Mini TOP View LED 65-11 Serie Datenblatt - SMT-Gehäuse - Blau 468nm - 120° Abstrahlwinkel - 3,2V typ. - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 65-11-Serie stellt eine Familie von Mini-Top-View-Oberflächenmontage-LEDs (SMT) dar. Diese Bauteile zeichnen sich durch ihr kompaktes, weißes Gehäuse und ein einzigartiges Top-Down-Emissionsdesign aus, bei dem das Licht durch die Leiterplatte (PCB) abgestrahlt wird. Dieses spezifische Modell emittiert blaues Licht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 468 Nanometern.

Die zentralen Vorteile dieser Serie umfassen einen sehr weiten Abstrahlwinkel, der für eine effiziente Lichteinkopplung in Lichtleiter optimiert ist. Das Design beinhaltet Merkmale für eine verbesserte optische Leistung und ist vollständig konform mit bleifreien (Pb-frei) und RoHS-Umweltstandards. Ein integrierter Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) schützt das Bauteil während der Handhabung und Montage.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V
• Vorwärtsstrom (I_F):25 mA (Dauerbetrieb)
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):100 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz)
• Verlustleistung (P_d):110 mW
• ESD-Schutz (HBM):2000 V
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +100°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +110°C
• Löttemperatur:Reflow: 260°C max. 10 Sekunden; Handlöten: 350°C max. 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Gemessen bei einer Standard-Umgebungstemperatur von 25°C und einem Vorwärtsstrom von 20 mA, sofern nicht anders angegeben. Toleranzen sind für das Design kritisch.

• Lichtstärke (I_v):112 bis 285 mcd (Millicandela). Toleranz beträgt ±11%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies definiert den Winkelbereich, in dem die Intensität mindestens die Hälfte des Spitzenwertes beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):468 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):464,5 bis 476,5 nm. Toleranz beträgt ±1 nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit des blauen Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,90 bis 3,60 V. Toleranz beträgt ±0,1 V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 50 µA bei einer Sperrspannung von 5 V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand von Schlüsselparametern in Bins sortiert, um Konsistenz in Produktionschargen zu gewährleisten. Entwickler können Bins spezifizieren, um den Anwendungsanforderungen an Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit zu entsprechen.

3.1 Binning der dominanten Wellenlänge (Gruppe A)

Definiert den präzisen Blauton. Die Bins sind mit A9 bis A12 gekennzeichnet, wobei A9 den kürzesten Wellenlängenbereich (464,5-467,5 nm) und A12 den längsten (473,5-476,5 nm) repräsentiert.

3.2 Binning der Lichtstärke

Definiert den Helligkeitsgrad. Die Bins reichen von R1 (niedrigste, 112-140 mcd) bis S2 (höchste, 225-285 mcd).

3.3 Binning der Durchlassspannung (Gruppe B2)

Definiert die elektrische Kenngröße. Die Bins sind von 36 bis 42 nummeriert, entsprechend Spannungsbereichen von 2,90-3,00 V (Bin 36) bis 3,50-3,60 V (Bin 42).

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil hat einen kompakten SMT-Fußabdruck. Kritische Abmessungen umfassen die Bauteilgröße, Anschlussabstände und Gesamthöhe. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm. Die Polarität ist durch eine spezifische Markierung oder Pin-Konfiguration auf dem Gehäuse angegeben, die beim PCB-Layout und der Montage beachtet werden muss.

4.2 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden auf Trägerband und Rolle für die automatisierte Bestückung geliefert. Die Rollenabmessungen und die Taschendesigns des Bandes sind spezifiziert, um die Kompatibilität mit Standard-SMT-Geräten sicherzustellen. Die Standardmenge beträgt 2000 Stück pro Rolle.

4.3 Feuchtigkeitssensitivität und Lagerung

Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Aluminiumfolie mit Trockenmittel verpackt. Vorsichtsmaßnahmen sind entscheidend: Die Verpackung darf erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Vor dem Öffnen sollte die Lagerung bei ≤30°C und ≤90% r.F. erfolgen. Nach dem Öffnen haben die Bauteile eine empfohlene Standzeit von einem Jahr unter Bedingungen von ≤30°C und ≤60% r.F., um feuchtigkeitsbedingte Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Die primär empfohlene Lötmethode ist Infrarot-Reflow-Löten. Die maximal zulässige Profil-Spitzentemperatur beträgt 260°C für eine Dauer von maximal 10 Sekunden. Handlöten ist zulässig, muss jedoch auf 350°C für maximal 3 Sekunden pro Anschluss begrenzt werden, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und dem Halbleiterchip zu verhindern.

6. Anwendungsvorschläge

6.1 Typische Anwendungsszenarien

• Optische Anzeigen:Statusleuchten auf Konsumelektronik, Industrie-Steuerungen und Automobil-Armaturenbrettern.
• Lichtleiter-Kopplung:Die Top-View-Weitwinkel-Emission ist ideal für Kantenbeleuchtung oder das Einleiten von Licht in Acryl- oder Polycarbonat-Lichtleiter, die häufig für Tasten-Hintergrundbeleuchtung, Panel-Anzeigen und dekorative Beleuchtung verwendet werden.
• Hintergrundbeleuchtung:Geeignet für kleine LCD-Displays, Tastaturen, Schalterbeleuchtung und allgemeine dekorative oder Akzentbeleuchtung.
• Innenraumbeleuchtung im Automobil:Anwendungen wie die Hintergrundbeleuchtung von Armaturenbrettschaltern, bei denen Zuverlässigkeit und gleichmäßige Farbe von größter Bedeutung sind.

6.2 Design-Überlegungen

• Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand istabsolut zwingend erforderlich. Die Durchlassspannung der LED hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass ein kleiner Spannungsanstieg einen großen, potenziell zerstörerischen Stromanstieg verursachen kann. Der Widerstandswert sollte basierend auf der Versorgungsspannung und dem gewünschten Vorwärtsstrom (typisch 20 mA oder weniger) berechnet werden.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, verbessert eine ausreichende Wärmeableitung durch die Leiterplatte, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei Betrieb mit maximalem Dauerstrom, die Langzeitzuverlässigkeit.
• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Obwohl das Bauteil über einen integrierten ESD-Schutz verfügt, sollten während der Montage und Installation dennoch Standard-ESD-Handhabungsverfahren eingehalten werden.

7. Zuverlässigkeitstests

Das Produkt durchläuft eine umfassende Reihe von Zuverlässigkeitstests, die mit einem Konfidenzniveau von 90% und einer Los-Toleranz-Prozentualen Fehlerrate (LTPD) von 10% durchgeführt werden. Wichtige Tests umfassen:

• Beständigkeit gegen Reflow-Löten
• Temperaturwechsel (-40°C bis +100°C)
• Thermoschock
• Hoch- und Tieftemperaturlagerung
• DC-Betriebslebensdauer (1000 Stunden bei 20mA)
• Hohe Temperatur/Hohe Luftfeuchtigkeit (85°C/85% r.F. für 1000 Stunden)

Diese Tests validieren die Robustheit des Bauteils unter typischen Umwelt- und Betriebsbelastungen in elektronischen Produkten.

8. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Daten)

F: Was ist der Hauptvorteil des "TOP View"-Designs?

A: Es strahlt Licht senkrecht zur PCB-Ebene durch die Platine selbst ab. Dies ist optimal für Anwendungen, die einen Lichtleiter direkt über der LED verwenden, da es die Kopplungseffizienz maximiert und eine gleichmäßige Ausleuchtung mit weitem Abstrahlwinkel bietet.

F: Kann ich diese LED direkt an eine 5V-Versorgung ohne Widerstand anschließen?

A:No.Dies würde die LED mit hoher Wahrscheinlichkeit zerstören. Die Durchlassspannung beträgt etwa 3,2V. Ein direkter Anschluss von 5V würde einen Strom erzwingen, der den Maximalwert weit überschreitet und sofort zum Ausfall führt. Ein Vorwiderstand ist unerlässlich.

F: Wie interpretiere ich den Lichtstärkewert?

A: Die Lichtstärke (gemessen in Millicandela, mcd) gibt die Helligkeit an, wie sie vom menschlichen Auge aus einer bestimmten Richtung wahrgenommen wird. Der weite 120°-Abstrahlwinkel bedeutet, dass diese Helligkeit über einen sehr breiten Bereich erhalten bleibt, aber der Spitzenwert der Lichtstärke wird entlang der Mittelachse (0°) gemessen.

F: Was bedeuten die Binning-Informationen auf dem Etikett?

A: Das Etikett enthält Codes für den Lichtstärke-Rang (CAT), die Farbkoordinaten (HUE) und den Durchlassspannungs-Rang (REF). Dies ermöglicht die Rückverfolgbarkeit und stellt sicher, dass Sie Bauteile mit den spezifischen optischen und elektrischen Eigenschaften erhalten, die Sie in Ihrer Bestellung spezifiziert haben. Dies ist entscheidend für die Farbabstimmung in Anwendungen mit mehreren LEDs.

9. Funktionsprinzip

Das Bauteil ist eine Halbleiter-Lichtquelle. Es basiert auf einem Indium-Gallium-Nitrid-Chip (InGaN), einem Halbleitermaterial mit direkter Bandlücke. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung des Bauteils überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips. In diesem spezifischen Materialsystem (InGaN) setzt dieser Rekombinationsprozess Energie hauptsächlich in Form von Photonen im blauen Wellenlängenspektrum (um 468 nm) frei. Das wasserklare Linsenmaterial verkapselt den Chip und hilft, das emittierte Licht in das gewünschte Weitwinkel-Muster zu formen.

10. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Hintergrundbeleuchtung für Membranschalterfeld

Ein Entwickler erstellt eine Benutzeroberflächenplatine mit mehreren Membranschaltern, die für die Sichtbarkeit bei schlechten Lichtverhältnissen blau hinterleuchtet werden müssen. Die Platine verwendet individuelle Lichtleiter für jedes Schaltersymbol, die von einer zentralen Leiterplatte aus geführt werden.

Bauteilauswahl:Die blaue LED der 65-11-Serie wird gewählt, weil ihre Top-View-Emission effizient in die Basis der Lichtleiter einkoppelt. Der weite 120°-Abstrahlwinkel gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung des Symbolbereichs, selbst wenn die Ausrichtung nicht perfekt ist.

Schaltungsdesign:Die Systemversorgungsspannung beträgt 5V. Für jede LED wird ein strombegrenzender Widerstand berechnet. Unter Verwendung eines typischen V_Fvon 3,2V und eines Ziel-I_Fvon 20mA beträgt der Widerstandswert R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ω. Ein Standard-91-Ω-Widerstand wird gewählt. Die Verlustleistung im Widerstand beträgt (1,8V)^2 / 91Ω ≈ 36 mW, was gut innerhalb der Nennleistung eines Standard-1/8W-Widerstands liegt.

PCB-Layout:Die LED-Fußabdrücke werden präzise unter den Montagelöchern für die Lichtleiter platziert. Die Polaritätsmarkierungen auf der PCB-Lötstoppmaske entsprechen dem Anoden/Kathoden-Indikator der LED. Kleine thermische Entlastungsanschlüsse werden auf dem Pad verwendet, das mit der Kathode der LED verbunden ist (thermisches Pad, falls vorhanden), um das Löten zu erleichtern und gleichzeitig eine gewisse Wärmeableitung zu bieten.

Ergebnis:Das Endprodukt erreicht eine gleichmäßige, helle blaue Hintergrundbeleuchtung für alle Schalter bei minimalem Stromverbrauch und hoher Zuverlässigkeit, validiert durch die spezifizierten Zuverlässigkeitstests der Komponente.