Orange SMD LED RF-OUB190TS-CF Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,7mm - Spannung 1,8-2,4V - Leistung 72mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständige technische Spezifikation für eine oberflächenmontierbare orange LED. Die Komponente ist für allgemeine Anzeigeanwendungen konzipiert, bietet einen weiten Betrachtungswinkel und ist mit standardmäßigen SMT-Montageprozessen kompatibel. Es handelt sich um ein kompaktes, RoHS-konformes Bauteil, das sich für moderne Elektronikdesigns eignet.

1.1 Produktbeschreibung

Die LED ist eine farbige Leuchtdiode, die auf Basis eines orangefarbenen Halbleiterchips gefertigt ist. Sie ist in einem miniaturisierten SMD-Gehäuse mit den Abmessungen 1,6mm (L) x 0,8mm (B) x 0,7mm (H) untergebracht. Diese kompakte Bauform macht sie ideal für platzbeschränkte Anwendungen wie Mobilgeräte, Bedienfelder und die Symbolhinterleuchtung.

1.2 Kernmerkmale und Vorteile

• Extrem weiter Betrachtungswinkel:Das Bauteil verfügt über einen typischen Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 140 Grad, was eine hohe Sichtbarkeit aus verschiedenen Positionen gewährleistet.
• SMT-Kompatibilität:Vollständig geeignet für alle standardmäßigen Oberflächenmontage- (SMT) und Reflow-Lötprozesse.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Eingestuft mit der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3, die spezifische Handhabungs- und Trocknungsanforderungen vor dem Löten definiert.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

1.3 Zielanwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und kann in zahlreichen Anwendungen verwendet werden, darunter, aber nicht beschränkt auf:

• Status- und Stromanzeigen in Konsumelektronik und Industrieanlagen.
• Hinterleuchtung von Schaltern, Tastern und symbolischen Anzeigen auf Bedienfeldern.
• Allgemeine Beleuchtung, bei der eine kompakte orangefarbene Lichtquelle benötigt wird.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Die folgenden Abschnitte bieten eine detaillierte Aufschlüsselung der Leistungsmerkmale der LED unter festgelegten Testbedingungen (Ts=25°C).

2.1 Elektrische und optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungskennzahlen sind in der folgenden Tabelle definiert. Alle Messungen werden bei einem Durchlassstrom (IF) von 20mA durchgeführt, sofern nicht anders angegeben.

• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Sie wird in drei Kategorien eingeteilt: B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V) und D0 (2,2-2,4V). Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit konsistenten Spannungseigenschaften für ihre Schaltungen auszuwählen.
• Dominante Wellenlänge (λ_D):Definiert die wahrgenommene Lichtfarbe. Sie wird in E00 (620-625nm) und F00 (625-630nm) eingeteilt, was bestimmten Orangetönen entspricht.
• Lichtstärke (I_V):Die Menge des abgegebenen sichtbaren Lichts, gemessen in Millicandela (mcd). Sie ist in mehreren Bins verfügbar: G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd), 1AT (200-260 mcd) und 1AU (260-330 mcd). Dieses Einstufungssystem ermöglicht eine Auswahl basierend auf den Helligkeitsanforderungen.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typischerweise 15nm, was die spektrale Reinheit des orangefarbenen Lichts angibt.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):140 Grad, bestätigt die Weitwinkelabstrahlung.
• Sperrstrom (I_R):Der maximale Leckstrom beträgt 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.
• Wärmewiderstand (R_THJ-S):Der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt beträgt 450 °C/W, was für thermische Managementberechnungen entscheidend ist.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Verlustleistung (P_d):72 mW
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):30 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (unter Impulsbedingungen: 0,1ms Impulsbreite, 1/10 Tastverhältnis)
• Elektrostatische Entladung (ESD) Beständigkeit:2000V (Human Body Model)
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +85°C
• Maximale Sperrschichttemperatur (T_j):95°C

Kritischer Designhinweis:Der maximal zulässige Dauerstrom muss basierend auf den tatsächlichen thermischen Bedingungen der Anwendung (PCB-Layout, Umgebungstemperatur) bestimmt werden, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur 95°C nicht überschreitet.

3. Analyse der Leistungskurven

Die bereitgestellten Diagramme bieten wertvolle Einblicke in das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen.

3.1 IV-Kennlinie und relative Intensität

Die Durchlassspannung vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt den typischen exponentiellen Zusammenhang. Die Relative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einem nahezu linearen Verlauf innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs, bevor bei sehr hohen Strömen eine mögliche Sättigung oder Effizienzabnahme eintritt.

3.2 Temperaturabhängigkeit

Die Anschlusstemperatur vs. Relative Intensität und Anschlusstemperatur vs. Durchlassstrom Diagramme sind entscheidend für das thermische Design. Sie veranschaulichen, wie die Lichtleistung abnimmt, wenn die Anschlusstemperatur (als Stellvertreter für die Sperrschicht) der LED steigt. Ebenso hat die Durchlassspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Temperatur leicht abnimmt.

3.3 Spektrale Eigenschaften

Die Dominante Wellenlänge vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt eine minimale Verschiebung mit dem Strom, was auf eine gute Farbstabilität hindeutet. Das Diagramm Relative Intensität vs. Wellenlänge zeigt die spektrale Leistungsverteilung, die um die dominante Wellenlänge (z.B. 625nm) mit der spezifizierten 15nm Halbwertsbreite zentriert ist.

3.4 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahldiagramm (Abb. 1-12) bestätigt visuell das weite, lambertstrahlerähnliche Abstrahlverhalten mit einem 140-Grad-Betrachtungswinkel und zeigt die relative Intensität als Funktion des Winkels von der Mittelachse.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Die LED hat einen rechteckigen Bauraum von 1,6mm x 0,8mm. Die Gesamthöhe beträgt 0,7mm. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,2mm, sofern in der Zeichnung nicht ausdrücklich anders vermerkt. Detaillierte Drauf-, Unten- und Seitenansichten definieren die genaue Geometrie.

4.2 Polaritätskennzeichnung und Lötflächen-Design

Die Kathode (Minuspol) wird durch eine markierte Ecke oder einen grünen Indikator in der Untenansicht des Gehäuses gekennzeichnet. Ein empfohlenes Lötflächenlayout wird bereitgestellt, um zuverlässiges Löten und korrekte Ausrichtung während der Bestückung sicherzustellen. Das Lötflächen-Design berücksichtigt die Ausbildung von Lötfilets und thermische Entlastung.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Anweisungen für SMT-Reflow-Löten

Die LED ist für standardmäßige Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötprozesse ausgelegt. Aufgrund ihrer MSL-Stufe 3 müssen die Bauteile innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach Öffnen der Feuchtigkeitssperrbeutel unter Werksbedingungen (≤30°C/60% r.F.) verwendet werden. Wird diese Zeit überschritten, ist vor dem Löten gemäß IPC/JEDEC-Standard ein Trocknen (Backen) erforderlich, um \"Popcorning\"-Schäden zu verhindern. Das spezifische Reflow-Profil (Vorwärmen, Halten, Reflow-Spitzentemperatur, Abkühlrate) sollte den Empfehlungen für ähnliche kleine SMD-Bauteile folgen, typischerweise mit einer maximalen Gehäusetemperatur von 260°C.

5.2 Handhabungs- und Lagerungsvorsichtsmaßnahmen

• LEDs stets unter ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Schutz vor elektrostatischer Entladung) handhaben.
• Mechanische Belastung der Linse oder der Anschlüsse vermeiden.
• In der original feuchtigkeitsresistenten Verpackung in einer kühlen, trockenen Umgebung innerhalb des spezifizierten Lagertemperaturbereichs (-40°C bis +85°C) lagern.
• Die LED keinen Lösungsmitteln oder Chemikalien aussetzen, die die Epoxidlinse beschädigen könnten.
• Beim Löten sicherstellen, dass die Lötspitzentemperatur kontrolliert ist und die Kontaktzeit minimiert wird, um thermische Schäden zu verhindern.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Standardverpackungsspezifikation

Die LEDs werden in industrieüblichem geprägtem Trägerband für die automatisierte Handhabung geliefert. Die Bandabmessungen sind spezifiziert, um die Kompatibilität mit Standard-Bestückungsautomaten-Zuführungen sicherzustellen. Die Bauteile sind auf Spulen aufgewickelt, wobei jede Spule 4000 Stück enthält. Spulenabmessungen (Durchmesser, Breite, Nabenmaß) werden für Maschineneinrichtung und Lagerplanung bereitgestellt.

6.2 Feuchtigkeitsresistente Verpackung und Kennzeichnung

Die Spulen sind in versiegelten Feuchtigkeitssperrbeuteln zusammen mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt, um die MSL-Einstufung während des Transports und der Lagerung aufrechtzuerhalten. Der Beutel und das Spulenetikett enthalten wichtige Informationen wie Artikelnummer, Menge, Losnummer und Datumscode.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

In den meisten Anwendungen wird die LED von einer Konstantstromquelle oder über einen in Reihe mit einer Spannungsversorgung geschalteten strombegrenzenden Widerstand angesteuert. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_supply- V_F) / I_F. Zum Beispiel: Bei einer 5V-Versorgung, einer LED aus dem C0-Bin (V_F~2,1V) und einem gewünschten I_Fvon 20mA wäre der Widerstand ungefähr (5 - 2,1) / 0,02 = 145 Ohm. Ein Standard-150-Ohm-Widerstand wäre geeignet.

7.2 PCB-Layout und thermisches Management

• Thermische Lötflächen:Verwenden Sie das empfohlene Lötflächenmuster. Das Verbinden der thermischen Lötfläche (falls vorhanden) oder der Kathoden-/Anoden-Lötflächen mit einer größeren Kupferfläche auf der Leiterplatte hilft, Wärme abzuführen, senkt die Sperrschichttemperatur und verbessert Lebensdauer und Lichtleistungsstabilität.
• Stromansteuerung:Für maximale Zuverlässigkeit und stabile Lichtleistung die LED mit Konstantstrom anstatt mit Konstantspannung betreiben. Bei Verwendung von PWM (Pulsweitenmodulation) zur Helligkeitssteuerung sicherstellen, dass die Frequenz hoch genug ist (typischerweise >100Hz), um sichtbares Flackern zu vermeiden.
• ESD-Schutz:In Umgebungen mit erhöhter elektrostatischer Entladungsgefahr sollten zusätzliche Schutzmaßnahmen wie Transientenspannungsunterdrücker oder Reihenwiderstände in den LED-Leitungen in Betracht gezogen werden, auch wenn die LED selbst für 2kV HBM ausgelegt ist.

8. Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung

Das Produkt wird einer Reihe von Zuverlässigkeitstests unterzogen, um die Leistung unter verschiedenen Umweltbelastungen sicherzustellen. Standardtestpunkte umfassen wahrscheinlich (wie im Dokument referenziert):

• Hochtemperatur-Lagerungstest.
• Tieftemperatur-Lagerungstest.
• Temperaturwechseltest.
• Feuchtigkeitsbeständigkeitstest.
• Löthitzebeständigkeitstest.
• Anschlussfestigkeitstest.

Spezifische Testbedingungen und Pass/Fail-Kriterien (z.B. zulässige Änderungen von Durchlassspannung oder Lichtstärke) sind definiert, um die Robustheit des Produkts zu garantieren. Das Ausfallbeurteilungskriterium spezifiziert typischerweise die maximal zulässige Parameterabweichung (z.B. ΔV_F <±0,2V, ΔI_V <±30%) nach dem Test.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen LEDs bietet dieses Bauteil einen klaren Vorteil durch sein umfassendes Binning-System für Durchlassspannung, dominante Wellenlänge und Lichtstärke. Dies ermöglicht eine engere Farb- und Helligkeitsabstimmung in Anwendungen, die mehrere LEDs erfordern, wie Statusleisten oder Hinterleuchtungsarrays. Der weite 140-Grad-Betrachtungswinkel ist vielen Standard-LEDs mit oft engeren Strahlungscharakteristiken überlegen, was sie für Anwendungen, bei denen die Sichtbarkeit außerhalb der Achse wichtig ist, besser geeignet macht. Die spezifizierte MSL-Stufe und die detaillierten Handhabungsanweisungen bieten klare Richtlinien für eine hochwertige Fertigung.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen den Spannungs-Bins B0, C0 und D0?

A1: Diese Bins kategorisieren den Durchlassspannungsabfall der LED bei 20mA. B0-LEDs haben die niedrigste Spannung (1,8-2,0V), während D0 die höchste haben (2,2-2,4V). Die Auswahl von LEDs aus demselben Bin stellt eine einheitliche Helligkeit und Stromaufnahme in Parallelschaltungen oder Arrays sicher, die mit derselben Spannung versorgt werden.

F2: Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 30mA betreiben?

A2: Sie können, aber es wird für optimale Lebensdauer und Stabilität nicht empfohlen, es sei denn, es ist für die Helligkeit notwendig. Der Betrieb mit dem typischen 20mA bietet eine bessere Balance aus Lichtleistung, Effizienz und thermischer Belastung. Bei Verwendung von 30mA müssen Sie ein exzellentes thermisches PCB-Design sicherstellen, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten.

F3: Meine LED erscheint schwächer als erwartet. Was könnte die Ursache sein?

A3: Erstens: Überprüfen Sie, ob der Treiberstrom korrekt ist, indem Sie den Reihenwiderstandswert oder die Einstellung der Konstantstromquelle prüfen. Zweitens: Stellen Sie sicher, dass die Polarität korrekt ist. Drittens: Prüfen Sie auf übermäßige Erwärmung; eine hohe Sperrschichttemperatur reduziert die Lichtleistung erheblich. Viertens: Bestätigen Sie, dass Sie den entsprechenden Lichtstärke-Bin ausgewählt haben (z.B. 1AU für höchste Helligkeit).

F4: Was bedeutet die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 für meine Produktion?

A4: MSL 3 bedeutet, dass die Bauteile nach Öffnen der Feuchtigkeitssperrbeutel bis zu 168 Stunden (7 Tage) unter Werksumgebungsbedingungen (≤30°C/60% r.F.) exponiert werden können. Wenn sie nicht innerhalb dieser Zeit gelötet werden, müssen sie gemäß dem festgelegten Verfahren (z.B. 125°C für 8 Stunden) in einem Trockenofen getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen, bevor sie sicher reflow-gelötet werden können.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Multi-LED-Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.

Das Panel benötigt 10 orangefarbene LEDs, um die Link-Aktivität auf verschiedenen Ports anzuzeigen. Einheitliche Farbe und Helligkeit sind für ein professionelles Erscheinungsbild entscheidend.

• Bauteilauswahl:Spezifizieren Sie LEDs aus demselben Dominante-Wellenlänge-Bin (z.B. F00: 625-630nm) und demselben Lichtstärke-Bin (z.B. 1AT: 200-260 mcd), um visuelle Konsistenz sicherzustellen.
• Schaltungsentwurf:Verwenden Sie eine 5V-Schiene auf der Leiterplatte. Berechnen Sie den Reihenwiderstand für einen Treiberstrom von 20mA. Unter der Annahme eines durchschnittlichen V_Fvon 2,1V (C0-Bin), R = (5V - 2,1V) / 0,02A = 145Ω. Verwenden Sie für jede LED 150Ω-Widerstände mit 1% Toleranz, um Stromschwankungen zu minimieren.
• PCB-Layout:Platzieren Sie die LEDs in einer Reihe. Verbinden Sie die Kathoden-Lötflächen jeder LED mit einer dedizierten Massefläche auf der obersten Lage, um die Wärmeableitung zu unterstützen. Führen Sie die 5V-Versorgung und die individuellen Steuersignale vom Mikrocontroller.
• Fertigung:Planen Sie die SMT-Montage so, dass die LED-Spule auf den Bestückungsautomaten geladen und innerhalb des 168-Stunden-MS3-Fensters nach Öffnen des Beutels verwendet wird.

12. Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre charakteristische Durchlassspannung (V_F) überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des orangefarbenen Chips (typischerweise basierend auf Materialien wie AlGaInP). Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) mit einer Wellenlänge frei, die dem orangefarbenen Teil des sichtbaren Spektrums (ca. 620-630nm) entspricht. Die Epoxidlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtausgangsstrahl, um den weiten 140-Grad-Betrachtungswinkel zu erreichen.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend für SMD-Indikator-LEDs wie diese geht hin zu noch höherer Effizienz (mehr Lichtleistung pro mA Strom), verbesserter Farbkonstanz durch engere Binning und weiterer Miniaturisierung bei gleichzeitiger Beibehaltung oder Verbesserung der Zuverlässigkeit. Es wird auch zunehmend Wert auf breitere Betriebstemperaturbereiche für Automobil- und Industrieanwendungen gelegt. Die Gehäusetechnologie entwickelt sich weiter, um ein besseres thermisches Management vom Chip-Übergang zur Leiterplatte zu bieten, was höhere Treiberströme oder eine verbesserte Lebensdauer bei Standardströmen ermöglicht.