Mini Top View LED 65-21 Serie - Brillantes Gelb - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V - 120mW - Technisches Datenblatt DE

1. Produktübersicht

Die 65-21 Serie stellt eine Familie von Mini-Top-View-Leuchtdioden (LEDs) dar, die für Oberflächenmontage (SMT) konzipiert ist. Dieses spezifische Modell, gekennzeichnet durch die Artikelnummer 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T, emittiert ein brillantes gelbes Licht. Das zentrale Designkonzept zielt darauf ab, eine kompakte, zuverlässige Lichtquelle bereitzustellen, die für eine effiziente optische Kopplung optimiert ist, was sie besonders für den Einsatz mit Lichtleitern und Wellenleitern geeignet macht.

Das Gehäuse besteht aus einem weißen Harzkörper, was zu einem hohen Kontrast und einer hohen Wirksamkeit als optischer Indikator beiträgt. Ein Hauptmerkmal ist der breite Betrachtungswinkel, der durch das integrierte Reflektordesign des Gehäuses erreicht wird. Dieses Design erweitert nicht nur das Abstrahlmuster, sondern verbessert auch die Lichteinkopplung und Richtwirkung für die vorgesehene Anwendung, wie z.B. den Eingang eines Lichtleiters.

Das Produkt ist vollständig konform mit den Richtlinien für bleifreie und RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und erfüllt damit die aktuellen Umwelt- und regulatorischen Standards für elektronische Bauteile. Es wird auf Gurt und Rolle geliefert, um die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen zu gewährleisten und unterstützt so die Serienfertigung.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F):50 mA.
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):100 mA, zulässig unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis 1/10, Frequenz 1 kHz).
• Verlustleistung (P_d):120 mW. Dies ist der maximal zulässige Leistungsverlust als Wärme bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C. Bei höheren Temperaturen ist eine Entlastung (Derating) erforderlich.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V. Dieser Wert zeigt eine moderate ESD-Robustheit an; dennoch werden ordnungsgemäße Handhabungsverfahren empfohlen.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Für Reflow-Löten ist eine Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden spezifiziert. Für Handlötung beträgt die Grenze 350°C für 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von T_a=25°C und I_F=20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Toleranzen sind angegeben.

• Lichtstärke (I_v):Reicht von einem Minimum von 112 mcd bis zu einem Maximum von 285 mcd, mit einem typischen Wert innerhalb dieses Bereichs. Die Toleranz beträgt ±11%.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte ihres Spitzenwertes beträgt, was die Breitwinkelabstrahlung bestätigt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Reicht von 585,5 nm bis 594,5 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe der LED wahrnimmt. Die Toleranz beträgt ±1 nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):15 nm (typisch). Dies definiert die Breite des emittierten Spektrums.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 1,75 V bis 2,35 V bei 20 mA. Die Toleranz beträgt ±0,1 V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5 V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert.

3.1 Binning der dominanten Wellenlänge (Gruppe A)

Definiert die wahrgenommene Farbe (Farbton).

- Bin D3:585,5 nm bis 588,5 nm.

- Bin D4:588,5 nm bis 591,5 nm.

- Bin D5:591,5 nm bis 594,5 nm.

3.2 Binning der Lichtstärke

Definiert den Helligkeitsgrad.

- Bin R1:112 mcd bis 140 mcd.

- Bin R2:140 mcd bis 180 mcd.

- Bin S1:180 mcd bis 225 mcd.

- Bin S2:225 mcd bis 285 mcd.

3.3 Binning der Durchlassspannung (Gruppe B)

Definiert die elektrische Kenngröße für den Schaltungsentwurf.

- Bin 0:1,75 V bis 1,95 V.

- Bin 1:1,95 V bis 2,15 V.

- Bin 2:2,15 V bis 2,35 V.

Der Suffix der Artikelnummer (z.B. Y2SC-AR1S2B/2T) kodiert diese Bin-Auswahlen und ermöglicht so eine präzise Bestellung entsprechend den Anwendungsanforderungen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektro-optische Kennlinien. Während die spezifischen Graphen im Text nicht detailliert sind, zeigen solche Kurven typischerweise den Zusammenhang zwischen Vorwärtsstrom und Lichtstärke (I-V/L-Kurve), den Einfluss der Umgebungstemperatur auf Lichtstärke und Durchlassspannung sowie die spektrale Leistungsverteilung. Die Analyse dieser Kurven ist entscheidend, um die Leistung unter nicht-standardisierten Bedingungen zu verstehen, z.B. beim Betrieb der LED mit Strömen abweichend von 20 mA oder in erhöhten Temperaturumgebungen. Entwickler sollten die grafischen Daten konsultieren, um das Verhalten vorherzusagen und einen zuverlässigen Betrieb im vorgesehenen Anwendungsfall sicherzustellen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseumriss und Abmessungen

Die LED verfügt über ein kompaktes SMT-Gehäuse. Wichtige Abmessungen sind eine Bauteillänge von ca. 2,0 mm, eine Breite von 1,25 mm und eine Höhe von 0,8 mm (Toleranz ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben). Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße mechanische Befestigung und Wärmeableitung während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Das Design umfasst Polarisierungsmarkierungen, um die korrekte Ausrichtung auf der Leiterplatte sicherzustellen.

5.2 Gurt- und Rollenspezifikationen

Das Bauteil wird auf einer geprägten Trägerbahn mit einer Breite von 8 mm geliefert. Die Taschenabstände betragen 4 mm, und jede Rolle enthält 2000 Stück. Detaillierte Rollenabmessungen (Nabendurchmesser, Flanschdurchmesser usw.) werden für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsgeräten bereitgestellt. Die Verpackung umfasst feuchtigkeitsresistente Maßnahmen: Die Rolle ist zusammen mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem aluminiumbeschichteten Feuchtigkeitsschutzbeutel versiegelt, um die LEDs während Lagerung und Transport vor Umgebungsfeuchtigkeit zu schützen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Reflow-Löten:Das Bauteil ist für bleifreie Reflow-Lötprofile mit einer Spitzentemperatur von 260°C ±5°C für mindestens 5 Sekunden (Zeit oberhalb der Liquidustemperatur) ausgelegt. Das empfohlene Pad-Design sollte befolgt werden, um "Tombstoning" zu verhindern und eine zuverlässige Lötstelle sicherzustellen.

Handlöten:Falls erforderlich, kann Handlöten mit einer Lötspitzentemperatur von maximal 350°C für höchstens 3 Sekunden pro Anschluss durchgeführt werden.

Strombegrenzung:Es ist zwingend erforderlich, einen externen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED zu verwenden. Die Durchlassspannung weist eine Toleranz auf, und ein leichter Anstieg der Versorgungsspannung kann aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der Diode zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Vorwärtsstroms führen.

7. Lager- und Handhabungshinweise

1. Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Das Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL). Der ungeöffnete Feuchtigkeitsschutzbeutel muss bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.

2. Bodenlebensdauer:Nach dem Öffnen des Beutels haben die Bauteile eine Bodenlebensdauer von 1 Jahr bei Lagerung bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Nicht verwendete Teile sollten in einem Trockenbeutel mit Trockenmittel wieder versiegelt werden.

3. Trocknen (Baking):Wenn der Feuchtigkeitsindikator eine übermäßige Feuchtigkeitsexposition anzeigt oder die Bodenlebensdauer überschritten wurde, ist vor dem Reflow-Löten eine Trocknungsbehandlung von 60°C ±5°C für 24 Stunden erforderlich, um "Popcorning" (Gehäuserissbildung durch Dampfdruck) zu verhindern.

4. ESD-Schutz:Während der Handhabung sollten Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Optische Anzeigen:Statusleuchten auf Unterhaltungselektronik, Industrie-Bedienfeldern und Automobil-Armaturenbrettern.
• Lichtleiter-Kopplung:Der breite Betrachtungswinkel und das Gehäusedesign machen sie ideal für die effiziente Lichteinkopplung in Acryl- oder Polycarbonat-Lichtleiter zur Hinterleuchtung von Symbolen, Tasten oder zur Erzeugung einer gleichmäßigen Panelbeleuchtung.
• Hintergrundbeleuchtung:Für kleine LCD-Displays, Tastaturen, Folientastaturen und dekorative Beleuchtung.
• Allgemeine Signalisierung:Überall dort, wo eine helle, gelbe Anzeige erforderlich ist.

8.2 Designüberlegungen

Beim Entwurf mit dieser LED:

- Treiber-Schaltung:Immer eine Konstantstrom-Schaltung oder mindestens eine Spannungsquelle mit einem in Reihe geschalteten Widerstand implementieren, der basierend auf der maximalen Durchlassspannung (V_F) berechnet wird, um den Strom auf das gewünschte Niveau (z.B. 20 mA) zu begrenzen.

- Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sollte das Leiterplattenlayout eine ausreichende Wärmeableitung gewährleisten, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte oder in hohen Umgebungstemperaturen.

- Optisches Design:Für Lichtleiteranwendungen sollte die Kopplungseffizienz unter Berücksichtigung des Abstrahlmusters der LED (120° Betrachtungswinkel) und der Eingangsgeometrie des Lichtleiters modelliert werden, um den Lichttransfer zu maximieren.

9. Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung

Das Produkt durchläuft eine umfassende Reihe von Zuverlässigkeitstests, die mit einem Konfidenzniveau von 90% und einer Los-Toleranz-Prozent-Defekt (LTPD) von 10% durchgeführt werden. Zu den Testpunkten gehören:

- Beständigkeit gegen Reflow-Löten.

- Temperaturwechsel (-40°C bis +100°C).

- Temperaturschock (-10°C bis +100°C).

- Hochtemperaturlagerung (100°C).

- Tieftemperaturlagerung (-40°C).

- DC-Betriebslebensdauer (1000 Stunden bei 20 mA).

- Betriebslebensdauer bei hoher Temperatur/hoher Luftfeuchtigkeit (85°C/85% r.F.).

Diese Tests validieren die Robustheit der LED unter verschiedenen Umwelt- und Betriebsbelastungen und gewährleisten eine langfristige Leistung in Feldanwendungen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (V_versorgung- V_F) / I_F) und der maximalen V_F von 2,35V zur Sicherheit: R = (5 - 2,35) / 0,020 = 132,5 Ω. Ein Standardwiderstand von 130 Ω oder 150 Ω wäre geeignet, wobei die Leistungsaufnahme (P = I²R) zu prüfen ist.

F: Kann ich diese LED mit 30 mA für mehr Helligkeit betreiben?

A: Der absolute maximale Dauerstrom beträgt 50 mA, daher liegt 30 mA innerhalb der Spezifikation. Allerdings ist die Lichtstärke nicht linear zum Strom, und der Betrieb mit höherem Strom erhöht die Verlustleistung (Wärme). Konsultieren Sie die typischen Leistungskurven, um den Helligkeitsgewinn abzuschätzen und sicherzustellen, dass die thermischen Grenzwerte nicht überschritten werden.

F: Wie interpretiere ich die Artikelnummer für die Bestellung?

A: Die Artikelnummer 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T kodiert die Serie, die Farbe (Y für Gelb) und spezifische Bins für die dominante Wellenlänge (wahrscheinlich D4/D5), Lichtstärke (S2) und Durchlassspannung (B2). Für eine genaue Zuordnung verweisen Sie auf die Bin-Bereichstabellen und die Etikettenerklärung im Datenblatt.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer hinterleuchteten Automobil-Armaturenbrett-Taste.

Umsetzung:Eine einzelne 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T LED wird auf der Haupt-Leiterplatte platziert. Ein kundenspezifisch geformter Acryl-Lichtleiter wird direkt über der LED positioniert, um deren 120°-Abstrahlung aufzunehmen. Der Lichtleiter leitet das Licht zur Unterseite eines lichtdurchlässigen Tastensymbols. Die Treiberschaltung nutzt das 12V-Bordnetz des Fahrzeugs, das auf 5V heruntergeregelt wird, mit einem 150 Ω Reihenwiderstand, um den Strom auf ~18 mA einzustellen. Dies sorgt für eine klare, helle gelbe Anzeige, während die LED deutlich innerhalb ihrer Nennwerte für eine langfristige Zuverlässigkeit im Automobiltemperaturbereich betrieben wird.

12. Technologie-Einführung und Trends

Prinzip:Diese LED verwendet einen AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchip zur Lichterzeugung. Bei Anlegen einer Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Spitzenwellenlänge, in diesem Fall im gelben Spektrum (~591 nm). Das wasserklare Harzgehäuse minimiert die Lichtabsorption und formt zusammen mit dem internen Reflektor den Ausgangsstrahl.

Trends:Die Miniaturisierung von SMT-LEDs schreitet weiter voran, angetrieben durch die Nachfrage nach kleineren elektronischen Geräten. Trends umfassen auch höhere Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserte Farbkonstanz durch engere Binning-Toleranzen und erhöhte Zuverlässigkeit für raue Umgebungen wie Automobilanwendungen. Die Integration von On-Chip-ESD-Schutz wird ebenfalls immer häufiger. Die 65-21 Serie, mit ihrem Fokus auf effiziente optische Kopplung, passt zum Trend des Einsatzes von LEDs mit Sekundäroptik (wie Lichtleitern) für anspruchsvolle, flache Beleuchtungslösungen.