Datenblatt für grün-gelbe LED RF-GSB170TS-BC - 2,0x1,25x0,7mm - 1,8-2,4V - 72mW - Technisches Dokument (Deutsch)

1. Produktübersicht

1.1 Allgemeine Beschreibung

Dieses Dokument spezifiziert die grün-gelbe Leuchtdiode (LED) RF-GSB170TS-BC. Das Bauteil wird mit einem grün-gelben Chip hergestellt und in einem kompakten oberflächenmontierten Gehäuse mit den Abmessungen 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm geliefert. Es ist für allgemeine optische Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen konzipiert, bei denen ein großer Abstrahlwinkel und ein geringer Stromverbrauch erforderlich sind.

1.2 Merkmale

• Extrem großer Abstrahlwinkel: typisch 140°
• Geeignet für alle SMT-Bestückungs- und Reflow-Lötprozesse
• Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: Stufe 3 (gemäß JEDEC-Standard)
• RoHS-konform – frei von gefährlichen Stoffen

1.3 Anwendungen

• Optische Anzeigen und Statusleuchten
• Schalterhinterleuchtung und Symbolbeleuchtung
• Display-Hinterleuchtung
• Allgemeine elektronische Geräte

2. Technische Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften (Ts=25°C, IF=20mA, sofern nicht anders angegeben)

Die folgenden Parameter werden unter den angegebenen Testbedingungen gemessen. Die Toleranz für die Durchlassspannung beträgt ±0,1 V, für die dominante Wellenlänge ±2 nm und für die Lichtstärke ±10%.

• Spektrale Halbwertsbreite:Typisch 15 nm
• Durchlassspannung (VF):Erhältlich in den Bins B0, C0, D0. Werte bei 20 mA: B0 min/typ/max = 1,8/2,0/2,0 V; C0 = 2,0/2,2/2,4 V; D0 = 2,2/2,2/2,4 V
• Dominante Wellenlänge (λD):Erhältlich in den Bins A10 (560,0–562,5 nm), A20 (562,5–565,0 nm), B10 (565,0–567,5 nm), B20 (567,5–570,0 nm), C10 (570,0–572,5 nm), C20 (572,5–575,0 nm)
• Lichtstärke (IV):Erhältlich in den Bins C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd)
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 140°
• Sperrstrom (IR) bei VR=5V:Max. 10 μA
• Wärmewiderstand (RTHJ-S):Max. 450 °C/W

2.2 Absolute Grenzwerte (Ts=25°C)

• Verlustleistung (Pd): 72 mW
• Durchlassstrom (IF): 30 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP, 1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls): 60 mA
• Elektrostatische Entladung (HBM): 2000 V
• Betriebstemperatur (Topr): -40 ~ +85°C
• Lagertemperatur (Tstg): -40 ~ +85°C
• Sperrschichttemperatur (Tj): 95°C

Das Design muss sicherstellen, dass die Sperrschichttemperatur 95°C niemals überschreitet. Ein ordnungsgemäßes thermisches Management und entsprechende Strombegrenzungswiderstände sind für einen zuverlässigen Betrieb unerlässlich.

3. Bin-Einteilung

3.1 Wellenlängen-Bins

Die dominante Wellenlänge wird in sechs Bins unterteilt, die den Bereich von 560 nm bis 575 nm abdecken. Jedes Bin umfasst 2,5 nm, um eine Farbkonsistenz zu gewährleisten. Die Bins werden als A10, A20, B10, B20, C10 und C20 bezeichnet.

3.2 Lichtstärke-Bins

Die Lichtstärke wird in vier Bins unterteilt: C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd) und F00 (65–100 mcd). Dies ermöglicht dem Kunden, die für seine Anwendung geeignete Helligkeitsstufe auszuwählen.

3.3 Durchlassspannungs-Bins

Die Durchlassspannung bei 20 mA wird in drei Bins gruppiert: B0 (1,8–2,0 V), C0 (2,0–2,4 V) und D0 (2,2–2,4 V). Hinweis: Der typische Wert für C0 und D0 beträgt 2,2 V, während B0 typisch 2,0 V beträgt.

4. Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Wie in Abb. 1-6 dargestellt, steigt die Durchlassspannung mit dem Durchlassstrom in nichtlinearer Weise an. Bei 20 mA liegt die typische Durchlassspannung bei etwa 2,2 V (für C0/D0-Bins) bzw. 2,0 V (für B0-Bin). Bei niedrigeren Strömen nimmt die Durchlassspannung entsprechend ab.

4.2 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Abb. 1-7 zeigt, dass die relative Intensität bis etwa 15 mA nahezu linear mit dem Durchlassstrom ansteigt und dann zu sättigen beginnt. Ein Betrieb der LED über 20 mA hinaus bringt abnehmende Lichtausbeute und erhöht die Sperrschichttemperatur.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Abb. 1-8 zeigt, dass die relative Intensität mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Bei 85°C ist die Intensität etwa 20% niedriger als bei 25°C. Abb. 1-9 gibt an, dass der maximal zulässige Durchlassstrom bei erhöhten Pins-Temperaturen herabgesetzt werden muss, um die Sperrschicht unter 95°C zu halten. Bei Pins-Temperaturen über 60°C sollte der Strom linear reduziert werden.

4.4 Spektralverteilung

Abb. 1-11 zeigt die relative Intensität als Funktion der Wellenlänge. Das Emissionsspektrum hat sein Maximum nahe 570 nm mit einer Halbwertsbreite von etwa 15 nm. Die Farbe wird als grün-gelb wahrgenommen.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Abb. 1-12 zeigt die Abstrahleigenschaften. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 140°, was auf einen sehr breiten Strahl hinweist, der sich für Anzeigeanwendungen eignet, bei denen eine Sichtbarkeit aus einem weiten Winkelbereich erforderlich ist.

5. Mechanische Abmessungen und Verpackung

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Die Draufsicht zeigt einen rechteckigen Körper mit einer runden Linse. Die Untersicht zeigt zwei Lötpads mit Polaritätsmarkierung. Detaillierte mechanische Zeichnungen sind im Datenblatt enthalten (Abb. 1-1 bis 1-4). Alle Maße sind in Millimetern mit Toleranzen von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Lötmuster

Die empfohlenen Lötpads sind in Abb. 1-5 dargestellt. Die Pad-Abmessungen betragen 3,20 mm x 1,20 mm mit einem Abstand von 0,80 mm. Die richtige Pad-Geometrie gewährleistet zuverlässige Lötverbindungen und eine gute Wärmeleitung.

5.3 Polaritätsmarkierung

Die Kathode ist durch eine Kerbe oder Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet (Abb. 1-4). Bei der Montage muss die korrekte Ausrichtung beachtet werden, um Schäden durch Verpolung zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Lötprofil ist in Abb. 3-1 dargestellt. Wichtige Parameter:

• Durchschnittliche Aufheizrate (Tsmax bis TP): max. 3°C/s
• Vorwärmen: 150°C bis 200°C, 60–120 s
• Zeit über 217°C (TL): 60–150 s
• Spitzentemperatur (TP): 260°C
• Zeit innerhalb von 5°C der Spitze (tp): max. 10 s
• Abkühlrate: max. 6°C/s
• Gesamtzeit von 25°C bis Spitze: max. 8 Minuten

Führen Sie das Reflow-Löten nicht mehr als zweimal durch. Wenn zwischen zwei Lötzyklen mehr als 24 Stunden vergehen, können die LEDs Feuchtigkeit aufnehmen und müssen vor dem zweiten Reflow getrocknet werden.

6.2 Handlöten

Wenn manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur unter 300°C und einer Verweildauer von nicht mehr als 3 Sekunden. Es sollte nur ein Lötversuch pro LED durchgeführt werden.

6.3 Lagerung und Trocknung

Die LEDs werden in feuchtigkeitsdichten Beuteln versandt. Lagerung vor dem Öffnen: ≤30°C, ≤75% RH, Haltbarkeit 1 Jahr. Nach dem Öffnen: ≤30°C, ≤60% RH, innerhalb von 168 Stunden verarbeitbar. Wenn das Trockenmittel abgelaufen ist oder die Feuchtigkeitsanzeige einen Wechsel anzeigt, backen Sie die LEDs bei 60±5°C für mehr als 24 Stunden vor der Verwendung.

7. Verpackungsinformationen

7.1 Trägerband und Spule

Die LEDs sind in Trägerband mit einem Pitch von 4,0 mm und einer Breite von 8,0 mm verpackt. Eine Spule enthält 4000 Stück. Die Spulenabmessungen betragen 178 mm Außendurchmesser, 60 mm Innendurchmesser und 13,0 mm Nabenbohrung.

7.2 Kennzeichnung

Jede Spule ist mit Teilenummer, Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bin-Codes für Lichtstrom, Farbart, Durchlassspannung, Wellenlänge, Menge und Datum gekennzeichnet. Ein Etikettenmuster ist in Abb. 2-3 dargestellt.

7.3 Feuchtigkeitsdichter Beutel

Die Spule wird zusammen mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte in einen feuchtigkeitsdichten Beutel gelegt. Der Beutel wird dann versiegelt, um während der Lagerung und des Transports eine niedrige Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten.

8. Zuverlässigkeitstest

Die LED wurde gemäß den folgenden Tests qualifiziert (sofern anwendbar nach JEDEC-Standards):

• Reflow-Löten (max. 260°C, 10 s, 2 Mal): 0 Ausfälle bei 22 Proben
• Temperaturwechsel (-40°C bis 100°C, 5 min Übergang, 30 min Halten, 100 Zyklen): 0 Ausfälle
• Thermoschock (-40°C bis 100°C, 15 min Halten, 300 Zyklen): 0 Ausfälle
• Hochtemperaturlagerung (100°C, 1000 Stunden): 0 Ausfälle
• Niedertemperaturlagerung (-40°C, 1000 Stunden): 0 Ausfälle
• Lebensdauertest (Ta=25°C, IF=20 mA, 1000 Stunden): 0 Ausfälle

Akzeptanzkriterien: Durchlassspannungsänderung ≤ 1,1x obere Spezifikationsgrenze, Sperrstrom ≤ 2,0x obere Spezifikationsgrenze, Lichtstrom ≥ 0,7x untere Spezifikationsgrenze.

9. Handhabungshinweise

9.1 Chemische Beständigkeit

Die LED darf nicht Umgebungen ausgesetzt werden, die Schwefelverbindungen von mehr als 100 ppm enthalten. Der Halogengehalt (Brom und Chlor) in umgebenden Materialien muss einzeln unter 900 ppm und zusammen unter 1500 ppm liegen. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) können in das Silikon-Einkapselmaterial eindringen und Verfärbungen verursachen. Vermeiden Sie Klebstoffe, die organische Dämpfe abgeben.

9.2 Mechanische Handhabung

Verwenden Sie Pinzetten oder geeignete Werkzeuge, um die LED von der Seite aufzunehmen. Berühren oder drücken Sie nicht direkt auf die Silikonlinsenoberfläche, da dies die interne Schaltung beschädigen kann. Vermeiden Sie nach dem Löten ein Biegen der Leiterplatte oder das Aufbringen mechanischer Spannung während des Abkühlens.

9.3 Elektrische Überlastung und ESD

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) und elektrischer Überlastung (EOS). Verwenden Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (geerdete Arbeitsplätze, Armbänder, leitfähige Verpackung). Das Bauteil hält 2000 V HBM aus, dennoch ist Vorsicht geboten.

9.4 Wärmemanagement

Um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten, dimensionieren Sie eine ausreichende Wärmeableitung im Leiterplattenlayout. Der Strom sollte bei hohen Umgebungstemperaturen herabgesetzt werden. Der Wärmewiderstand von 450°C/W bedeutet, dass 30 mA unter idealen Bedingungen einen Temperaturanstieg von 13,5°C über dem Lötpunkt verursachen.

10. Anwendungshinweise

10.1 Typische Anwendungen

Der große Abstrahlwinkel und die grün-gelbe Farbe machen diese LED ideal für Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik, Fahrzeugarmaturenbrettern, industriellen Bedienfeldern und Medizingeräten. Ihre kompakte Größe passt in platzbeschränkte Designs.

10.2 Schaltungsentwurfshinweise

Verwenden Sie immer einen Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit der LED. Der Widerstandswert kann mit R = (Vcc - VF) / IF berechnet werden, wobei Vcc die Versorgungsspannung ist. Die Durchlassspannung variiert je nach Bin; verwenden Sie den entsprechenden Bin-Wert oder berücksichtigen Sie einen Spielraum. Bei Parallelschaltungen stellen Sie sicher, dass jede LED ihren eigenen Widerstand hat, um den Strom auszugleichen. Ein Verpolungsschutz (z. B. eine Sperrdiode) wird empfohlen, wenn die Schaltung einer Sperrspannung ausgesetzt sein könnte.

11. Funktionsprinzip

Eine LED ist ein Halbleiter-pn-Übergang, der Licht emittiert, wenn Elektronen mit Löchern rekombinieren. Die bei der Rekombination freigesetzte Energie bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts. Bei diesem Bauteil verwendet der grün-gelbe Chip ein Material mit einer Bandlückenenergie, die etwa 560–575 nm entspricht. Das Licht wird durch eine transparente Silikonlinse extrahiert, die auch das Abstrahlmuster formt. Der große Abstrahlwinkel (140°) wird durch eine spezifische Linsengeometrie und Chip-Positionierung erreicht.

12. Entwicklungstrends

Der Markt für sichtbare LEDs entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz, kleinerer Gehäuse und besserer Farbgleichmäßigkeit. Zukünftige Generationen von grün-gelben LEDs könnten durch verbesserte Epitaxiestrukturen und Phosphorkonversion eine höhere Lichtausbeute (lm/W) erzielen. Der Trend zur Miniaturisierung in tragbaren Geräten begünstigt extrem kompakte Gehäuse wie diese 2,0×1,25 mm Größe. Darüber hinaus liegt ein fortlaufender Fokus auf erhöhter Robustheit gegenüber rauen Umgebungen (hohe Temperatur, Feuchtigkeit).