LED-Datenblatt Gelb 3,5x2,8x1,85mm - Durchlassspannung 3,0V - Leistung 0,238W - 120° Abstrahlwinkel

1. Produktübersicht

Die RF-A2A31-WYS8-A4 ist eine leistungsstarke gelbe LED, die mithilfe eines blauen Chips und einer Phosphor-Konversionstechnologie hergestellt wird. Das Bauteil ist in einem kompakten PLCC4-Gehäuse mit den Abmessungen 3,50 mm × 2,80 mm × 1,85 mm untergebracht. Es wurde entwickelt, um die strengen Anforderungen von Automobilbeleuchtungsanwendungen – sowohl im Innen- als auch im Außenbereich – zu erfüllen und ist gemäß dem AEC-Q101-Stressteststandard für automotive-diskrete Halbleiter qualifiziert.

Zu den Hauptvorteilen gehören ein extrem weiter Abstrahlwinkel von 120°, die Kompatibilität mit standardmäßigen SMT-Bestückungs- und Reflow-Lötprozessen sowie eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 2. Die LED erfüllt die RoHS- und REACH-Richtlinien und gewährleistet so die Umweltsicherheit.

2. Detaillierte objektive Analyse der technischen Parameter

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

Die LED wird bei einem Durchlassstrom von 50 mA geprüft. Unter dieser Bedingung liegt die Durchlassspannung (VF) zwischen 2,8 V (Minimum) und 3,4 V (Maximum), mit einem typischen Wert von 3,0 V. Der Sperrstrom (IR) bei einer Sperrspannung von 5 V überschreitet 10 µA nicht. Die Lichtstärke (IV) wird zwischen 3500 mcd und 6500 mcd angegeben, mit einem typischen Wert von 5300 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ½) beträgt typischerweise 120°.

2.2 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte bei einer Löttemperatur von 25°C sind wie folgt: Verlustleistung (PD) 238 mW, Durchlassstrom (IF) 70 mA, Spitzen-Durchlassstrom (IFP) 100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 10 ms Pulsbreite), Sperrspannung (VR) 5 V, elektrostatische Entladung (HBM) 2000 V, Betriebstemperaturbereich (TOPR) -40°C bis +100°C, Lagertemperaturbereich (TSTG) -40°C bis +100°C und Sperrschichttemperatur (TJ) 120°C.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RTHJ-S) ist mit maximal 180°C/W angegeben. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Sperrschichttemperatur unter dem Maximalwert zu halten, da erhöhte Temperaturen die Lichtausbeute verringern und die Farbe verschieben.

3. Erläuterung des Binning-Systems

3.1 Durchlassspannungs- und Lichtstärke-Bins (IF = 50 mA)

Die LED wird nach Durchlassspannung und Lichtstärke in Bins sortiert. Die Durchlassspannungs-Bins sind wie folgt definiert: 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). Die Lichtstärke-Bins sind: O2 (3500–4300 mcd), P1 (4300–5300 mcd), P2 (5300–6500 mcd).

3.2 Farbort-Binning

Das CIE-Farbartdiagramm zeigt ein viereckiges Bin mit der Bezeichnung 5E. Die vier Eckpunkte sind: (0,5536; 0,4221), (0,5764; 0,4075), (0,5883; 0,4111), (0,5705; 0,4289). Dies gewährleistet eine enge Farbkonsistenz für Automobilbeleuchtungsanwendungen, bei denen die Farbgleichmäßigkeit entscheidend ist.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die Durchlassspannung steigt nichtlinear mit dem Durchlassstrom an. Bei 50 mA beträgt die typische Spannung 3,0 V; bei 70 mA steigt die Spannung auf etwa 3,1 V an.

4.2 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der relativen Intensität

Die relative Intensität steigt mit dem Strom bis zu 70 mA an und erreicht etwa 130 % des Wertes bei 50 mA. Die Kurve zeigt bei höheren Strömen eine leichte Sättigung.

4.3 Temperatureigenschaften

Die Löttemperatur (Ts) beeinflusst sowohl die Durchlassspannung als auch die relative Intensität. Wenn Ts von 20°C auf 100°C ansteigt, sinkt die Durchlassspannung linear um etwa 0,15 V, während die relative Intensität um etwa 15 % abfällt. Der maximal zulässige Durchlassstrom wird ebenfalls mit der Temperatur herabgesetzt, von 70 mA bei 25°C auf etwa 40 mA bei 100°C.

4.4 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahlmuster ist lambertähnlich mit einem Halbwinkel von etwa ±60° für 50 % relative Intensität. Der Abstrahlwinkel (120°) gewährleistet eine breite Abdeckung für Automobilsignalleuchten.

4.5 Farbortverschiebung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom

Die CIE-x- und -y-Koordinaten verschieben sich geringfügig mit dem Strom. Bei 50 mA liegt der typische Punkt nahe (0,57; 0,43). Eine Erhöhung des Stroms auf 85°C verursacht eine kleine Verschiebung im gelben Bereich, die innerhalb des 5E-Bins bleibt.

4.6 Spektrale Verteilung

Das Emissionsspektrum hat sein Maximum bei etwa 590 nm, mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 15 nm. Das Spektrum zeigt keine Nebenpeaks, was eine reine gelbe Emission bestätigt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Gehäuse ist 3,50 mm lang, 2,80 mm breit und 1,85 mm hoch. Die Toleranzen betragen ±0,2 mm. Die Draufsicht zeigt eine Polmarkierung (Kathode) an Pin 2. Die Unterseite hat vier Pads: Pad 1 ist Kathode, Pad 2 ist Anode, Pads 3 und 4 sind mechanische Stützen (nicht angeschlossen).

5.2 Lötmuster

Empfohlenes PCB-Landmuster: Pad-Größe 0,80 mm × 0,70 mm für jeden Pin, mit einem optionalen zentralen Wärme-Pad von 2,60 mm × 1,60 mm. Der Abstand zwischen den Pad-Mitten beträgt 2,20 mm.

5.3 Polerkennung

Die Polmarkierung ist eine kleine Kerbe auf der Oberseite des Gehäuses, die auf der Kathodenseite ausgerichtet ist.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil basiert auf JEDEC J-STD-020. Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60–120 Sekunden. Aufheizrate: max. 3°C/s. Zeit oberhalb von 217°C (TL): max. 60 Sekunden. Spitzentemperatur (TP): 260°C für maximal 10 Sekunden. Abkühlrate: max. 6°C/s. Gesamtzeit von 25°C bis zum Peak: max. 8 Minuten. Die LED kann zwei Reflow-Zyklen überstehen; wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden vergehen, ist ein Backen erforderlich.

6.2 Handlöten

Wenn manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben bei ≤300°C für ≤3 Sekunden, und zwar nur einmal pro Lötstelle.

6.3 Lagerung und Handhabung

Ungöffnete Feuchtigkeitsbarrierebeutel können bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr gelagert werden. Nach dem Öffnen innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C und ≤60% rel. Luftfeuchtigkeit verwenden. Wenn die Lagerung diese Grenzwerte überschreitet, bei 60±5°C für ≥24 Stunden backen. Die LED-Oberfläche besteht aus weichem Silikon; vermeiden Sie mechanischen Druck. Keine Ultraschallreinigung verwenden; Isopropylalkohol wird empfohlen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LED wird auf Gurt und Rolle mit 2000 Stück pro Rolle geliefert. Abmessungen des Gurtbands: Breite 8,0 mm, Teilung 4,0 mm, Kavitätsgröße 3,50 mm × 2,80 mm × 1,70 mm. Rollenabmessungen: A = 330 mm, B = 100 mm, C = 13,0 mm, D = 8,0 mm. Jede Rolle trägt ein Etikett mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code, Lichtstrom, Farbort-Bin, Durchlassspannung, Wellenlängencode, Menge und Datumscode. Die endgültige Verpackung umfasst einen Feuchtigkeitsbarrierebeutel und einen Karton.

8. Anwendungsempfehlungen

Diese gelbe LED ist ideal für die Innenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen (Ambiente, Leselampen) und für Außensignale (Blinker, Bremsleuchten). Aufgrund ihres weiten Abstrahlwinkels und ihrer hohen Helligkeit eignet sie sich auch für allgemeine Anzeigeanwendungen. Entwickler sollten für eine ausreichende Wärmeableitung sorgen, um die Sperrschichttemperatur unter 120°C zu halten. Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, um Überlastung zu vermeiden. Bei Parallelschaltungen ist aufgrund der VF-Binning-Einteilung ein Stromausgleich zu berücksichtigen. Die LED ist AEC-Q101-qualifiziert und daher für raue Automobilumgebungen geeignet.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu herkömmlichen gelben LEDs auf PI-Folienbasis bietet dieses phosphorkonvertierte Bauelement eine überlegene Farbstabilität und einen größeren Abstrahlwinkel. Das PLCC4-Gehäuse ermöglicht eine einfachere PCB-Bestückung und eine bessere Wärmeableitung als kleinere Gehäuse wie 3014. Die AEC-Q101-Qualifikation unterscheidet sie von Standard-Kommerz-LEDs und bietet eine validierte Zuverlässigkeit für Automobilanwendungen.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Wie hoch ist die typische Durchlassspannung bei 50 mA?A: 3,0 V, mit einem Bereich von 2,8 V bis 3,4 V.

F: Kann diese LED für die Außenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen verwendet werden?A: Ja, sie ist AEC-Q101-qualifiziert und wird sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich empfohlen.

F: Wie viele Reflow-Zyklen sind zulässig?A: Maximal zwei Zyklen. Wenn zwischen den Zyklen mehr als 24 Stunden liegen, vor dem zweiten Reflow backen.

F: Wie lange ist die empfohlene Lagerzeit nach dem Öffnen des Beutels?A: Innerhalb von 24 Stunden bei ≤30°C / ≤60% rel. Luftfeuchtigkeit verwenden.

F: Benötigt die LED einen Kühlkörper?A: Für hohe Betriebsströme oder hohe Umgebungstemperaturen ist ein Wärmemanagement erforderlich. Die Sperrschichttemperatur darf 120°C nicht überschreiten.

11. Praktische Anwendungsfälle

Fall 1: Automobil-Blinkermodul
Ein Array aus sechs RF-A2A31-WYS8-A4-LEDs, die in einer Heckkombinationsleuchte verwendet werden. Jede LED wird bei 50 mA mit einem gemeinsamen Widerstandsnetzwerk betrieben und erreicht eine Gesamtlichtstärke von 32000 mcd. Der weite Abstrahlwinkel von 120° erfüllt die SAE-Signalanforderungen. Die thermische Simulation zeigt eine Sperrschichttemperatur von 85°C bei einer Umgebungstemperatur von 60°C, weit unter dem Grenzwert.

Fall 2: Armaturenbrettanzeige
Eine einzelne LED als Warnleuchte. Sie wird mit 30 mA betrieben, um die Wärme zu reduzieren, und liefert dennoch eine Helligkeit von 3500 mcd. Das kompakte PLCC4-Gehäuse passt auf eine kleine Leiterplattenfläche. Es ist kein zusätzlicher Kühlkörper erforderlich.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Die gelbe Emission wird durch Beschichten eines blauen InGaN-LED-Chips mit einem gelb emittierenden YAG:Ce-Leuchtstoff erreicht. Das blaue Licht (450–460 nm) regt den Leuchtstoff teilweise an, der gelbes Licht (550–600 nm) emittiert. Die Kombination ergibt ein breites Spektrum, das als Gelb wahrgenommen wird. Dieses Verfahren bietet im Vergleich zu direkten gelben Chips eine hohe Effizienz und gute Farbstabilität.

13. Entwicklungstrends

Phosphorkonvertierte LEDs dominieren weiterhin den Automobilmarkt aufgrund von Kosten- und Leistungsvorteilen. Zukünftige Trends umfassen kleinere Gehäuse (z. B. 3030), höhere Effizienz (100+ lm/W) und verbesserte thermische Widerstände, um die Derating-Anforderungen zu reduzieren. Die AEC-Q102-Qualifikation (Erweiterung der Q101) wird für Automobil-LEDs immer häufiger vorgeschrieben. Auch die Integration von ESD-Schutz und eine engere Farbort-Einteilung (MacAdam-Ellipsen) sind zu erwarten.