Technisches Datenblatt für die Zweifarben-Top-View-LEDs der Serie 67-22 im P-LCC-4-Gehäuse - 2,0V typ. - Brillantgelb/Grün - Deutschsprachiges Dokument

1. Produktübersicht

Die 67-22-Serie stellt eine Familie von zweifarbigen (mehrfarbigen) Top-View-LEDs dar, die in einem kompakten P-LCC-4-Gehäuse untergebracht sind. Diese Bauteile sind als optische Anzeigen konzipiert und verfügen über einen weißen Gehäusekörper und ein farblos klares Fenster. Ein wesentliches Konstruktionsmerkmal ist der integrierte Inter-Reflektor, der die Lichteinkopplung optimiert und einen großen Betrachtungswinkel ermöglicht. Dies macht diese LEDs besonders gut geeignet für Lichtleiter- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen. Ihr geringer Strombedarf erhöht zudem die Eignung für leistungssensitive tragbare Geräte.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED-Serie ergeben sich aus ihrem Gehäusedesign und der Materialauswahl. Der durch die Gehäusegeometrie und den Inter-Reflektor ermöglichte große Betrachtungswinkel gewährleistet eine gleichmäßige Lichtverteilung, was für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen entscheidend ist. Das Bauteil ist mit automatischen Bestückungsgeräten kompatibel und wird auf 8-mm-Tape-and-Reel geliefert, was die Serienfertigung vereinfacht. Es ist außerdem bleifrei und entspricht den RoHS-Richtlinien. Die Zielmärkte umfassen Telekommunikation (für Anzeigen und Hintergrundbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten), allgemeine Hintergrundbeleuchtung für LCDs, Schalter und Symbole sowie jede allgemeine Anzeigeanwendung, bei der eine zuverlässige, stromsparende visuelle Rückmeldung erforderlich ist.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind unter spezifischen Bedingungen (Ta=25°C) definiert. Die maximale Sperrspannung (V_R) beträgt 5V. Der Dauer-Durchlassstrom (I_F) für beide Chip-Typen (UY und SYG) ist mit 25 mA spezifiziert, wobei ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 60 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1 kHz zulässig ist. Die maximale Verlustleistung (P_d) beträgt je Chip 60 mW. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V (HBM) stand. Der Betriebstemperaturbereich (T_opr) liegt zwischen -40°C und +85°C, während der Lagertemperaturbereich (T_stg) von -40°C bis +95°C reicht. Die Lötrichtlinien geben Reflow-Löten bei 260°C für 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für 3 Sekunden vor.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungskennwerte werden bei Ta=25°C und I_F=20mA gemessen. Für den UY-Chip (Brillantgelb) beträgt die typische Lichtstärke (I_V) 120 mcd (min. 80 mcd). Für den SYG-Chip (Brillantgelbgrün) beträgt die typische I_V 80 mcd (min. 50 mcd). Beide teilen sich einen typischen Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 120 Grad. Der UY-Chip hat eine typische Spitzenwellenlänge (λp) von 591 nm und eine dominante Wellenlänge (λd) von 589 nm. Der SYG-Chip hat eine typische λp von 575 nm und λd von 573 nm. Beide haben eine typische spektrale Bandbreite (Δλ) von 20 nm. Die Durchlassspannung (V_F) für beide Typen beträgt typischerweise 2,0V, mit einem Bereich von 1,7V bis 2,4V. Der maximale Sperrstrom (I_R) beträgt 10 μA bei V_R=5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein Binning-System, um Schlüsselparameter zu kategorisieren und so Konsistenz im Anwendungsdesign zu gewährleisten. Dies wird durch Codes auf dem Produktetikett angezeigt. Der CAT-Code bezieht sich auf den Lichtstärke-Rang und klassifiziert die LED basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung. Der HUE-Code entspricht dem Rang der dominanten Wellenlänge und gruppiert LEDs nach ihrem spezifischen Farbpunkt. Der REF-Code gibt den Durchlassspannungs-Rang an und sortiert Bauteile nach ihren elektrischen Eigenschaften. Dieses Binning ermöglicht es Konstrukteuren, LEDs mit eng tolerierten Parametern für ihre spezifischen Anforderungen auszuwählen.

4. Analyse der Kennlinien

4.1 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Die bereitgestellten Kurven für UY- und SYG-Chips zeigen, dass die relative Lichtstärke stark von der Umgebungstemperatur (T_a) abhängt. Die Intensität ist bei 25°C auf 100% normiert. Wenn die Temperatur auf -40°C sinkt, kann die relative Intensität deutlich abfallen, beim UY-Chip möglicherweise unter 60%. Umgekehrt nimmt die Intensität auch bei Annäherung an die obere Betriebsgrenze (+85°C) vom Referenzpunkt bei 25°C ab. Diese thermische Entlastung ist eine kritische Überlegung für Anwendungen, die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.

4.2 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung

Die I-V-Kennlinie zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom (I_F) und Durchlassspannung (V_F) bei 25°C. Die Kurve ist nichtlinear, typisch für Dioden. Für beide LED-Typen liegt die Spannung beim Standardteststrom von 20 mA typischerweise bei etwa 2,0V. Die Kurve zeigt, dass ein kleiner Spannungsanstieg über den typischen Punkt hinaus zu einem raschen Stromanstieg führt, was die Bedeutung einer strombegrenzenden Schaltung im Treiberdesign unterstreicht, um thermisches Durchgehen und Bauteilversagen zu verhindern.

4.3 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve veranschaulicht die Lichtleistung als Funktion des Treiberstroms. Die Lichtstärke steigt mit dem Durchlassstrom, aber die Beziehung ist nicht perfekt linear, insbesondere bei höheren Strömen. Die Kurve ermöglicht es Konstrukteuren, die Lichtleistung für Treiberströme abzuschätzen, die von der Standard-20mA-Testbedingung abweichen. Sie zeigt auch implizit den Wirkungsgradtrend; der Betrieb der LED bei sehr hohen Strömen kann zu abnehmenden Lichtausbeuten führen, während Verlustleistung und Sperrschichttemperatur steigen.

4.4 Spektralverteilung

Die Spektralverteilungsdiagramme zeigen die relative Strahlungsleistung über der Wellenlänge für beide Chips bei 25°C. Der UY-Chip emittiert im gelben Bereich mit einem Peak bei etwa 591 nm. Der SYG-Chip emittiert im gelbgrünen Bereich mit einem Peak bei etwa 575 nm. Beide Spektren zeigen eine relativ schmale Bandbreite (etwa 20 nm Halbwertsbreite, wie in der Tabelle angegeben), was charakteristisch für AlGaInP-Halbleitermaterial ist und zu gesättigten, reinen Farben führt.

4.5 Strahlungsdiagramm

Das polare Strahlungsdiagramm zeigt die räumliche Verteilung der Lichtintensität. Das Diagramm bestätigt den großen Betrachtungswinkel, wobei die Intensität in verschiedenen Winkeln von 0° (auf der Achse) bis 90° gemessen wird. Die Form der Kurve zeigt, wie das Licht abgestrahlt wird, was für die Gestaltung von Lichtleitern und die Gewährleistung einer gleichmäßigen Ausleuchtung in Hintergrundbeleuchtungsanwendungen entscheidend ist. Der Inter-Reflektor im Gehäuse trägt zu diesem spezifischen Strahlungsmuster bei.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem P-LCC-4-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier, 4-polig) untergebracht. Der Gehäusekörper ist weiß. Maßzeichnungen sind beigefügt, die Länge, Breite, Höhe, Anschlussabstände und andere kritische mechanische Merkmale detailliert darlegen. Zu den Hauptabmessungen gehören die Gesamtgröße des Gehäuses und die Positionierung der Anoden-/Kathoden-Pads für die beiden internen LED-Chips (typischerweise für Zweifarbenbetrieb). Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Pad-Design

Das Gehäuse hat vier Anschlüsse. Das interne Verbindungsschema wird im bereitgestellten Text nicht explizit detailliert, ist aber für solche zweifarbigen Top-View-LEDs standardmäßig: zwei Anoden und zwei Kathoden oder eine gemeinsame Anoden-/Kathodenkonfiguration für die beiden unterschiedlichen Farbchips. Der physikalische Pinout und das empfohlene PCB-Pad-Layout sind in den Maßzeichnungen definiert, um eine korrekte elektrische Verbindung und zuverlässige Lötung zu gewährleisten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Das Bauteil ist für Dampfphasenreflow geeignet und mit automatischen Bestückungsgeräten kompatibel. Die absoluten Grenzwerte spezifizieren das Löttemperaturprofil: Reflow-Löten sollte 260°C für 10 Sekunden nicht überschreiten, und Handlöten sollte 350°C für 3 Sekunden nicht überschreiten. Die Einhaltung dieser Grenzen ist wesentlich, um Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern. Die Bauteile werden auf 8-mm-Tape-and-Reel geliefert, um automatisierte Montageprozesse zu erleichtern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt ist auf Tape-and-Reel erhältlich, kompatibel mit 8-mm-Trägerband. Ein Diagramm der Spulendimensionen ist typischerweise enthalten. Das Etikett auf der Spule oder Verpackung enthält kritische Informationen für Rückverfolgbarkeit und Verifizierung: Teilenummer (PN), Kundenteilenummer (CPN), Menge (QTY), Losnummer (LOT NO) und die zuvor beschriebenen Binning-Codes (CAT, HUE, REF).

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Primäre Anwendungen umfassen: Telekommunikationsgeräte (Statusanzeigen, Tastatur-Hintergrundbeleuchtung), Flachbildschirm-Hintergrundbeleuchtung für LCDs, Folientastaturen und Symbole, Lichtleitersysteme zur Führung des Lichts von der LED zu einer entfernten Anzeigeposition, Allgemeine Status- und Stromanzeigen in Unterhaltungselektronik, Industrie-Steuerungen und Fahrzeuginnenräumen.

8.2 Design-Überlegungen

Strombegrenzung: Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom für Dauerbetrieb auf 25 mA oder darunter zu begrenzen. Thermische Verwaltung: Berücksichtigen Sie die Entlastung der Lichtstärke mit der Temperatur. In Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur sorgen Sie für ausreichende Wärmeableitung oder reduzieren Sie den Treiberstrom. Optisches Design: Nutzen Sie den großen Betrachtungswinkel und den Inter-Reflektor für Anwendungen, die breite, gleichmäßige Ausleuchtung erfordern. Für Lichtleiter wählen Sie Materialien und Geometrien, die mit dem Strahlungsmuster der LED kompatibel sind. ESD-Schutz: Implementieren Sie während der Handhabung und Montage Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen, da das Bauteil für 2000V HBM ausgelegt ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Hauptunterscheidungsmerkmale der 67-22-Serie liegen in ihrem Gehäuse- und optischen Design. Das P-LCC-4-Gehäuse mit Inter-Reflektor ist speziell für Anwendungen entwickelt, die eine effiziente Einkopplung in Lichtleiter erfordern – ein Merkmal, das in Standard-Top-View-LEDs nicht immer optimiert ist. Der große 120-Grad-Betrachtungswinkel bietet im Vergleich zu Geräten mit engerem Winkel mehr Flexibilität bei der Platzierung und Betrachtung. Die Verfügbarkeit in spezifischen Brillantgelb- und Gelbgrün-Farben aus AlGaInP-Technologie bietet hohe Farbreinheit und Effizienz.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED mit 30 mA für hellere Ausgabe betreiben?

A: Der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA. Das Überschreiten dieses Wertes kann die Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufgrund erhöhter Sperrschichttemperatur und Belastung verringern. Für höhere Helligkeit wählen Sie eine LED aus einem Bin mit höherer Lichtstärke (CAT-Code), anstatt sie zu übersteuern.

F: Warum sinkt die Lichtleistung in kalter Umgebung?

A: Wie in den Kennlinien gezeigt, nimmt die Lichtstärke von Halbleiter-LEDs im Allgemeinen mit sinkender Umgebungstemperatur ab. Dies ist eine Eigenschaft des Halbleitermaterials und der Photonenemissionseffizienz bei niedrigeren Temperaturen. Das Design muss dies berücksichtigen, wenn ein Betrieb über einen weiten Temperaturbereich erforderlich ist.

F: Was ist der Zweck der HUE- und REF-Binning-Codes?

A: Diese Codes gewährleisten Farb- und Spannungskonsistenz. Für Anwendungen, bei denen mehrere LEDs nebeneinander verwendet werden (z.B. in einem Array oder Balkendiagramm), gewährleistet die Verwendung von LEDs aus demselben HUE-Bin ein einheitliches Farbbild. Die Verwendung von LEDs aus demselben REF-Bin stellt sicher, dass sie ähnliche Durchlassspannungen haben, was zu einer gleichmäßigeren Stromaufteilung führt, wenn sie parallel geschaltet sind.

11. Praktische Anwendungsfallstudie

Betrachten Sie den Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein Industrieanlagengerät. Die Tafel verwendet Lichtleiter, um Anzeigelicht von tief im Gehäuse montierten Leiterplatten zur Frontplatte zu führen. Die 67-22-Serie-LED ist eine ideale Wahl. Ihr Inter-Reflektor koppelt Licht effizient in den Eingang des Lichtleiters ein und minimiert Verluste. Der große Betrachtungswinkel stellt sicher, dass Licht effektiv erfasst wird, selbst wenn die LED nicht perfekt ausgerichtet ist. Die brillantgelbe Farbe (UY) bietet hohe Sichtbarkeit. Der Konstrukteur würde LEDs aus einem einzigen HUE-Bin für eine konsistente Farbe über alle Anzeigen auswählen und eine einfache, widerstandsbasierte Strombegrenzungsschaltung für 20 mA implementieren, um die spezifizierte typische Helligkeit zu erreichen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LEDs basieren auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitertechnologie. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des AlGaInP-Materials bestimmt, die während des Kristallwachstumsprozesses so ausgelegt ist, dass gelbes (UY) oder gelbgrünes (SYG) Licht erzeugt wird. Das Kunststoffgehäuse (P-LCC-4) bietet Umweltschutz, mechanische Unterstützung und beherbergt den Inter-Reflektor, der die Lichtausgabe formt.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei Anzeige-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtleistung pro Einheit elektrischer Leistung), kleinerer Gehäusegrößen für höhere Leiterplattendichten und verbesserter Zuverlässigkeit. Ein weiterer Fokus liegt auf der Erweiterung der Farbpalette und der Verbesserung der Farbkonstanz durch fortschrittliche Binning-Techniken. Die Integration von Merkmalen wie eingebauten strombegrenzenden Widerständen oder IC-Treibern innerhalb des LED-Gehäuses ist ein weiterer wachsender Trend, der die Schaltungsentwicklung vereinfacht. Die Verwendung von Materialien, die strengen Umweltvorschriften (RoHS, REACH) entsprechen, ist heute eine Standardanforderung.