Mini Top View LED 65-21 Serie - Abmessungen 2,0x1,25x0,7mm - Spannung 2,7-3,5V - Blaue Farbe - 0,11W Leistung - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die 65-21 Serie stellt eine Familie von Mini Top View Oberflächenmontage-Leuchtdioden (SMD LEDs) dar. Diese Bauteile sind als kompakte, effiziente Lichtquellen konzipiert, hauptsächlich für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungszwecke. Die Serie zeichnet sich durch ihr weißes SMD-Gehäuse aus, das den LED-Chip beherbergt und Umweltschutz bietet.

Der Kernvorteil dieser Serie liegt in ihrem optischen Design. Das Gehäuse verfügt über Merkmale, die einen breiten Betrachtungswinkel von typischerweise 120 Grad (2θ1/2) erzeugen. Dies wird durch ein optimiertes Inter-Reflektor-Design innerhalb des Gehäuses erreicht, das die Lichteinkopplung und -verteilung verbessert. Diese Eigenschaft macht diese LEDs besonders gut geeignet für Anwendungen mit Lichtleitern, bei denen eine effiziente Kopplung und gleichmäßige Ausleuchtung entscheidend sind.

Der Zielmarkt umfasst Unterhaltungselektronik, Automobilinnenräume, Industrie-Steuerungen und allgemeine Beleuchtungsanwendungen, bei denen zuverlässige, energieeffiziente Anzeigebeleuchtung erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Ein Lötflächen-Design wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses sicherzustellen. Die Einhaltung dieses empfohlenen Footprints hilft, Tombstoning zu verhindern und gewährleistet eine gute thermische und elektrische Verbindung.

Das Bauteil ist für einen zuverlässigen Betrieb innerhalb der folgenden Grenzen spezifiziert, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann:

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Der maximale Gleichstrom für Dauerbetrieb.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz zulässig.
• Verlustleistung (P_d):110 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur von 25°C abführen kann.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Für IR-Reflow-Löten darf die Spitzentemperatur 260°C für 10 Sekunden nicht überschreiten. Für Handlötung sollte die Lötspitzentemperatur 350°C für 3 Sekunden nicht überschreiten.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_v):Reicht von mindestens 180 mcd bis maximal 360 mcd, mit einer typischen Toleranz von ±11%. Dies definiert die wahrgenommene Helligkeit der LED.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):468 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Farbwert (dominante Wellenlänge) (λ_d):Reicht von 464 nm bis 472 nm, mit einer Toleranz von ±1 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe (blau).
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Maximalleistung.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 2,7 V (min) bis 3,5 V (max) bei 20 mA, mit einer typischen Toleranz von ±0,05V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 50 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

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

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei I_F=20mA in drei Bins (S1, S2, T1) kategorisiert:

- Bin S1:180 mcd bis 225 mcd

- Bin S2:225 mcd bis 285 mcd

- Bin T1:285 mcd bis 360 mcd

3.2 Farbwert-Binning (dominante Wellenlänge)

Die blaue Farbe wird über vier Wellenlängengruppen (AA1 bis AA4) gesteuert:

- Gruppe AA1:464,0 nm bis 466,0 nm

- Gruppe AA2:466,0 nm bis 468,0 nm

- Gruppe AA3:468,0 nm bis 470,0 nm

- Gruppe AA4:470,0 nm bis 472,0 nm

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung wird in acht Bins (B34 bis B41) sortiert, die jeweils einen Bereich von 0,1V von 2,70V bis 3,50V abdecken. Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit abgeglichener V_Ffür die Stromaufteilung in Parallelschaltungen auszuwählen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für das Design wesentlich sind.

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt den exponentiellen Zusammenhang. Die Kurve gibt die Spannung an, die für einen bestimmten Treiberstrom erforderlich ist, was entscheidend für die Auswahl von Strombegrenzungswiderständen oder das Design von Treiberschaltungen ist.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, dass die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt, aber nicht perfekt linear sein kann, insbesondere bei höheren Strömen, wo der Wirkungsgrad aufgrund von Erwärmung abfallen kann.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Degradation der Lichtleistung. Die Lichtstärke nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab, was in Hochtemperaturumgebungen berücksichtigt werden muss.
• Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Zeigt an, dass V_Feinen negativen Temperaturkoeffizienten hat und mit steigender Temperatur leicht abnimmt.
• Abstrahlcharakteristik:Ein Polardiagramm, das die räumliche Verteilung der Lichtintensität veranschaulicht und das breite, lambertähnliche Abstrahlmuster bestätigt.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die relative Intensität über der Wellenlänge aufträgt und den charakteristischen schmalen blauen Emissionspeak um 468 nm zeigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen kompakten SMD-Fußabdruck. Wichtige Abmessungen sind eine Gehäuselänge von ca. 2,0 mm, eine Breite von 1,25 mm und eine Höhe von 0,7 mm. Die Anoden- und Kathodenanschlüsse sind klar definiert. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm.

5.2 Empfohlenes Lötpad-Design

A land pattern design is provided to ensure reliable soldering and proper alignment during the reflow process. Adhering to this recommended footprint helps prevent tombstoning and ensures good thermal and electrical connection.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse verfügt über eine Polaritätsmarkierung, typischerweise eine Kerbe oder einen Punkt in der Nähe des Kathodenanschlusses (negativ). Die korrekte Ausrichtung ist für die Schaltungsfunktionalität entscheidend.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die primäre Lötmethode ist Infrarot (IR) Reflow-Löten.

• Reflow-Profil:Die maximale Spitzentemperatur darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit über 260°C sollte auf maximal 10 Sekunden begrenzt sein, um Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.
• Handlötung:Falls erforderlich, kann ein Lötkolben mit einer Spitzentemperatur von maximal 350°C verwendet werden, wobei die Lötzeit pro Anschluss auf 3 Sekunden begrenzt sein sollte.
• Lagerbedingungen:Die Bauteile sind in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel verpackt. Wenn der Beutel in einer Umgebung von über 30°C/60% relativer Luftfeuchtigkeit länger als 72 Stunden geöffnet war, kann vor dem Reflow ein Trocknen erforderlich sein, um den \"Popcorn\"-Effekt während des Lötens zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden auf Gurt und Rolle für die automatisierte Montage geliefert. Die Trägerbahn nimmt die Bauteile auf, und die Rollenabmessungen sind standardisiert. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Die Verpackung umfasst einen feuchtigkeitsdichten Aluminiumbeutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte.

7.2 Etikettenerklärung

Das Rollenetikett enthält wichtige Informationen:

- CAT:Lichtstärke-Bin-Code (z.B. S1, T1).

- HUE:Farbwert-Gruppencode (dominante Wellenlänge) (z.B. AA2, AA4).

- REF:Durchlassspannungs-Bin-Code (z.B. B36, B40).

- Teilenummer (PN), Menge (QTY) und Losnummer (LOT NO) sind ebenfalls enthalten.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Optische Anzeigen:Statusleuchten auf Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen.
• Einkopplung in Lichtleiter:Der breite Betrachtungswinkel und das Gehäusedesign machen sie ideal für die Übertragung von Licht von der Leiterplatte zu einem Frontpanel oder Display über einen Acryl- oder Polycarbonat-Lichtleiter.
• Hintergrundbeleuchtung:Für LCD-Displays, Tastaturen, Folientastaturen und Symbole.
• Innenraumbeleuchtung im Automobil:Armaturenbrett-Hintergrundbeleuchtung, Schalterbeleuchtung und andere energieeffiziente Innenraumbeleuchtungsfunktionen, da der Betriebstemperaturbereich bis +85°C reicht.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um I_Fauf den gewünschten Wert zu begrenzen (≤30 mA DC). Berechnen Sie den Widerstand mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sollte bei Betrieb in hohen Umgebungstemperaturen oder mit hohen Strömen eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder Wärmevias vorgesehen werden, um Leistung und Lebensdauer zu erhalten.
• ESD-Schutz:Das Bauteil ist für 1000V (HBM) ausgelegt. Wenden Sie während der Montage Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen an. Für empfindliche Anwendungen sollte die Hinzufügung einer Überspannungsunterdrückung auf den Leitungen in Betracht gezogen werden.

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:

- Widerstandsfähigkeit gegen Reflow-Löten

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

- Temperaturschock (-10°C bis +100°C)

- Hoch- und Tieftemperaturlagerung

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

- Hochtemperatur/hohe Luftfeuchtigkeit (85°C/85% rel. LF)

Diese Tests validieren die Robustheit der LED unter verschiedenen Umwelt- und Betriebsbelastungen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und Farbwert (dominante Wellenlänge)?

A: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die physikalische Wellenlänge der maximalen spektralen Emission. Der Farbwert (dominante Wellenlänge) (λ_d) ist die Wellenlänge eines monochromatischen Lichts, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe wie die LED zu haben scheint. λ_dist relevanter für die Farbspezifikation.

F: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 30mA betreiben?

A: Ja, 30mA ist der maximale Dauer-Durchlassstrom. Für eine optimale Lebensdauer und um einen potenziellen Temperaturanstieg in der Anwendung zu berücksichtigen, ist es jedoch gängige Praxis, sie mit einem niedrigeren Strom wie 20mA zu betreiben, was eine gute Balance zwischen Helligkeit und Zuverlässigkeit bietet.

F: Wie interpretiere ich die Binning-Codes auf dem Etikett?

A: Die dreistelligen Codes (z.B. CAT:T1, HUE:AA3, REF:B38) ermöglichen es Ihnen, LEDs mit eng kontrollierten Eigenschaften auszuwählen. Für ein konsistentes Erscheinungsbild in einem Produkt sollten Sie LEDs aus demselben oder benachbarten Bins für Lichtstärke und Farbwert spezifizieren und verwenden.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario: Design einer Statusanzeige für einen Consumer-Router unter Verwendung eines Lichtleiters.

1. Auswahl:Wählen Sie eine LED aus der 65-21 Serie aufgrund ihres breiten Betrachtungswinkels, der effizient in den Lichtleiter einkoppelt.

2. Schaltungsdesign:Die Logikversorgung des Routers beträgt 3,3V. Ziel ist I_F= 15 mA für ausreichende Helligkeit und geringere Leistung. Unter Verwendung einer typischen V_Fvon 3,0V (aus Bin B36) berechnet sich der Vorwiderstand: R = (3,3V - 3,0V) / 0,015A = 20 Ω. Verwenden Sie einen Standard-20-Ω-, 1/10W-Widerstand.

3. Layout:Platzieren Sie die LED gemäß dem empfohlenen Pad-Layout auf der Leiterplatte. Positionieren Sie sie genau unter dem Eingang des Lichtleiters. Stellen Sie sicher, dass keine hohen Bauteile einen Schatten werfen.

4. Thermik:Die Verlustleistung ist minimal (P = V_F* I_F≈ 45 mW), daher ist in dieser Innenraumanwendung keine spezielle Kühlung erforderlich.

12. Einführung in das technische Prinzip

Diese LED basiert auf einem Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das Übergangspotential der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall im blauen Spektrum (~468 nm). Die Epoxidharzlinse des Gehäuses ist wasserklar, um die Lichtdurchlässigkeit zu maximieren, und ist geformt, um den Strahlwinkel zu kontrollieren.

13. Branchentrends und Kontext

Die 65-21 Serie passt in den anhaltenden Trend der Miniaturisierung und Effizienz in der Optoelektronik. SMD LEDs ersetzen weiterhin Durchsteckversionen aufgrund ihrer Eignung für die automatisierte Montage, ihres kleineren Platzbedarfs und ihrer geringeren Bauhöhe. Das Merkmal des breiten Betrachtungswinkels adressiert den wachsenden Bedarf an Bauteilen, die effektiv mit Lichtleitern in modernen, schlanken Produktdesigns arbeiten, bei denen die Lichtquelle oft versteckt ist. Darüber hinaus ermöglicht die Verfügbarkeit von präzisem Binning eine größere Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Massenproduktion, was für Unterhaltungselektronik und Automobilanwendungen, bei denen ästhetische Einheitlichkeit gefordert wird, zunehmend wichtiger ist.