LED Weiß PLCC2 Spezifikation - Abmessungen 2,8x3,5x0,7mm - Spannung 3,1V - Leistung 612mW - Automobilqualität AEC-Q101

1. Produktübersicht

Diese weiße LED wird mit einem blauen Chip in Kombination mit einem Leuchtstoff hergestellt, um weißes Licht zu erzeugen. Das Bauteil ist in einem kompakten PLCC2-Gehäuse mit den Abmessungen 2,80 mm × 3,50 mm × 0,70 mm untergebracht und eignet sich daher für platzbeschränkte Automobil-Innen- und Außenbeleuchtungsanwendungen. Mit einem extrem weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad und der Einhaltung der AEC-Q101-Stresstest-Qualifikationsrichtlinien ist diese LED für zuverlässige Umgebungen ausgelegt. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe wird mit Level 2 angegeben, und das Produkt erfüllt die RoHS- und REACH-Anforderungen.

2. Technische Parameter & Interpretation

2.1 Elektrische Eigenschaften

Bei einem Prüfstrom von IF = 150 mA und Ts = 25 °C liegt die Durchlassspannung (VF) zwischen 2,8 V (Minimum) und 3,4 V (Maximum), mit einem typischen Wert von 3,1 V. Der Sperrstrom (IR) bei VR = 5 V ist auf maximal 10 µA begrenzt. Die Verlustleistung (PD) beträgt 612 mW. Der absolute maximale Durchlassstrom beträgt 180 mA, während der Spitzen-Durchlassstrom (1/10 Einschaltdauer, 10 ms Puls) 350 mA erreichen kann. Die Sperrspannung sollte 5 V nicht überschreiten. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 °C und +110 °C, die Lagertemperatur ist identisch. Die maximale Sperrschichttemperatur (TJ) beträgt 125 °C. Diese Parameter gewährleisten eine robuste Leistung unter thermischen Automobilbedingungen.

2.2 Optische Eigenschaften

Der Lichtstrom (Φ) bei IF = 150 mA liegt zwischen 55,3 lm (Minimum) und 75,3 lm (Maximum), mit einem typischen Wert von 65 lm. Der weite Abstrahlwinkel von 120 Grad (2θ1/2) ermöglicht eine gleichmäßige Lichtverteilung. Die Farbe wird durch den Chromazitäts-Bin 60N definiert, mit Koordinaten, die im CIE-Diagramm dargestellt sind. Das typische Spektrum hat Spitzen bei etwa 450 nm (blau) und eine breite Leuchtstoffemission bei etwa 550-600 nm, was ein kaltweißes Erscheinungsbild ergibt.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RTHJ-S) beträgt typisch 21 °C/W. Dieser niedrige thermische Widerstand ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung, die entscheidend für die Aufrechterhaltung der Lichtstromstabilität und eine lange Lebensdauer in Automobilanwendungen ist. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Temperatur der Lötstelle die absoluten Maximalwerte nicht überschreitet und die Sperrschichttemperatur unter 125 °C bleibt.

3. Binning-System

3.1 Durchlassspannungs- und Lichtstrom-Bins

Bei IF = 150 mA wird die Durchlassspannung in sechs Bins unterteilt: G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V). Der Lichtstrom wird in drei Bins unterteilt: PA (55,3-61,2 lm), PB (61,2-67,8 lm), QA (67,8-75,3 lm). Dieses Binning ermöglicht es Kunden, Bauteile mit enger Toleranz für konsistente Lichtausbeute und gleichmäßiges elektrisches Verhalten in Arrays auszuwählen.

3.2 Chromazitäts-Binning

Das CIE-Chromazitätsdiagramm zeigt den Bin 60N mit vier Eckkoordinaten: (0,3157; 0,3211), (0,3142; 0,3430), (0,3311; 0,3584), (0,3301; 0,3337). Dieser Bin entspricht einem bestimmten weißen Farbbereich, der für Automobil-Signal- und Kontrollleuchten geeignet ist. Die Toleranz der Farbkoordinatenmessung beträgt ±0,005.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (I-V-Kennlinie)

Abbildung 1-7 zeigt eine typische exponentielle I-V-Beziehung. Bei 2,2 V ist der Strom nahezu null; bei 3,0 V erreicht der Strom etwa 100 mA; bei 3,2 V erreicht er 150 mA; und bei 3,4 V übersteigt er 200 mA. Diese Kurve hilft Entwicklern, die Stromschwankung in Abhängigkeit von der Spannung vorherzusagen und geeignete Vorwiderstände auszuwählen.

4.2 Durchlassstrom vs. Relative Intensität

Mit zunehmendem Durchlassstrom von 0 auf 200 mA steigt die relative Intensität nahezu linear an und erreicht bei 200 mA etwa 125 % im Vergleich zu 100 % bei 150 mA. Diese Linearität vereinfacht die Dimmsteuerung über Strommodulation.

4.3 Temperatureffekte

Die Abbildungen 1-9 und 1-10 veranschaulichen die Auswirkungen der Löttemperatur. Der relative Lichtstrom nimmt allmählich von 100 % bei 25 °C auf etwa 70 % bei 120 °C ab, was auf einen thermischen Abfall hinweist. Die Stromderating-Kurve zeigt, dass bei Ts=110 °C der maximale Dauerstrom auf etwa 150 mA reduziert ist. Abbildung 1-11 zeigt, dass die Durchlassspannung mit steigender Temperatur abnimmt (negativer Temperaturkoeffizient). Abbildung 1-12 zeigt die Farbverschiebung mit der Temperatur: Die CIE-Koordinaten verschieben sich mit steigender Temperatur leicht zu höheren X- und Y-Werten (Rotverschiebung). Diese Kurven sind für das thermische Management und ein konsistentes Farberscheinungsbild unerlässlich.

4.4 Abstrahlcharakteristik und Spektrum

Abbildung 1-13 zeigt eine lambertähnliche Abstrahlcharakteristik, bei der die relative Intensität bei etwa ±60° Abweichung von der Achse auf 50 % abfällt. Das Spektrum (Abbildung 1-14) zeigt eine blaue Spitze bei etwa 450 nm und eine breite Leuchtstoffemission von 500 nm bis 700 nm, wobei die relative Intensität auf 1,0 bei der Spitze normiert ist. Dieses Spektrum ist typisch für phosphorkonvertierte weiße LEDs.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Lötmuster

Das Gehäuse hat eine Draufsicht von 2,80 mm × 3,50 mm bei einer Höhe von 0,70 mm. Die Unterseite zeigt zwei Pads: das Anoden-Pad (größer, 1,05 mm × 0,55 mm) und das Kathoden-Pad (2,00 mm × 0,55 mm). Die Polarität wird durch eine abgeschrägte Ecke am Gehäuse angezeigt. Empfohlene Lötmuster sind in Abbildung 1-5 dargestellt, mit Abmessungen von 2,45 mm (Breite) und 1,50 mm (Länge) für das Anoden-Pad sowie 2,30 mm (Breite) und 1,05 mm (Länge) für das Kathoden-Pad. Toleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Trägerband und Spulenabmessungen

Die LEDs werden auf Band und Spule mit 4000 Stück pro Spule geliefert. Die Breite des Trägerbands beträgt 8,0±0,1 mm, mit einer Vorschubrichtung und einer Polaritätsmarkierung. Die Spule hat einen Außendurchmesser von 178±1 mm, einen Nabeninnendurchmesser von 60±1 mm und eine Dicke von 13,0±0,5 mm. Ein Etikett auf der Spule enthält die Teilenummer, Chargennummer, Bincode (Lichtstrom, Chromazität, Spannung), Menge und Datumscode.

5.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Das Produkt wird in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe beträgt 2, daher sollten die LEDs nach dem Öffnen des Beutels innerhalb von 24 Stunden verwendet werden, wenn sie bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn die Lagerbedingungen überschritten werden, ist vor der Verwendung ein Backen bei 60±5 °C für >24 Stunden erforderlich.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil basiert auf JEDEC-Standards. Die durchschnittliche Aufheizrate von 150 °C auf 200 °C sollte 3 °C/s nicht überschreiten. Das Vorheizen (150 °C bis 200 °C) dauert 60-120 Sekunden. Die Temperatur über 217 °C (TL) sollte maximal 60 Sekunden gehalten werden. Die Spitzentemperatur (TP) beträgt 260 °C bei einer maximalen Dauer von 10 Sekunden. Die Abkühlrate sollte 6 °C/s nicht überschreiten. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen zulässig, und wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden vergehen, können die LEDs aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme beschädigt werden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Wenn manuelles Löten erforderlich ist, muss die Lötkolbentemperatur unter 300 °C liegen und die Kontaktzeit weniger als 3 Sekunden betragen. Es ist nur ein manueller Lötvorgang erlaubt. Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen; wenn sie unvermeidbar ist, sollte ein Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, und die Auswirkungen auf die Bauteileigenschaften müssen vorher überprüft werden.

6.3 Handhabungshinweise

Die Vergussmasse besteht aus Silikon, das weich ist und leicht durch mechanische Beanspruchung beschädigt werden kann. Üben Sie während des Bestückens keinen starken Druck auf die Linsenoberfläche aus; verwenden Sie eine geeignete Düsenkraft. Die Leiterplatte sollte während der Montage nicht verformt werden. Nach dem Löten mechanische Beanspruchung und schnelles Abkühlen vermeiden. Die Betriebsumgebung muss einen Schwefelgehalt unter 100 ppm aufweisen, und die Halogengehalte (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, gesamt <1500 ppm) müssen eingehalten werden. VOCs aus Vorrichtungsmaterialien können das Silikon verfärben; daher wird eine Kompatibilitätsprüfung empfohlen. Die Reinigung mit Isopropylalkohol wird empfohlen; Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen. Während der Handhabung ist ESD-Schutz (HBM ≥ 8000 V) zu beachten.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die Standardverpackung besteht aus 4000 Stück pro Spule auf 8 mm Trägerband. Jede Spule wird in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und Etikett versiegelt. Der äußere Karton enthält mehrere Spulen. Das Etikett enthält die Teilenummer (RF-A1T28-W6SE-A6), die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, den Bincode (VF, Φ, XY), die Menge und das Datum. Kunden müssen bei der Bestellung die gewünschten Lichtstrom- und Spannungsbins angeben, um Konsistenz zu gewährleisten.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

Diese LED ist speziell für die Automobil-Innen- und Außenbeleuchtung konzipiert, einschließlich Armaturenbrettanzeigen, Kartenleseleuchten, Ambientebeleuchtung, Blinker und Innenakzentbeleuchtung. Der weite Abstrahlwinkel und die hohe Zuverlässigkeit machen sie sowohl für funktionale als auch für dekorative Beleuchtung geeignet, bei der eine gleichmäßige Farbe und Helligkeit entscheidend sind.

8.2 Designüberlegungen

Stellen Sie beim Entwurf der Ansteuerschaltung sicher, dass der Durchlassstrom den absoluten Maximalwert von 180 mA nicht überschreitet. Verwenden Sie einen Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern. Eine ausreichende Wärmeableitung ist unerlässlich; die Temperatur der Lötstelle sollte unter 110 °C gehalten werden, um die Sperrschichttemperatur unter 125 °C zu halten. Der weite Betriebstemperaturbereich (-40 °C bis +110 °C) muss hinsichtlich Wärmeausdehnung und -kontraktion berücksichtigt werden. Bei Reihen-/Parallelschaltungen sollten die Durchlassspannungs-Bins aufeinander abgestimmt werden, um die Stromverteilung auszugleichen. Die Farbverschiebung mit der Temperatur sollte berücksichtigt werden, wenn über den gesamten Temperaturbereich ein präzises Farberscheinungsbild erforderlich ist.

9. Technischer Vergleich & Wettbewerbsvorteile

Im Vergleich zu herkömmlichen PLCC2-LEDs zeichnet sich dieses Bauteil durch die AEC-Q101-Automobilqualifikation aus, die eine höhere Zuverlässigkeit unter Thermoschock, hoher Luftfeuchtigkeit und erweiterten Lebensdauertests garantiert. Der Abstrahlwinkel von 120° ist breiter als bei vielen Standardprodukten (typisch 110°), was eine gleichmäßigere Ausleuchtung ermöglicht. Der thermische Widerstand von 21 °C/W ist für diese Gehäusegröße relativ niedrig, was eine bessere Wärmeableitung begünstigt. Die Verfügbarkeit eines engen Binnings (Spannungsschritte von 0,1 V, Lichtstromschritte von ~6 lm) ermöglicht eine höhere Ausbeute bei Multi-LED-Anwendungen. Der ESD-Schutz von 8000 V (HBM) übertrifft typische 2000-V-Bewertungen und reduziert ESD-bedingte Ausfälle während der Montage.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Wie hoch ist der maximale Strom, mit dem ich diese LED betreiben kann?
A: Der absolute maximale Durchlassstrom beträgt 180 mA, der empfohlene Betriebsstrom ist jedoch 150 mA. Für den Pulsbetrieb sind bis zu 350 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 zulässig.

F: Wie sollte ich die LED handhaben, um Beschädigungen zu vermeiden?
A: Vermeiden Sie die Berührung der Silikonlinse. Verwenden Sie eine Pinzette an den Seiten. Achten Sie auf ESD-Vorsichtsmaßnahmen (geerdetes Armband, leitfähige Arbeitsfläche). Lagern Sie sie in einer trockenen Umgebung und backen Sie sie, wenn Feuchtigkeitseinwirkung vermutet wird.

F: Kann ich diese LED in Automobil-Außenanwendungen verwenden?
A: Ja, das Bauteil ist gemäß AEC-Q101 für die Außenbeleuchtung ausgelegt. Stellen Sie jedoch sicher, dass die Leuchte ein angemessenes Wärmemanagement und Schutz vor Umwelteinflüssen bietet.

F: Was bedeutet der Bincode "60N"?
A: Es handelt sich um einen Chromazitäts-Bin im CIE 1931-Farbraum, der durch vier Eckkoordinaten definiert ist. Die spezifischen Koordinaten sind im Datenblatt aufgeführt. Dieser Bin entspricht einem weißen Farbbereich, der typischerweise für Signalleuchten verwendet wird.

11. Praktische Anwendungsfallstudien

Fall 1: Automobil-Innenraum-Ambientebeleuchtung
Ein OEM benötigte 10 mm breite Lichtleisten für die Türverkleidungs-Ambientebeleuchtung. Mit 8 LEDs pro Leiste bei 150 mA betrug der Gesamtlichtstrom etwa 520 lm. Durch sorgfältiges thermisches Design (Aluminium-Leiterplatte) blieb die Sperrschichttemperatur unter 90 °C. Der weite Abstrahlwinkel gewährleistete eine gleichmäßige Ausleuchtung ohne Hotspots.

Fall 2: Blinkeranzeige
Ein Blinkermodul verwendete 6 LEDs in Reihe mit einem Konstantstromtreiber bei 150 mA. Das Spannungs-Binning (H1) sorgte für minimale VF-Abweichungen. Der Abstrahlwinkel von 120° bot ausreichende Sichtbarkeit gemäß den Automobilvorschriften. Die AEC-Q101-Qualifikation gab Vertrauen in die langfristige Zuverlässigkeit unter thermischen Zyklen.

12. Funktionsprinzip

Diese weiße LED basiert auf einem blauen InGaN-Chip (Indium-Gallium-Nitrid), der Licht bei etwa 450 nm emittiert. Der Chip ist mit einem YAG-Leuchtstoff (Yttrium-Aluminium-Granat) beschichtet, der einen Teil des blauen Lichts absorbiert und als gelbes Licht wieder abgibt. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und der gelben Fluoreszenz erzeugt weißes Licht. Die Farbtemperatur und der Farbwiedergabeindex werden durch die Zusammensetzung und Dicke des Leuchtstoffs bestimmt. Das PLCC2-Gehäuse bietet mechanischen Schutz, elektrische Anschlüsse und einen reflektierenden Hohlraum zur Verbesserung der Lichtauskopplung.

13. Technologietrends & Zukunftsausblick

Weiße LEDs entwickeln sich ständig weiter in Richtung höherer Effizienz, besserer Farbqualität und kleinerer Gehäuse. Der Trend in der Automobilbeleuchtung geht zur Miniaturisierung, Integration mit intelligenten Steuerungen (z. B. PWM-Dimmung, Farbabstimmung) und Einhaltung strenger Zuverlässigkeitsstandards (AEC-Q102 für Automobil-LEDs). Zukünftige Entwicklungen könnten Chip-Scale-Packaging (CSP) für einen kleineren Footprint, höhere Lichtstromdichte und verbesserte thermische Leistung umfassen. Darüber hinaus ermöglichen Fortschritte bei Leuchtstoffen ein präziseres Farb-Binning und einen geringeren thermischen Abfall. Die Verwendung von Keramiksubstraten oder silikonbasierten Vergussmassen mit verbesserter UV-Beständigkeit wird ebenfalls für eine verlängerte Lebensdauer in rauen Umgebungen untersucht.