteil ist vollständig RoHS- und REACH-konform und gewährleistet so die Umweltsicherheit. Mit einem maximalen Durchlassstrom von 30 mA und einem Spitzendurchlassstrom von 100 mA (1/10 Tastverhältnis, 10ms Impuls) bietet die LED zuverlässige Leistung unter typischen automobilen Betriebsbedingungen (-40°C bis +100°C).

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische/optische Kennwerte (bei Ts=25°C, IF=5mA)

• Durchlassspannung (VF):Minimum 2,5V, Typisch 2,8V, Maximum 3,1V. Messtoleranz ±0,1V.
• Sperrstrom (IR):Maximum 10 µA bei VR=5V.
• Lichtstärke (IV):Minimum 350 mcd, Typisch 500 mcd, Maximum 650 mcd. Messtoleranz ±10%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):120 Grad typisch.
• Thermischer Widerstand (RTHJ-S):Typisch 300°C/W.

2.2 Absolute Maximalwerte

• Verlustleistung: 93 mW
• Durchlassstrom (DC): 30 mA
• Spitzendurchlassstrom (Impuls): 100 mA (1/10 Tastverhältnis, 10ms)
• Sperrspannung: 5 V
• ESD (HBM): 8000 V (Ausbeute >90%)
• Betriebstemperatur: -40°C ~ +100°C
• Lagertemperatur: -40°C ~ +100°C
• Sperrschichttemperatur: max. 120°C

Es ist darauf zu achten, dass die Verlustleistung den absoluten Maximalwert nicht überschreitet und die Sperrschichttemperatur unter 120°C bleibt. Der Strom sollte basierend auf tatsächlichen Gehäusetemperaturmessungen angepasst werden.

3. Binning-System

3.1 Durchlassspannungs-Bins (bei IF=5mA)

Die Durchlassspannung wird in sechs Bins sortiert:

3.2 Lichtstärke-Bins (bei IF=5mA)

• J1: 350–430 mcd
• J2: 430–530 mcd
• K1: 530–650 mcd

3.3 Farbort-Bins (CIE 1931)

Die LED wird in drei Farbortgruppen (LLO, LLA, LLB) mit spezifischen CIE-x/y-Koordinaten unterteilt:

• LLO:(0,1980;0,1850), (0,2050;0,1950), (0,2170;0,1950), (0,2100;0,1850)
• LLA:(0,2050;0,1950), (0,2120;0,2050), (0,2240;0,2050), (0,2170;0,1950)
• LLB:(0,2120;0,2050), (0,2190;0,2150), (0,2310;0,2150), (0,2240;0,2050)

Messtoleranz für Farbkoordinaten beträgt ±0,005. Das Binning-System gewährleistet Konsistenz der Farberscheinung für Beleuchtungsanwendungen.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Bei 5 mA beträgt VF typisch 2,8V; mit steigendem Strom auf 30 mA steigt VF auf etwa 3,1V. Die Kurve ist annähernd linear mit einer Steigung von etwa 0,012 V/mA.

4.2 Durchlassstrom vs. relative Intensität

Die relative Intensität steigt mit dem Strom; bei 5 mA beträgt die Intensität 100%, bei 15 mA erreicht sie etwa 250%. Der Zusammenhang ist überlinear aufgrund erhöhter Rekombinationseffizienz bei höheren Stromdichten.

4.3 Temperaturverhalten

• Relativer Lichtstrom vs. Löttemperatur:Bei 85°C sinkt der Lichtstrom auf etwa 85% des Wertes bei 25°C. Bei 105°C fällt er auf ca. 70%.
• Stromreduzierung (Derating):Der maximale Durchlassstrom muss mit steigender Temperatur reduziert werden; bei 100°C beträgt der zulässige Strom etwa 10 mA.
• Durchlassspannung vs. Temperatur:VF nimmt linear mit der Temperatur ab, und zwar um etwa -2 mV/°C.
• Farbortverschiebung vs. Temperatur:CIE-y steigt mit der Temperatur leicht an (etwa 0,002 von 25°C auf 85°C), während CIE-x relativ stabil bleibt.

4.4 Abstrahlcharakteristik

Die LED hat eine lambertähnliche Abstrahlcharakteristik mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von 120°. Die relative Intensität fällt bei ±60° von der optischen Achse auf 50%.

4.5 Spektralverteilung

Das weiße Licht wird durch einen blauen LED-Chip (Peak bei etwa 450 nm) und einen gelben Leuchtstoff erzeugt, der ein breitbandiges Licht von 500–700 nm emittiert. Dies führt zu einer korrelierten Farbtemperatur (CCT) typisch zwischen 5000–6500K (basierend auf den Farbort-Bins).

5. Mechanische Informationen & Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,20mm (Länge) × 1,40mm (Breite) × 1,30mm (Höhe). Toleranzen betragen ±0,20mm, sofern nicht anders angegeben. Das Gehäuse ist ein standardmäßiges PLCC2 mit einer Silikonlinse oben.

5.2 Polarität & Lötmuster

Die Ansicht von unten zeigt zwei Pads: Kathode (mit einer Kerbe markiert) und Anode. Die empfohlenen Lötpad-Abmessungen sind im Datenblatt angegeben (Abbildung Fig.1-4). Die Pads sollten so gestaltet sein, dass sie mit den Kontakten auf der Unterseite übereinstimmen, um zuverlässige Lötverbindungen zu gewährleisten.

5.3 Gurtband- und Rollenabmessungen

• Gurtband: 8,0mm Breite, mit Taschen für die LEDs. Wichtige Maße: A0=1,50mm, B0=2,35mm, K0=1,48mm, Teilung P0=4,0mm, P1=4,0mm, P2=2,0mm.
• Rolle: 178mm Durchmesser (7 Zoll), Nabe 60mm, Flansch 13mm. Jede Rolle enthält 3000 Stück.

5.4 Etikett & Karton

Das Etikett enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code (IV, XY, VF), Wellenlänge, Menge und Datum. Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel und ESD-Warnaufkleber. Wellpappkarton für den Massenversand.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Empfohlenes Profil für bleifreies Reflow-Löten:

• Aufheizrate: ≤3°C/s
• Vorwärmen: 150°C–200°C für 60–120 Sekunden
• Reflow: >217°C für max. 60 Sekunden, mit Spitzentemperatur 260°C für max. 10 Sekunden
• Abkühlrate: ≤6°C/s
• Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: ≤8 Minuten

Maximal zwei Reflow-Zyklen. Überschreitet der Abstand zwischen den Zyklen 24 Stunden, kann die LED durch Feuchtigkeitsaufnahme beschädigt werden.

6.2 Handlöten

Wenn Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit ≤300°C für weniger als 3 Sekunden und führen Sie dies nur einmal durch.

6.3 Reparatur

Reparatur wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben und überprüfen Sie vorab, ob die LED-Kennwerte innerhalb der Spezifikation bleiben.

6.4 Handhabungshinweise

• Vermeiden Sie Druck auf die Silikonlinse (Oberseite). Verwenden Sie einen geeigneten Pick-and-Place-Düse mit kontrollierter Kraft.
• Montieren Sie keine LEDs auf verzogene Leiterplattenabschnitte.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung oder Vibration während des Abkühlens nach dem Löten.
• Kühlen Sie das Bauteil nach dem Löten nicht schnell ab.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden in versiegelten Feuchtigkeitssperrbeuteln mit Trockenmittel geliefert. Lagerbedingungen vor dem Öffnen: 30°C / 75% relative Luftfeuchtigkeit für bis zu 1 Jahr ab Herstellungsdatum. Nach dem Öffnen: 30°C / 60% rF, Verwendung innerhalb von 24 Stunden empfohlen. Wenn das Trockenmittel seine Farbe geändert hat oder die Lagerzeit überschritten wurde, vor der Verwendung bei 60±5°C für ≥24 Stunden backen.

Bestellung erfolgt pro Rolle (3000 Stück). Kunden sollten Bin-Codes (VF, IV, Farbort) entsprechend den Anwendungsanforderungen angeben.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Kfz-Innenraumbeleuchtung

Der weite Abstrahlwinkel (120°) und die kompakte Größe machen diese LED ideal für Deckenleuchten, Kartenleseleuchten, Umgebungsbeleuchtungsstreifen und Hintergrundbeleuchtung von Instrumententafeln. Die AEC-Q101-Qualifikation gewährleistet Zuverlässigkeit unter Thermoschock, hoher Temperatur/Feuchtigkeit und erweiterten Lebensdauertests.

8.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

• Verwenden Sie stets Strombegrenzungswiderstände, um ein thermisches Durchgehen aufgrund von VF-Schwankungen zu vermeiden.
• Stellen Sie eine ausreichende Wärmeableitung auf der Leiterplatte sicher (Thermal Vias, Kupferflächen), um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten.
• Bei parallelen Strängen passen Sie die VF-Bins an, um die Stromverteilung auszugleichen.
• Schützen Sie vor Sperrspannung (ESD-Diode oder Serien-Sperrdiode), um Migrationsschäden zu vermeiden.

8.3 Umweltverträglichkeit

Vermeiden Sie Exposition gegenüber schwefelhaltigen Verbindungen (>100 ppm), Halogenen (Br, Cl

9. Technischer Vergleich mit ähnlichen LEDs

Im Vergleich zu standardmäßigen weißen PLCC2-LEDs (z. B. Größe 2835, 2,8×3,5mm) bietet die RF-A1P14-WB12-A2 eine kleinere Grundfläche (2,2×1,4mm) bei gleichzeitig hoher Lichtstärke (bis zu 650 mcd bei 5 mA). Der Abstrahlwinkel von 120° ist weiter als bei vielen konkurrierenden Gehäusen (typisch 110–115°), was sie besser für eine gleichmäßige Innenraumbeleuchtung geeignet macht. Darüber hinaus übertrifft die ESD-Festigkeit von 8 kV die typischen 2 kV von Standardteilen und bietet so einen robusten Schutz in Fertigungsumgebungen.

10. Häufig gestellte Fragen

F:Kann diese LED mit Strömen über 30 mA betrieben werden?

A:Nein. Der absolute Maximalwert beträgt 30 mA Gleichstrom. Überschreitung kann sofortige Beschädigung oder beschleunigte Degradation verursachen.

F:Was ist die typische Farbtemperatur?

A:Basierend auf den Farbort-Bins (LLO, LLA, LLB) beträgt die CCT etwa 5000K–6500K, entsprechend kaltweiß.

F:Wie sollte ich die LED handhaben, um ESD-Schäden zu vermeiden?

A:Verwenden Sie geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Handgelenkbänder und antistatische Verpackungen. Die LED ist für 8 kV HBM ausgelegt, dennoch sind geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

F:Was wird nach dem Öffnen des Beutels zur Lagerung empfohlen?

A:Verwendung innerhalb von 24 Stunden bei 30°C/60% rF. Bei Nichtgebrauch vor der nächsten Verwendung bei 60°C für ≥24 Stunden backen.

11. Praktische Anwendungsfallstudie

In einem typischen Kfz-Deckenleuchtenmodul sind sechs RF-A1P14-WB12-A2-LEDs in einer linearen Anordnung auf einer Aluminiumkern-Leiterplatte angeordnet. Jede LED wird mit 10 mA betrieben (insgesamt 60 mA). Bei einer Durchlassspannung von jeweils ~2,8V beträgt die Gesamtleistung etwa 1,7W. Das Modul liefert eine gleichmäßige Beleuchtung von 3000–4000 mcd mit einem Abstrahlwinkel von 120° und erfüllt damit problemlos die Anforderungen an die Innenraumbeleuchtung. Thermische Simulationen zeigen Sperrschichttemperaturen unter 85°C selbst bei hohen Umgebungstemperaturen (85°C), dank des Aluminiumsubstrats und der Thermal Vias.

12. Funktionsprinzip

Die weiße LED verwendet einen blau emittierenden InGaN-Chip, der mit einem Cer-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat-Leuchtstoff (YAG:Ce) beschichtet ist. Das blaue Licht (Peak ~450 nm) regt den Leuchtstoff an, der gelbes Licht emittiert. Die Kombination aus Blau und Gelb erzeugt weißes Licht. Der genaue Farbort wird durch die Zusammensetzung und Dicke des Leuchtstoffs gesteuert. Das PLCC2-Gehäuse bietet einen reflektierenden Hohlraum zur Verbesserung der Lichtauskopplung und eine Silikonlinse für einen weiten Abstrahlwinkel.

13. Branchentrends

Die Kfz-Innenraumbeleuchtung wandelt sich von traditionellen Glühlampen zu LEDs, um eine längere Lebensdauer, geringeren Stromverbrauch und mehr Gestaltungsfreiheit zu erreichen. Miniaturisierung (wie PLCC2) ermöglicht schmale Lichtleiter und Kantenbeleuchtung. Höhere Effizienz und bessere Farbkonsistenz treiben die Einführung von Binning-Standards voran. Der Trend zum autonomen Fahren erhöht zudem die Bedeutung von Umgebungsbeleuchtung für das Benutzererlebnis. Zukünftige Entwicklungen umfassen abstimmbare weiße LEDs und die Integration mit intelligenten Steuerungssystemen, aber die PLCC2-Plattform bleibt ein Arbeitstier für kosteneffiziente Lösungen.