PLCC-2 Seitenansicht Gelbe LED Datenblatt - Gehäuse 3.2x2.8x1.9mm - Spannung 2.2V - Leistung 0.11W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen, gelb emittierenden Seitenansichts-LED in einem PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) Oberflächenmontagegehäuse. Sie wurde primär für anspruchsvolle Umgebungen entwickelt und zeichnet sich durch robuste Bauweise, hohe Lichtstärke und einen weiten Betrachtungswinkel aus. Dies macht sie zur idealen Wahl für Hintergrundbeleuchtung und Anzeigeanwendungen, bei denen der Platz begrenzt und die Zuverlässigkeit von größter Bedeutung ist.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieses LED-Bauteils sind sein kompaktes Seitenansichts-Design, das eine Beleuchtung von der Kante einer Leiterplatte aus ermöglicht, eine ausgezeichnete Lichtausbeute für seine Gehäusegröße und erweiterte Zuverlässigkeitszertifizierungen. Es ist speziell für Märkte konzipiert, die langfristige Haltbarkeit und Leistungsstabilität erfordern. Die Hauptzielanwendung istAutomotive-Innenraumbeleuchtung, wie z.B. die Hintergrundbeleuchtung für Schalter, Armaturenbrettanzeigen und Bedienfelder. Seine Qualifikationen machen es auch für andere Anwendungen geeignet, bei denen Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen wie Schwefel und hohen Betriebstemperaturen erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Ein gründliches Verständnis der elektrischen, optischen und thermischen Parameter ist entscheidend für einen korrekten Schaltungsentwurf und die Gewährleistung langfristiger Zuverlässigkeit.

2.1 Photometrische und optische Eigenschaften

Die Kernleistung der LED ist unter einer Standardtestbedingung mit einem Durchlassstrom (I_F) von 50mA definiert.

• Typische Lichtstärke (I_V):2800 Millicandela (mcd). Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit in einer bestimmten Richtung. Der minimal garantierte Wert beträgt 2240 mcd, der maximale Wert kann bis zu 4500 mcd erreichen, was die potenzielle Bauteil-zu-Bauteil-Streuung zeigt, die durch das Binning-System abgedeckt wird.
• Betrachtungswinkel (2θ_½):120 Grad. Dieser weite Betrachtungswinkel gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung über einen großen Bereich, was für Seitenansichts-Anwendungen, bei denen das Licht seitlich gestreut werden muss, wesentlich ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):591 nm (typisch), mit einem Bereich von 588 nm bis 594 nm. Dieser Parameter definiert die wahrgenommene Farbe des gelben Lichts. Die enge Toleranz (±1nm) gewährleistet eine konsistente Farbausgabe über verschiedene Produktionschargen hinweg.

Die Lichtstrommessung hat eine angegebene Toleranz von ±11%, und alle Messungen beziehen sich auf eine Lötpad-Temperatur von 25°C.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

• Durchlassspannung (V_F):2,20V (typisch) bei 50mA, mit einem Bereich von 1,75V bis 2,75V. Dieser Parameter ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung. Die Messtoleranz beträgt ±0,05V.
• Durchlassstrom (I_F):Das Bauteil ist für einen kontinuierlichen Durchlassstrom zwischen 5 mA (Minimum für den Betrieb) und 70 mA (absolutes Maximum) ausgelegt. Der typische Betriebsstrom beträgt 50mA.
• Thermischer Widerstand:Es werden zwei Werte angegeben:
  • Real R_thJS:85 K/W (typisch), 100 K/W (Max). Dies stellt den tatsächlichen thermischen Widerstand vom Halbleiterübergang zum Lötpunkt dar.
  • Elektrisch R_thJS:60 K/W (typisch), 85 K/W (Max). Dieser wird oft aus elektrischen Messmethoden abgeleitet und ist typischerweise niedriger als der reale Wert. Entwickler sollten denReal R_thJS-Wert (85 K/W) für genaue Wärmemanagement-Berechnungen verwenden, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur (T_J) ihren Maximalwert nicht überschreitet.

3. Absolute Maximalwerte und Zuverlässigkeit

Das Überschreiten dieser Grenzwerte kann zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen.

• Verlustleistung (P_d):192 mW.
• Sperrschichttemperatur (T_J):125 °C.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40 °C bis +110 °C. Dieser weite Bereich ist für Automotive-Anwendungen wesentlich.
• Lagertemperatur (T_stg):-40 °C bis +110 °C.
• ESD-Empfindlichkeit (HBM):2 kV. Dies zeigt ein moderates Maß an Schutz vor elektrostatischer Entladung. Dennoch sollten während der Montage geeignete ESD-Handhabungsverfahren eingehalten werden.
• Stoßstrom (I_FM):100 mA für Pulse ≤10 μs mit einem sehr niedrigen Tastverhältnis (D=0,005).
• Schwefelbeständigkeit:Klasse A1. Diese Zertifizierung zeigt, dass das Harz und die Materialien der LED gegen Korrosion durch schwefelhaltige Atmosphären resistent sind, ein häufiges Problem in bestimmten Industrie- und Automotive-Umgebungen.
• Löten:Hält Reflow-Löten bei 260°C für 30 Sekunden stand.
• Konformität:Das Bauteil ist konform mit RoHS, REACH und halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Diagramme, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen.

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

Das Diagramm zeigt die für LEDs typische exponentielle Beziehung. Am empfohlenen Betriebspunkt von 50mA liegt die Spannung bei etwa 2,2V. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung einen stabilen Strom innerhalb dieses Spannungsfensters liefern kann.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, aber bei höheren Strömen (nahe 70mA) Anzeichen von Sättigung zeigt. Der Betrieb bei 50mA bietet eine gute Balance zwischen Helligkeit und Effizienz/Wärmeentwicklung.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Drei wichtige Diagramme veranschaulichen thermische Effekte:Relative Lichtstärke vs. Sperrschichttemperatur:Die Lichtausbeute nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei der maximalen Sperrschichttemperatur von 125°C beträgt die Ausbeute etwa 60-70% des Wertes bei 25°C. Dies muss in Helligkeitsberechnungen für Hochtemperaturumgebungen berücksichtigt werden.Relative Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur:Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und sinkt um etwa 2mV/°C. Diese Eigenschaft kann manchmal für indirekte Temperaturmessung genutzt werden.Relative Wellenlänge vs. Sperrschichttemperatur:Die dominante Wellenlänge verschiebt sich leicht mit der Temperatur (ca. +0,1 nm/°C). Dies ist für gelbe Anzeigeanwendungen im Allgemeinen vernachlässigbar, wird jedoch für farbkritische Anwendungen vermerkt.

4.4 Durchlassstrom-Derating-Kurve

Dies ist ein entscheidendes Diagramm für die Zuverlässigkeit. Es zeigt den maximal zulässigen kontinuierlichen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Lötpad-Temperatur (T_S). Beispielsweise sinkt bei einer Pad-Temperatur von 110°C der maximal erlaubte Strom auf 55mA. Bei der absoluten maximalen Pad-Temperatur muss der Strom auf 5mA reduziert werden. Diese Kurve muss verwendet werden, um sicherzustellen, dass die LED für ihre Betriebstemperatur nicht übersteuert wird.

4.5 Zulässige Pulsbelastbarkeit

Dieses Diagramm definiert den maximalen Einzelpulsstrom, den die LED für sehr kurze Dauer (Mikrosekunden bis Millisekunden) bei verschiedenen Tastverhältnissen verarbeiten kann. Es ermöglicht Designs, die kurze, hochintensive Lichtblitze erfordern.

5. Erläuterung des Binning-Systems

Um Fertigungstoleranzen zu verwalten, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die Artikelnummer enthält wahrscheinlich Codes, die ihre Binning-Klasse für wichtige Parameter spezifizieren.

5.1 Lichtstärke-Binning

Die bereitgestellte Tabelle listet eine umfangreiche Binning-Struktur von L1 (11,2-14 mcd) bis GA (18000-22400 mcd) auf. Das typische Bauteil mit 2800 mcd fällt in dieCA-Klasse (2800-3550 mcd). Entwickler müssen die erforderliche Lichtstärke-Klasse spezifizieren, um eine konsistente Helligkeit über alle Einheiten in einem Produkt hinweg sicherzustellen.

5.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Die Wellenlänge wird in 3nm-Schritten sortiert. Der typische Wert von 591 nm entspricht der8891-Klasse (588-591 nm) oder der9194-Klasse (591-594 nm). Die Spezifikation einer engen Wellenlängen-Klasse ist für Farbkonsistenz entscheidend, insbesondere in Multi-LED-Arrays.

5.3 Durchlassspannung-Binning

Der Ausschnitt zeigt einen Spannungs-Binning-Code "1012" mit einem Bereich von 1,0V bis 1,2V, was inkonsistent mit den typischen 2,2V erscheint. Dies könnte ein Fehler im bereitgestellten Text sein oder sich auf eine andere Produktvariante beziehen. Typischerweise wird V_Fin Schritten wie 0,1V oder 0,2V sortiert (z.B. 2,0-2,2V, 2,2-2,4V).

6. Mechanische, Verpackungs- & Montageinformationen

6.1 Mechanische Abmessungen und Polarität

Die LED verwendet ein standardmäßiges PLCC-2 Oberflächenmontagegehäuse. Die genauen Abmessungen (Länge, Breite, Höhe) und das Pad-Layout sind im mechanischen Zeichnungsabschnitt definiert. Das Gehäuse enthält eine geformte Linse, um den 120-Grad-Betrachtungswinkel zu erreichen. Die Polarität ist durch eine Kathodenmarkierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet; ein Betrieb in Sperrrichtung ist nicht vorgesehen.

6.2 Empfohlenes Lötpad und Reflow-Profil

Ein empfohlenes Land Pattern (Lötpad-Design) wird bereitgestellt, um ein korrektes Löten und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Das Reflow-Lötprofil ist mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 30 Sekunden spezifiziert. Die Einhaltung dieses Profils ist wesentlich, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und der internen Die-Bond-Verbindung zu verhindern.

6.3 Verpackungsinformationen

Die LEDs werden auf Tape-and-Reel geliefert, um Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen zu gewährleisten. Die Reel-Spezifikationen (Bandbreite, Pocket-Abstand, Reel-Durchmesser) sind standardisiert, um in gängige SMT-Bestückungsmaschinen zu passen.

7. Anwendungsrichtlinien und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LED benötigt eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit einer Spannungsversorgung. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Die Verwendung des maximalen V_F-Werts (2,75V) für diese Berechnung stellt sicher, dass der Strom selbst bei Bauteil-Streuung die Grenze nicht überschreitet. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom von 50mA: R = (5V - 2,75V) / 0,05A = 45 Ohm. Ein 47-Ohm-Standardwiderstand wäre geeignet. Die Belastbarkeit des Widerstands sollte mindestens P = I²² * R = (0,05)²²* 47 = 0,1175W betragen, daher ist ein 1/4W-Widerstand ausreichend.

7.2 Wärmemanagement

Effektive Wärmeableitung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Helligkeit und Lebensdauer. Unter Verwendung des Real R_thJSvon 85 K/W: Wenn die LED P_d= V_F* I_F= 2,2V * 0,05A = 0,11W abführt, beträgt der Temperaturanstieg vom Übergang zum Lötpunkt ΔT = R_th* P = 85 * 0,11 ≈ 9,4°C. Wenn die PCB-Lötpad-Temperatur 80°C beträgt, wäre die Sperrschichttemperatur T_J~89,4°C, was innerhalb des 125°C-Limits liegt. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Leiterplatte selbst Wärme ableiten kann, um die Pad-Temperatur so niedrig wie möglich zu halten.

7.3 Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung

• Beachten Sie stets die Polarität, um Schäden zu vermeiden.
• Betreiben Sie die LED nicht unter 5mA, wie in der Derating-Kurve angegeben.
• Implementieren Sie einen angemessenen ESD-Schutz während der Handhabung und Montage.
• Befolgen Sie das empfohlene Reflow-Profil genau.
• Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Temperatur auf Lichtstärke und Wellenlänge für die endgültige Anwendung.
• Für Automotive-Anwendungen: Stellen Sie sicher, dass der Schaltungsentwurf Lastabwurf und andere für das Fahrzeug-Bordnetz spezifische Transienten berücksichtigt.

8. Technischer Vergleich und FAQs

8.1 Abgrenzung zu Standard-LEDs

Diese LED unterscheidet sich durch die Kombination vonSeitenansichts-Design, hoher Helligkeit (2800mcd)in einem kleinen Gehäuse undRobustheitszertifizierungen (AEC-Q102, Schwefel A1). Im Vergleich zu einer Standard-PLCC-2-LED mit Draufsicht emittiert sie Licht von der Seite, was einzigartige optische Designs ermöglicht. Im Vergleich zu anderen Seitenansichts-LEDs zielt ihre AEC-Q102-Qualifikation speziell auf die strengen Zuverlässigkeitsanforderungen der Automotive-Elektronik ab.

8.2 Häufig gestellte Fragen basierend auf Parametern

F: Kann ich diese LED mit 3,3V ohne Vorwiderstand betreiben?

A: Nein. Bei einer typischen V_Fvon 2,2V würde ein direkter Anschluss an 3,3V einen übermäßigen Stromfluss verursachen, der möglicherweise den absoluten Maximalwert überschreitet und die LED zerstört. Ein strombegrenzender Widerstand oder Regler ist immer erforderlich.

F: Warum wird die Lichtstärke in mcd und nicht in Lumen gemessen?

A: Millicandela (mcd) messen die Lichtstärke, also das Licht, das in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Lumen messen den gesamten Lichtstrom (Licht in alle Richtungen). Für ein gerichtetes Bauteil wie eine Seitenansichts-LED mit definiertem Betrachtungswinkel ist mcd die relevantere Metrik. Der Gesamtlichtstrom kann angenähert werden, wenn die Winkelverteilung bekannt ist.

F: Was bedeutet "Schwefelbeständigkeit Klasse A1" für mein Design?

A: Es bedeutet, dass das Einkapselungsharz und die Materialien der LED so formuliert sind, dass sie einer Verdunkelung oder Korrosion durch Schwefelwasserstoff und andere schwefelhaltige Gase widerstehen. Dies ist entscheidend in Anwendungen wie Automotive (wo bestimmte Innenraummaterialien Schwefel ausgasen können), Industrieumgebungen oder Standorten mit hoher Umweltbelastung. Es verbessert die langfristige Zuverlässigkeit und erhält die Lichtausbeute.

F: Wie interpretiere ich die Binning-Codes in der Artikelnummer?

A: Die Artikelnummer (z.B. 57-21R-UY0501H-AM) enthält eingebettete Codes. Obwohl die vollständige Aufschlüsselung hier nicht bereitgestellt wird, deuten Segmente wie "UY" wahrscheinlich auf die Farbe (Gelb) hin, und andere Zeichen spezifizieren die Lichtstärke-Klasse (z.B. CA für 2800mcd) und die Wellenlängen-Klasse. Konsultieren Sie den vollständigen Bestellleitfaden des Herstellers für eine genaue Decodierung.

9. Funktionsprinzipien und Trends

9.1 Grundlegendes Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlückenenergie übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiterchips (typischerweise basierend auf Materialien wie AlInGaP für gelbes Licht) und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Materialzusammensetzung und Dotierung bestimmt die dominante Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts.

9.2 Branchentrends

Der Trend für solche Komponenten geht in Richtunghöherer Effizienz(mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung),erhöhter Leistungsdichtein kleineren Gehäusen undverbesserter Zuverlässigkeitsspezifikationen, um den Anforderungen von Automotive (AEC-Q102), Industrie- und Außenanwendungen gerecht zu werden. Die Integration von Funktionen wie eingebautem ESD-Schutz und engerem Binning für Farb- und Lichtstromkonsistenz ist ebenfalls üblich. Der Trend zu halogenfreien und umweltkonformen Materialien, wie in diesem Datenblatt zu sehen, ist eine Standardanforderung der Branche, die durch globale Vorschriften vorangetrieben wird.