Zweifarbige LED 1,6x1,6x0,7mm 1,8V-2,4V 48mW Gelb/Gelbgrün RF-P1S196TS-B51 Technische Spezifikationen

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die RF-P1S196TS-B51 ist eine kompakte zweifarbige Oberflächenmontage-LED, die mit einem gelben und einem gelbgrünen Chip hergestellt wird. Sie ist in einem 1,6 mm x 1,6 mm x 0,7 mm Gehäuse erhältlich und eignet sich daher für Anwendungen mit begrenztem Platz. Diese LED ist für die allgemeine optische Anzeige, Schalter, Symbole und Displays konzipiert. Sie unterstützt alle standardmäßigen SMT-Bestückungs- und Lötprozesse und ist RoHS-konform. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe beträgt nach JEDEC-Norm Stufe 3.

1.2 Merkmale

• Extrem großer Abstrahlwinkel (typisch 140°).
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Lötprozesse.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3.
• RoHS-konform.
• Kleine Grundfläche: 1,6 mm x 1,6 mm.
• Niedrige Bauhöhe: 0,7 mm.

1.3 Anwendungen

Optische Anzeigen, Schalter- und Symbolbeleuchtung, Display-Hintergrundbeleuchtung und allgemeine Signalindikation in Unterhaltungselektronik, Fahrzeuginnenräumen und Industriebedienfeldern.

2. Interpretation der technischen Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften (bei T_s=25°C, I_F=20mA)

Die LED bietet zwei Farbkanäle: Gelb (Y) und Gelbgrün (YG). Die wichtigsten Parameter werden unter Testbedingungen von 20mA Vorwärtsstrom und 25°C Umgebungstemperatur angegeben.

2.2 Absolute Maximalwerte

Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen. Der Betrieb außerhalb der empfohlenen Bedingungen wird nicht empfohlen.

3. Bin-Einteilungssystem

Die LED wird nach dominanter Wellenlänge, Lichtstärke und Vorwärtsspannung in Bins eingeteilt, um Konsistenz zu gewährleisten. Der gelbe Kanal ist in die Bins D00 (585-590nm) und E00 (590-595nm) unterteilt. Der gelbgrüne Kanal ist in die Bins B10 (565-567,5nm), B20 (567,5-570nm), C10 (570-572,5nm) und C20 (572,5-575nm) unterteilt. Die Lichtstärken-Bins für Gelb reichen von 70 bis 200 mcd (Bins 1DW, 1AP, G20, 1AW), während Gelbgrün von 18 bis 100 mcd reicht (Bins C00, D00, E00, F00, F20). Die Vorwärtsspannung ist in einen Bin (1L) mit typischem Bereich 1,8-2,4V eingeteilt. Die Bin-Informationen sind auf dem Rollenetikett als "BIN CODE" und getrennte Codes für Wellenlänge (WLD) und Vorwärtsspannung (VF) codiert.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Vorwärtsspannung vs. Vorwärtsstrom

Bei niedrigen Strömen (0-5mA) steigt die Vorwärtsspannung schnell an; oberhalb von 5mA verringert sich die Steigung. Die Kurve ist typisch für GaP-basierte LEDs. Bei 20mA beträgt die Vorwärtsspannung für beide Chips etwa 2,0V.

4.2 Vorwärtsstrom vs. relative Intensität

Die relative Intensität steigt bis zu 20mA linear mit dem Vorwärtsstrom an, ohne dass im empfohlenen Bereich eine Sättigung auftritt. Höherer Strom führt zu einer höheren Lichtleistung, muss aber innerhalb der absoluten Maximalwerte bleiben.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die relative Intensität nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Bei 100°C sinkt die Leistung auf etwa 80 % des Raumtemperaturwerts. Eine Vorwärtsstrom-Reduzierung ist oberhalb von 60°C erforderlich, um die maximale Sperrschichttemperatur (95°C) nicht zu überschreiten. Die Kurve der Pin-Temperatur gegenüber dem Vorwärtsstrom zeigt eine lineare Reduzierung von 20mA bei 25°C auf Null bei etwa 115°C.

4.4 Wellenlängenverschiebung vs. Strom

Die dominante Wellenlänge nimmt mit dem Vorwärtsstrom für beide Farben leicht zu. Bei Gelb verschiebt sich der Wert von ~589nm bei 0mA auf ~596,5nm bei 30mA. Bei Gelbgrün verschiebt er sich im gleichen Strombereich von ~567nm auf ~575nm. Dieser Effekt ist auf die Erwärmung des Übergangs und die Bandlückenverengung zurückzuführen.

4.5 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Der gelbe Chip hat sein Maximum bei etwa 590-595nm, der gelbgrüne Chip bei etwa 565-575nm. Beide haben eine spektrale Halbwertsbreite von etwa 15nm, was eine relativ reine Farbe liefert. Das Abstrahlverhalten ist lambertähnlich mit einem weiten Halbwinkel von 140°, was eine gleichmäßige Ausleuchtung über einen großen Bereich gewährleistet.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 1,6 mm (Länge) × 1,6 mm (Breite) × 0,7 mm (Höhe). Die Draufsicht zeigt eine lichtemittierende Fläche von 1,1 mm × 0,9 mm. Die Seitenansicht zeigt eine Substratdicke von 0,3 mm. Die Unterseite zeigt vier Lötpads: Pad 1 (Kathode für Gelb? Polaritätsmarkierung), 2 (Anode für Gelb), 3 (Anode für Gelbgrün), 4 (Kathode für Gelbgrün). Das empfohlene Lötraster verwendet einen Pad-Abstand von 0,8 mm und einen Pad-Zwischenraum von 0,6 mm. Die Polarität ist durch eine Eckmarkierung (Pin-1-Identifikation) angegeben.

5.2 Trägerband und Rolle

Bandabmessungen: Breite 8,0 mm, Teilung 4,0 mm, Taschengröße 1,83 × 1,83 mm, Tiefe 0,95 mm. Rollendurchmesser: 178 mm (7 Zoll), Breite 8,0 ± 0,1 mm, Naben-Durchmesser 60 ± 1 mm, Aufnahmeloch 13,0 ± 0,5 mm. Jede Rolle enthält 4000 Stück. Das Rollen-Etikett enthält Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Code, Menge und Datum.

5.3 Feuchtigkeitsbarriere-Verpackung

Die Rolle ist in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte versiegelt. Der Außenkarton ist ein Standard-Pappkarton für mechanischen Schutz. Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen ≤30°C und ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit für bis zu 1 Jahr ab Herstellungsdatum; nach dem Öffnen ≤30°C und ≤60 % relative Luftfeuchtigkeit für 168 Stunden. Wenn die Lagerbedingungen überschritten werden, ist ein Backen bei 60 ± 5°C für >24 Stunden erforderlich.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 SMT-Reflow-Löten

Bleifreies Reflow-Profil: Vorwärmen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden; Aufheizrate auf 217°C (TL) max. 3°C/s; Halten über 217°C für 60-150 Sekunden; Spitzentemperatur 260°C mit einer Zeit über 260°C (tp) max. 10 Sekunden; Abkühlrate max. 6°C/s. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitzentemperatur sollte 8 Minuten nicht überschreiten. Nicht mehr als zweimal Reflow durchführen. Wenn der Abstand zwischen den Reflows 24 Stunden überschreitet, ist ein Backen erforderlich.

6.2 Handlöten und Reparatur

Handlöten: Lötkolbentemperatur ≤300°C, Dauer ≤3 Sekunden, nur einmal. Reparaturen nach dem Reflow sollten vermieden werden; falls erforderlich, einen Doppellötkolben verwenden und die LED-Funktion überprüfen.

6.3 Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen

• Montieren Sie LEDs nicht auf verzogenen Leiterplatten und biegen Sie die Platine nicht nach dem Löten.
• Vermeiden Sie mechanische Belastungen oder Vibrationen während des Abkühlens nach dem Löten.
• Kühlen Sie das Bauteil nach dem Löten nicht schnell ab.
• Verwenden Sie geeignete Reinigungsmittel (Isopropylalkohol empfohlen); vermeiden Sie Ultraschallreinigung.
• Die Betriebsumgebung sollte Schwefelverbindungen auf<100 ppm, Brom auf<900 ppm, Chlor auf<900 ppm und Gesamthalogene auf<1500 ppm begrenzen, um LED-Schäden zu vermeiden.
• Verwenden Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen; die LED ist für 2kV HBM ausgelegt.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Standardverpackung: 4000 Stück pro Rolle in Band- und Rollenform. Der Außenkarton enthält mehrere Rollen (Menge kann variieren). Jede Rolle ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Codes (für Wellenlänge und Intensität), Menge und Datumscode gekennzeichnet. Der Feuchtigkeitsschutzbeutel enthält ein Trockenmittelpäckchen und einen Feuchtigkeitsindikator zur Überwachung der Exposition. Bei Bestellung sollte die gewünschte Bin-Kombination für Wellenlänge und Intensität angegeben werden, wenn enge Toleranzen erforderlich sind.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

Ideal für Statusanzeigen, Tasten-Hintergrundbeleuchtung, kleine Displays und alle Anwendungen, die zwei Farben auf kleinstem Raum erfordern. Der weite Abstrahlwinkel macht ihn für randbeleuchtete oder diffus gestreute Panels geeignet.

8.2 Designüberlegungen

• Wärmeableitung: Bei einem Wärmewiderstand von 450°C/W werden ausreichende Kupferfläche und Durchkontaktierungen auf der Platine empfohlen, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten. Reduzieren Sie den Vorwärtsstrom, wenn die Umgebungstemperatur 60°C übersteigt.
• Strombegrenzung: Verwenden Sie immer Vorwiderstände, um ein thermisches Durchgehen zu vermeiden. Eine kleine Spannungsänderung (z. B. 0,1 V) kann aufgrund der steilen IV-Kurve zu erheblichen Stromschwankungen führen.
• Verpolungsschutz: Stellen Sie sicher, dass die Treiberschaltung keine Sperrspannung anlegt, da dies die LED beschädigen kann.
• Kompatibilität mit Klebstoffen: Vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe ausgasen, die die Silikonverkapselung verfärben können.
• Reinigung: Falls eine Reinigung erforderlich ist, ist Isopropylalkohol sicher; vermeiden Sie Lösungsmittel, die das Gehäuse angreifen.

9. Technischer Vergleich mit Konkurrenzprodukten

Im Vergleich zu anderen zweifarbigen 1,6×1,6 mm LEDs bietet die RF-P1S196TS-B51 einen sehr weiten Abstrahlwinkel (140° vs. typisch 120°) und einen niedrigen Wärmewiderstand (450°C/W ist für diese Gehäusegröße wettbewerbsfähig). Die Bin-Optionen bieten 2 Wellenlängen-Bins für Gelb und 4 für Gelbgrün, sodass Kunden enge Farbbereiche auswählen können. Die maximale ESD-Festigkeit von 2 kV ist für Chip-LEDs Standard. Die Angabe expliziter Halogen- und Schwefel-Handhabungsrichtlinien deutet auf eine robuste Zuverlässigkeitstechnik hin. Einige Konkurrenzprodukte bieten möglicherweise höhere Intensitäts-Bins, jedoch oft zu Lasten eines engeren Abstrahlwinkels oder einer höheren Spannung. Insgesamt bietet diese LED eine gute Balance zwischen Leistung, Größe und Zuverlässigkeit für allgemeine Anzeigen.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich beide Chips gleichzeitig ansteuern?Ja, sowohl der gelbe als auch der gelbgrüne Chip können unabhängig voneinander oder zusammen betrieben werden. Der Gesamtstrom sollte die absoluten Maximalwerte für jeden Chip nicht überschreiten.

F: Welcher Strom wird für eine optimale Lebensdauer empfohlen?Ein Betrieb bei 15-20 mA gewährleistet eine gute Helligkeit und lange Lebensdauer. Bei hohen Umgebungstemperaturen ist eine Stromreduzierung erforderlich.

F: Wie soll ich die Silikonverkapselung handhaben?Vermeiden Sie direkte Berührung der Linsenoberfläche; verwenden Sie eine Pinzette an der Seite des Gehäuses. Silikon ist weich und kann Staub anziehen.

F: Was ist, wenn der Feuchtigkeitsschutzbeutel aufgebläht ist?Wenn der Beutel geschwollen ist, ist das Trockenmittel möglicherweise erschöpft. Backen Sie die LEDs vor der Verwendung bei 60 ± 5°C für >24 Stunden.

F: Kann ich diese LED im Außenbereich verwenden?Der Betriebstemperaturbereich (-40 bis +85°C) ermöglicht den Außeneinsatz, aber direkte UV-Einstrahlung, hohe Luftfeuchtigkeit oder korrosive Gase sollten vermieden werden. Möglicherweise ist eine Schutzlackierung erforderlich.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Zweifarbige Statusanzeige in einem Smart-Home-Thermostat:Ein kompakter Thermostat verwendet die zweifarbige LED, um den Systemstatus anzuzeigen: gelb für Heizen, gelbgrün für Kühlen. Der weite Abstrahlwinkel von 140° sorgt für Sichtbarkeit quer durch den Raum. Die kleine Grundfläche von 1,6 mm passt in eine schmale Blende. Der Thermostat verwendet einen Mikrocontroller, um jeden Kanal über separate GPIO-Pins mit Vorwiderständen zu steuern. Zur Wärmemanagement enthält die Platine ein kleines Kupferpad unter jeder LED mit thermischen Durchkontaktierungen. Die LED wird zusammen mit anderen SMT-Komponenten im Standard-Reflow-Prozess gelötet. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit wird durch die Verwendung frischer, ungeöffneter Rollen gemanagt. Lebensdauertests über 1000 Stunden bei 20 mA zeigten keine Verschlechterung, was die Zuverlässigkeit bestätigt.

12. Funktionsprinzip

Diese zweifarbige LED integriert zwei separate LED-Chips: einen gelben (AlGaInP/GaP, Wellenlänge ~590 nm) und einen gelbgrünen (GaP, Wellenlänge ~570 nm) in einem einzigen Epoxid- oder Silikongehäuse. Jeder Chip hat seinen eigenen Anoden- und Kathodenanschluss. Wenn ein Vorwärtsstrom durch einen Chip fließt, rekombinieren Elektronen und Löcher im p-n-Übergang und emittieren Photonen mit einer Energie, die der Bandlücke des Halbleitermaterials entspricht. Das Licht wird durch die transparente Verkapselung extrahiert. Durch unabhängige Steuerung des Stroms zu jedem Chip kann entweder eine Farbe erzeugt werden, oder beide können gleichzeitig betrieben werden, um eine gemischte Farbe (z. B. Orange) zu erzeugen. Der weite Abstrahlwinkel wird durch eine diffuse Verkapselung oder Linsengestaltung erreicht.

13. Entwicklungstrends

Der Markt für zweifarbige SMD-LEDs entwickelt sich weiter in Richtung kleinerer Gehäuse (z. B. 1,0×1,0 mm) und höherer Effizienz. Neuere Materialien wie InGaN auf Silizium werden für Grün und Blau entwickelt, aber für Gelb und Gelbgrün dominiert AlGaInP aufgrund der hohen Effizienz. Es wird erwartet, dass die Integration mehrerer Chips in einem Gehäuse mit feinerer Bin-Einteilung und engeren Toleranzen zunimmt. Darüber hinaus wird eine erhöhte Zuverlässigkeit gegenüber Schwefel- und Halogenbelastung zum Standard, wie in diesem Datenblatt mit expliziten Grenzwerten ersichtlich. Der Trend zu Automobil- und Industrieanwendungen erfordert breitere Betriebstemperaturbereiche und verbessertes Wärmemanagement, was dieses Produkt mit seiner Sperrschichttemperatur von 95°C teilweise adressiert. Zukünftige Designs könnten Wärmepads direkt unter dem Chip integrieren, um den Wärmewiderstand unter 300°C/W zu senken.