Technisches Datenblatt für eine Reverse-Mount SMD Blaue LED - 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 2.8-3.8V - Leistung 76mW

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer hochhellen, reverse-montierbaren Oberflächenmontage (SMD) blauen LED. Das Bauteil nutzt einen InGaN-Chip (Indiumgalliumnitrid), der für effiziente und helle blaue Lichtemission bekannt ist. Für automatisierte Bestückungsprozesse konzipiert, ist es auf 8 mm breitem Band verpackt, das auf 7-Zoll-Rollen aufgewickelt ist, was eine Serienfertigung erleichtert. Die LED entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und wird somit als umweltfreundliches Produkt für die moderne Elektronikfertigung eingestuft.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Der maximale Dauer-Flussstrom (DC) beträgt 20 mA. Ein höherer Spitzen-Flussstrom von 100 mA ist unter Impulsbedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Impulsbreite von 0,1 ms zulässig. Die maximale Verlustleistung beträgt 76 mW. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -20°C bis +80°C, während der Lagertemperaturbereich von -30°C bis +100°C reicht. Beim Löten hält es einer Infrarot-Reflow-Lötung bei 260°C für maximal 10 Sekunden stand.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei Ta=25°C und einem Flussstrom (IF) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (IV):Reicht von einem Minimum von 28,0 mcd bis zu einem Maximum von 180,0 mcd. Ein typischer Wert ist nicht angegeben, was auf einen weiten Binning-Bereich hindeutet.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Ein weiter Abstrahlwinkel von 130 Grad, definiert als der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Intensität die Hälfte des axialen Wertes beträgt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Typischerweise 468 nm.
• Dominante Wellenlänge (λd):Reicht von 465,0 nm bis 475,0 nm und definiert die wahrgenommene Farbe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Etwa 25 nm, was die spektrale Reinheit des blauen Lichts angibt.
• Flussspannung (VF):Liegt bei 20 mA zwischen 2,80 V und 3,80 V.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

Wichtige Hinweise klären die Messbedingungen: Für die Lichtstärke wird ein CIE-Augengängigkeitsfilter verwendet, und es wird vor elektrostatischer Entladung (ESD) gewarnt, wobei eine ordnungsgemäße Erdung und Handhabung empfohlen wird.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt wird basierend auf Schlüsselparametern in Bins kategorisiert, um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten. Es werden drei separate Binning-Dimensionen bereitgestellt:

3.1 Binning der Flussspannung

Die Bins sind mit D7 bis D11 gekennzeichnet, wobei jeder einen Bereich von 0,2V von 2,80V bis 3,80V abdeckt, mit einer Toleranz von ±0,1V pro Bin.

3.2 Binning der Lichtstärke

Die Bins sind mit N, P, Q und R gekennzeichnet. Die Intensität reicht von 28-45 mcd (N) bis zu 112-180 mcd (R), mit einer Toleranz von ±15% pro Bin.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Bins sind mit AC (465,0-470,0 nm) und AD (470,0-475,0 nm) gekennzeichnet, mit einer engen Toleranz von ±1 nm pro Bin.

Dieses mehrdimensionale Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs auszuwählen, die den spezifischen Spannungs-, Helligkeits- und Farbanforderungen ihrer Schaltungen entsprechen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische und optische Kennlinien, die bei 25°C Umgebungstemperatur gemessen wurden. Während die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, umfassen solche Kurven typischerweise:

• Flussstrom vs. Flussspannung (I-V-Kurve):Zeigt die nichtlineare Beziehung, die für das Design von strombegrenzenden Schaltungen entscheidend ist.
• Lichtstärke vs. Flussstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom bis zum maximalen Nennwert zunimmt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Ausgabe bei steigender Temperatur, wichtig für das thermische Management.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 468 nm mit einer Halbwertsbreite von ~25 nm.

Diese Kurven sind wesentlich, um die Leistung unter nicht standardmäßigen Bedingungen vorherzusagen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-SMD-Gehäuse. Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,10 mm. Der spezifische Footprint und die Höhe sind in der Gehäusezeichnung definiert, was für das Leiterplattenlayout (PCB) entscheidend ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Lötflächen-Design

Als Reverse-Mount-Bauteil ist die Ausrichtung zum Löten entgegengesetzt zu Standard-Top-Emitter-LEDs. Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötflächenabmessungen, um eine zuverlässige Lötstelle und eine korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die korrekte Polaritätsidentifikation ist entscheidend, um eine falsche Installation zu verhindern.

6. Richtlinien für Löten und Bestückung

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot-Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt. Zu den wichtigsten Parametern gehören eine Aufwärmzone (150-200°C), eine maximale Spitzentemperatur von 260°C und eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur von nicht mehr als 10 Sekunden. Das Profil basiert auf JEDEC-Standards, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Das Datenblatt stellt fest, dass das optimale Profil je nach Leiterplattendesign, Lotpaste und Ofeneigenschaften variieren kann und empfiehlt eine platinenspezifische Charakterisierung.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, wird eine Lötkolbentemperatur von nicht mehr als 300°C empfohlen, mit einer maximalen Lötzeit von 3 Sekunden pro Lötfläche, und dies nur einmalig.

6.3 Reinigung

Reinigung sollte nur bei Bedarf durchgeführt werden. Zugelassene Mittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute. Die Verwendung nicht spezifizierter Chemikalien ist verboten, da sie das LED-Gehäuse beschädigen können.

6.4 Lagerbedingungen

Für ungeöffnete, feuchtigkeitsgeschützte Beutel mit Trockenmittel sollte die Lagerung bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) erfolgen, mit einer Haltbarkeit von einem Jahr. Einmal geöffnet, sollten LEDs bei ≤30°C und ≤60% RH gelagert werden. Bauteile, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von 672 Stunden (28 Tage, MSL 2a) einer IR-Reflow-Lötung unterzogen werden. Für eine Lagerung über diesen Zeitraum hinaus wird empfohlen, sie vor der Bestückung etwa 20 Stunden bei ca. 60°C zu backen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Die LEDs werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, mit Deckband versiegelt und auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser Rollen aufgewickelt. Die Standardmenge pro Rolle beträgt 3000 Stück. Eine Mindestbestellmenge von 500 Stück wird für Restposten festgelegt. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA 481-Standards, wobei maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile pro Rolle zulässig sind.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese blaue LED eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, die Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung oder dekorative Beleuchtung in Unterhaltungselektronik, Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten erfordern. Ihr Reverse-Mount-Design macht sie ideal für Anwendungen, bei denen das Licht durch ein Substrat oder eine Platte von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte abgestrahlt werden soll.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, um den Flussstrom auf 20 mA DC oder darunter zu begrenzen.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie ESD-Schutzmaßnahmen während der Handhabung und Bestückung, da LEDs empfindlich gegenüber statischer Entladung sind.
• Thermisches Management:Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattendesign eine ausreichende Wärmeableitung ermöglicht, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem maximalen Strom, um die Lichtausgabe und Lebensdauer zu erhalten.
• Optisches Design:Berücksichtigen Sie den weiten Abstrahlwinkel von 130 Grad beim Design von Lichtleitern oder Linsen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihreReverse-Mount-Konfiguration und die Verwendung einesultrahellen InGaN-Chips. Im Vergleich zu Standard-Top-Emitter-LEDs bietet das Reverse-Mount-Gehäuse Designflexibilität für spezifische Lichtwege. Die InGaN-Technologie bietet im Vergleich zu älteren Technologien eine höhere Effizienz und hellere blaue Lichtausgabe. Das umfassende Binning-System ermöglicht außerdem eine engere Kontrolle über Farbe und Helligkeit in Produktionsläufen, was ein Vorteil für Anwendungen ist, die Farbkonstanz erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Zweck einer Reverse-Mount-LED?

A: Eine Reverse-Mount-LED ist so konzipiert, dass sie mit ihrer lichtemittierenden Fläche nach unten auf die Leiterplatte gelötet wird. Das Licht wird dann durch eine Bohrung oder Öffnung in der Platine oder durch ein transluzentes Material abgestrahlt. Dies ist nützlich für die Erstellung von schlanken, bündig montierten Statusanzeigen.

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

A: Nein. Die Flussspannung liegt zwischen 2,8V und 3,8V. Ein direkter Anschluss an 5V würde einen übermäßigen Stromfluss verursachen und die LED möglicherweise zerstören. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand oder Regler verwenden.

F: Was bedeutet der Bin-Code (z.B. D9, Q, AC) auf dem Rollenetikett?

A: Er spezifiziert die elektrischen und optischen Eigenschaften der LEDs auf dieser Rolle. "D9" zeigt eine Flussspannung zwischen 3,20V und 3,40V an. "Q" zeigt eine Lichtstärke zwischen 71,0 und 112,0 mcd an. "AC" zeigt eine dominante Wellenlänge zwischen 465,0 und 470,0 nm an.

F: Wie lange kann ich diese LEDs lagern, nachdem ich die Tüte geöffnet habe?

A: Für optimale Ergebnisse und um Probleme mit der Feuchtigkeitssensitivität (MSL) zu vermeiden, sollten sie innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach dem Aussetzen an normale Fabrikumgebungsbedingungen (<30°C/60% RH) gelötet werden. Bei längerer Lagerung ist ein Backen erforderlich.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Szenario: Design eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.

Ein Entwickler benötigt mehrere helle blaue LEDs, um den Status "Strom", "Internet" und "Wi-Fi" anzuzeigen. Das Panel-Design erfordert, dass das Licht durch kleine, lasergravierte Symbole auf einer vorderen Kunststoffblende scheint, wobei die Leiterplatte dahinter montiert ist. Die Verwendung dieser Reverse-Mount blauen LED ist ideal. Der Entwickler würde:

1. Die LEDs auf der Unterseite der Leiterplatte platzieren, ausgerichtet mit Löchern unter jedem Symbol.

2. Einen Bin-Code auswählen (z.B. R für hohe Helligkeit, AD für einen leicht grünlicheren Blauton), um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten.

3. Den PCB-Footprint genau gemäß dem vorgeschlagenen Lötflächenlayout entwerfen.

4. Einen strombegrenzenden Widerstand für eine 3,3V-Versorgung berechnen: R = (3,3V - VF_typisch) / 0,020A. Bei einem typischen VF von 3,3V wäre R = 0 Ohm, was nicht realisierbar ist. Daher würde er einen niedrigeren Strom (z.B. 15 mA) verwenden oder einen Bin mit einer niedrigeren VF (D7 oder D8) auswählen, um einen verwendbaren Widerstandswert zu erhalten und sicherzustellen, dass die LED innerhalb der Spezifikationen arbeitet.

12. Einführung in das technische Prinzip

Diese LED basiert auf einer Halbleiterdiodenstruktur aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn eine Flussspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall blau (~468 nm). Der Begriff "Reverse Mount" bezieht sich rein auf die mechanische Gehäuseausrichtung; das zugrundeliegende Elektrolumineszenzprinzip bleibt dasselbe wie bei jeder Standard-LED.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), kleinerer Gehäusegrößen und verbesserter Zuverlässigkeit. Die InGaN-Technologie für blaue und grüne LEDs hat stetige Verbesserungen in der Ausgangsleistung und Lebensdauer erfahren. Es wird auch zunehmend Wert auf engere Binning-Bereiche für Farbe und Intensität gelegt, um den Anforderungen von Anwendungen wie Vollfarbdisplays und Architekturbeleuchtung gerecht zu werden, bei denen Konsistenz entscheidend ist. Darüber hinaus konzentrieren sich Fortschritte in der Verpackungstechnik auf die Verbesserung der thermischen Leistung, um höhere Treiberströme ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer zu ermöglichen, und auf die Verbesserung der Kompatibilität mit automatisierten Pick-and-Place- und Reflow-Lötprozessen für kosteneffektive Massenproduktion.