REFOND Gelbe LED RF-YMRA30TS-AB-G - 2,8x3,5x1,85mm - 2,0-2,6V - 196mW - 584,5-594,5nm - Automotive-Qualität

1. Produktübersicht

Die REFOND RF-YMRA30TS-AB-G ist eine leistungsstarke gelbe LED auf Basis der AlGaInP-Substrattechnologie. In einem kompakten PLCC4-Gehäuse mit den Abmessungen 3,50 mm x 2,80 mm x 1,85 mm ist diese LED für anspruchsvolle Automobil- und Industrieanwendungen konzipiert. Sie liefert einen dominierenden Wellenlängenbereich von 584,5 nm bis 594,5 nm und sorgt so für eine klare gelbe Emission. Mit einem breiten Abstrahlwinkel von 120 Grad gewährleistet sie eine hervorragende Sichtbarkeit und gleichmäßige Lichtverteilung.

1.1 Merkmale

• PLCC4-Oberflächenmontagegehäuse für automatisierte Bestückung
• Extrem breiter Abstrahlwinkel von 120°
• Kompatibel mit allen SMT-Bestückungs- und Lötprozessen
• Lieferung auf Rolle und Gurt für die Großserienproduktion
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2 (MSL2)
• RoHS-konform und AEC-Q102-qualifiziert für Automobilzuverlässigkeit

1.2 Anwendungen

• Innen- und Außenbeleuchtung im Automobilbereich (z. B. Armaturenbrettanzeigen, Blinker, Rückleuchten)
• Schalter- und Bedienfeldanzeigen

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Optoelektronische Kennwerte (bei Ts=25°C, IF=50mA)

Durchlassspannung (VF):Typische Werte liegen zwischen 2,0 V und 2,6 V. Diese niedrige Durchlassspannung ermöglicht einen effizienten Betrieb in Niederspannungsschaltungen. Die Messtoleranz beträgt ±0,1 V.

Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA bei VR=5 V, was auf eine hervorragende Gleichrichterqualität und minimale Leckage hinweist.

Dominierende Wellenlänge (λD):584,5 nm bis 594,5 nm, die das gelbe Spektrum abdecken. Toleranz ±0,005 nm.

Lichtstärke (IV):Bereich von 1800 mcd bis 3500 mcd bei 50 mA, hohe Helligkeit für Anzeige- und Signalanwendungen. Toleranz ±10%.

Abstrahlwinkel (2θ1/2):120 Grad typisch, sorgt für eine breite Lichtverteilung, geeignet für Kfz-Leuchten.

Wärmewiderstand (Sperrschicht zu Lötstelle):Realthermischer Widerstand 94 °C/W typisch (max. 105 °C/W), elektrischer thermischer Widerstand 80 °C/W typisch (max. 90 °C/W). Niedriger Wärmewiderstand hilft, die Sperrschichttemperatur bei hohem Strombetrieb niedrig zu halten.

2.2 Absolute Grenzwerte

Verlustleistung (PD):Maximal 196 mW. Überschreitung kann zu dauerhaften Schäden führen.

Durchlassstrom (IF):70 mA Dauerstrom, 100 mA Spitzenstrom (1/10 Tastverhältnis, 10 ms Pulsbreite). Der Betriebsstrom muss bei hohen Umgebungstemperaturen gemäß der Kurve Löttemperatur vs. Durchlassstrom reduziert werden.

Sperrspannung (VR):Maximal 5 V. Sperrpolarisation sollte im Schaltungsdesign vermieden werden.

ESD (HBM):2000 V, daher sind beim Umgang Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

Betriebstemperatur (TOPR):-40 °C bis +100 °C.

Lagertemperatur (TSTG):-40 °C bis +100 °C.

Sperrschichttemperatur (TJ):Maximal 120 °C. Das Wärmemanagement muss sicherstellen, dass TJ diesen Grenzwert nicht überschreitet.

3. Binsystem

Der RF-YMRA30TS-AB-G wird in Bins für Durchlassspannung, Lichtstärke und dominierende Wellenlänge sortiert, um Konsistenz in den Anwendungen zu gewährleisten.

3.1 Spannungsbins (VF bei IF=50mA)

3.2 Lichtstärkebins (IV bei IF=50mA)

3.3 Wellenlängenbins (λD bei IF=50mA)

Jede LED ist auf dem Etikett mit ihrem Bin-Code gekennzeichnet, sodass Kunden bestimmte Bins für Farbkonsistenz oder Intensitätsanpassung auswählen können.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (Abb. 1-7)

Mit steigendem Durchlassstrom von 0 auf 70 mA steigt die Durchlassspannung exponentiell von etwa 1,8 V auf 2,6 V an. Bei 50 mA (typischer Arbeitspunkt) beträgt VF etwa 2,3 V. Diese Kurve hilft Entwicklern, den Spannungsabfall und die Verlustleistung bei verschiedenen Strömen abzuschätzen.

4.2 Durchlassstrom vs. relativer Lichtstrom (Abb. 1-8)

Der relative Lichtstrom steigt bis 50 mA nahezu linear mit dem Durchlassstrom an und beginnt dann zu sättigen. Bei 70 mA beträgt der relative Lichtstrom etwa 130 % des Wertes bei 50 mA. Für einen effizienten Betrieb wird ein Ansteuern mit 50 mA empfohlen, um Helligkeit und Wärmemanagement auszugleichen.

4.3 Sperrschichttemperatur vs. relative Intensität (Abb. 1-9)

Mit steigender Sperrschichttemperatur von -40 °C auf +120 °C nimmt die relative Intensität allmählich ab. Bei 100 °C sinkt die Intensität auf etwa 80 % des Wertes bei 25 °C. Diese thermische Derating ist für Hochtemperatur-Umgebungen im Automobilbereich entscheidend.

4.4 Löttemperatur vs. Durchlassstrom (Abb. 1-10)

Der maximal zulässige Durchlassstrom muss reduziert werden, wenn die Löttemperatur 25 °C überschreitet. Bei 100 °C beträgt der maximale Strom etwa 30 mA. Eine ausreichende Wärmeableitung ist erforderlich, um die Stromfähigkeit aufrechtzuerhalten.

4.5 Spannungsverschiebung vs. Sperrschichttemperatur (Abb. 1-11)

Die Durchlassspannung nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur linear um etwa -2 mV/°C ab. Bei 100 °C sinkt VF um etwa 0,2 V im Vergleich zu -40 °C. Dieser negative Temperaturkoeffizient muss in Konstantstrom-Treiberschaltungen berücksichtigt werden.

4.6 Abstrahlcharakteristik (Abb. 1-12)

Die LED zeigt eine symmetrische Abstrahlcharakteristik mit einem Halbwinkel von 60° (120° Abstrahlwinkel). Die relative Intensität beträgt 100 % bei 0° und nimmt auf 50 % bei ±60° ab. Diese lambertähnliche Verteilung sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung in Anzeigeanwendungen.

4.7 Wellenlängenverschiebung vs. Sperrschichttemperatur (Abb. 1-13)

Die dominierende Wellenlänge verschiebt sich mit steigender Temperatur zu längeren Wellenlängen, und zwar um etwa +0,1 nm/°C. Über den gesamten Temperaturbereich (-40 °C bis +120 °C) kann die Verschiebung bis zu 8 nm betragen, was die Farbkonsistenz in Systemen mit mehreren LEDs beeinträchtigen kann.

4.8 Spektrumverteilung (Abb. 1-14)

Das Spektrum hat seinen Peak bei etwa 590 nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 20 nm. Die Emission ist schmal und im gelben Bereich klar definiert, was sie für farbkritische Anwendungen geeignet macht.

5. Mechanische- und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das PLCC4-Gehäuse ist 3,50 mm lang, 2,80 mm breit und 1,85 mm hoch (alle Maße ±0,05 mm). Die Draufsicht zeigt einen rechteckigen Körper mit einer Polaritätsmarkierung. Die Unterseite zeigt vier Lötpads: Pad 1 (Kathode, durch eine Eckabschrägung gekennzeichnet), Pad 2 (Anode), Pad 3 (Kathodenhilfspad) und Pad 4 (Anodenhilfspad). Die Polarität ist deutlich angegeben. Das empfohlene Lötmuster (Abb. 1-5) hat Pad-Abmessungen von 0,80 mm x 0,70 mm mit einem Rastermaß von 2,20 mm und einer Gesamtgrundfläche von 4,60 mm x 2,60 mm.

5.2 Polaritätserkennung

Die Kathodenseite ist durch eine Kerbe an der Gehäuseecke gekennzeichnet. Die Draufsicht zeigt eine Polaritätsmarkierung (Tab), die die Kathode anzeigt. Bei der PCB-Bestückung muss die korrekte Ausrichtung sichergestellt werden.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil (Abb. 3-1) folgt den Standard-JEDEC-Bedingungen. Schlüsselparameter: durchschnittliche Aufheizrate ≤3 °C/s, Vorwärmen von 150 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden, Zeit über 217 °C: max. 60 Sekunden, Spitzentemperatur 260 °C mit einer Verweilzeit innerhalb von 5 °C des Spitzenwerts für maximal 10 Sekunden, Abkühlrampe ≤6 °C/s. Gesamtzeit von 25 °C bis zum Spitzenwert ≤8 Minuten. Reflow-Löten sollte nicht mehr als zwei Durchgänge umfassen; liegen mehr als 24 Stunden zwischen den Durchgängen, ist ein Backen erforderlich.

6.2 Manuelles Löten

Beim Handlötvorgang einen Lötkolben mit ≤300 °C für weniger als 3 Sekunden verwenden und nur einen Lötvorgang pro Verbindung.

6.3 Handhabungshinweise

• Während der Montage keine mechanische Belastung auf die Silikonvergussfläche ausüben.
• Montage auf verzogenen PCBs vermeiden oder die Platine nach dem Löten nicht biegen.
• Während des Abkühlens keine Kraft oder Vibration ausüben.
• Geeignete Aufnahmewerkzeuge verwenden; die Linsenoberfläche nicht direkt berühren.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Verpackung: 2000 Stück pro Rolle. Das Trägerband (Abb. 2-1) hat einen Kettenlochabstand von 4,00 mm, einen Komponententaschenabstand von 8,0 mm und eine Breite von 12 mm. Die Rolle (Tabelle 2-1) hat einen Außendurchmesser von 178 mm, einen Innendurchmesser von 60 mm und einen Nabendurchmesser von 13 mm. Jede Rolle ist in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Kieselgel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte (MSL2) versiegelt. Die Etiketten enthalten Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Codes (VF, IV, WLD), Menge und Datumscode.

Kartonschachtelverpackung schützt die Rollen während des Transports.

8. Anwendungsempfehlungen

Automobilbeleuchtung:Die AEC-Q102-Qualifikation macht diese LED ideal für die Innenraumbeleuchtung (Ambiente, Leselampen) und Außenbeleuchtung (Blinker, Bremsleuchten, Rückleuchten) im Automobilbereich. Für den Außeneinsatz ist aufgrund hoher Umgebungstemperaturen ein angemessenes Wärmemanagement erforderlich.

Schalterbeleuchtung:Mit einem Abstrahlwinkel von 120° eignet sie sich für die Hinterleuchtung von Schaltern und Anzeigetafeln.

Designüberlegungen:Verwenden Sie ausreichende Strombegrenzungswiderstände. Betreiben Sie die LED mit 50 mA für normale Helligkeit. Stellen Sie sicher, dass die Wärmeableitpads auf der Leiterplatte so ausgelegt sind, dass die Wärme abgeführt wird (thermisches Pad auf der Unterseite). Vermeiden Sie Sperrspannung und ESD. Für schwefelreiche Umgebungen stellen Sie die Materialverträglichkeit sicher (Schwefelgehalt<100 ppm, Brom+Chlor<1500 ppm).

9. Technologievergleich

Im Vergleich zu herkömmlichen epoxyvergossenen LEDs bietet dieses PLCC4-Gehäuse mit Silikonverguss eine bessere Hochtemperaturstabilität und einen größeren Abstrahlwinkel. Der AlGaInP-Chip bietet eine hohe Effizienz im gelben Spektrum mit geringem thermischem Abfall. Die Automobilqualifikation gewährleistet eine überlegene Zuverlässigkeit im Vergleich zu handelsüblichen Standard-LEDs, insbesondere unter Vibration und Temperaturwechseln.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Welcher Durchlassstrom wird für eine lange Lebensdauer empfohlen?
A: 50 mA ist typisch; oberhalb einer Löttemperatur von 25 °C reduzieren.

F: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?
A: Nicht empfohlen ohne Vorwiderstand aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten. Konstantstrom oder Widerstand verwenden.

F: Wie lange ist die Lagerfähigkeit?
A: 1 Jahr im ungeöffneten Beutel bei ≤30 °C, ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden verwenden oder bei 60 °C für 24 h backen.

F: Wie reinige ich die LED nach dem Löten?
A: Isopropylalkohol verwenden. Keine Ultraschallreinigung.

F: Ist die LED schwefelbeständig?
A: Schwefel- und Halogenbelastung über die angegebenen Grenzwerte hinaus vermeiden, wie in den Handhabungshinweisen beschrieben.

11. Praktische Anwendungsfälle

Automobilrückleuchte:Eine Matrix dieser gelben LEDs, die für Blinkerfunktionen verwendet werden, jeweils mit 50 mA betrieben, mit thermischen Durchkontaktierungen auf der Leiterplatte und einer Aluminiumkernplatine zur Wärmeableitung. Erzielt gleichmäßige Farbe und Intensität, die den ECE-R6-Vorschriften entsprechen.

Armaturenbrettanzeige:Wird als Warnleuchte mit einem Strom von 30 mA verwendet, um die Helligkeit zu verringern und eine blendfreie Beleuchtung zu gewährleisten. Der große Abstrahlwinkel ermöglicht die Sichtbarkeit von mehreren Sitzpositionen aus.

12. Prinzipeinführung

Die gelbe LED basiert auf einem direkten Halbleiter-Materialsystem AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Die epitaktischen Schichten werden auf einem GaAs-Substrat gewachsen. Die Quantentopf-Struktur emittiert Photonen mit einer Energie, die gelbem Licht (ca. 590 nm) entspricht. Der Chip ist in Silikon vergossen, um die Bonddrähte zu schützen und die Lichtauskopplung zu verbessern. Das PLCC4-Gehäuse bietet thermische und elektrische Pfade über den Leadframe.

13. Entwicklungstrends

In der Automobilbeleuchtung geht der Trend zu kleineren Gehäusen mit höherer Lichtausbeute und erweiterter Zuverlässigkeit. Diese LED erfüllt den AEC-Q102-Standard, der für Automotive-LEDs zunehmend verpflichtend wird. Zukünftige Entwicklungen könnten eine noch feinere Binning für Farbkonsistenz und verbesserte thermische Leistung durch fortschrittliche Chipmontage- und Gehäusedesigns umfassen. Die Nachfrage nach gelben LEDs in Heckkombinationsleuchten wächst weiter mit der Einführung von LED-basierter Signalisierung.