LED Rot 2.0x1.25x0.7mm SMD Spezifikation - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - Deutsches Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die RF-RUB170TS-BD ist eine oberflächenmontierte rote LED, die für allgemeine Anzeige- und Displayanwendungen entwickelt wurde. Sie wird unter Verwendung eines hocheffizienten roten Chips hergestellt und ist in einem kompakten Gehäuse von 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm erhältlich. Diese LED bietet einen extrem weiten Abstrahlwinkel von 140°, was sie für Anwendungen geeignet macht, die eine breite Lichtverteilung erfordern. Sie ist mit standardmäßigen SMT-Bestückungs- und Reflow-Lötprozessen kompatibel und erfüllt die RoHS-Konformitätsanforderungen. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe ist mit Stufe 3 bewertet, was eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerung erfordert, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

2. Interpretation der technischen Parameter

2.1 Elektrooptische Eigenschaften (bei T_S=25°C)

Unter einem Prüfstrom von 20mA zeigt die LED folgende Eigenschaften:

• Durchlassspannung (V_F):Erhältlich in drei Bins: B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V). Typischer Wert beträgt 1,8V für das B0-Bin.
• Dominante Wellenlänge (λ_D):Reicht von 625nm bis 640nm, sortiert in Bins F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm). Typischer Wert beträgt 625nm für das F00-Bin.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 15nm.
• Lichtstärke (I_V):Zwei Intensitätsbins: 1GJ (20-40mcd) und 1BS (40-90mcd) bei 20mA.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 140°.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10µA bei V_R=5V.
• Wärmewiderstand (R_THJ-S):Maximal 450°C/W.

Diese Parameter werden unter den Standardprüfbedingungen des Herstellers gemessen. Zulässige Messtoleranzen betragen ±0,1V für die Spannung, ±2nm für die Wellenlänge und ±10% für die Lichtstärke.

2.2 Absolute Maximalwerte

Es ist darauf zu achten, dass die tatsächlichen Betriebsbedingungen diese Nennwerte nicht überschreiten, insbesondere die Verlustleistung und die Sperrschichttemperatur, um Schäden oder beschleunigte Degradation zu vermeiden.

3. Binning-System

Die RF-RUB170TS-BD wird nach Durchlassspannung, dominanter Wellenlänge und Lichtstärke charakterisiert und gebinnt, um eine konsistente Leistung für den Endanwender zu gewährleisten.

• Spannungs-Bins:B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V).
• Wellenlängen-Bins:F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm).
• Intensitäts-Bins:1GJ (20-40mcd), 1BS (40-90mcd).

Der Bincode (z.B. F00 1GJ B0) wird auf dem Rollenetikett aufgedruckt, um die genaue Leistungsgruppe zu identifizieren. Dies ermöglicht Entwicklern, LEDs mit engen Parametertoleranzen für gleichmäßige Anzeigetafeln oder Indikatorarrays auszuwählen.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Die I-V-Kurve zeigt eine typische Durchlassspannung von etwa 1,8V bei 20mA. Bei sehr geringen Strömen (unter 5mA) fällt die Spannung unter 1,5V. Die Kurve ist exponentiell, typisch für eine rote LED.

4.2 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die relative Lichtstärke steigt nahezu linear mit dem Durchlassstrom von 0 bis 30mA an. Bei 20mA beträgt die Intensität etwa 80% des Maximums bei 30mA. Dieser Zusammenhang ist nützlich für Dimm-Anwendungen durch Stromanpassung.

4.3 Lötstellentemperatur vs. Relative Intensität und Durchlassstrom

Mit steigender Lötstellentemperatur (Pintemperatur) nimmt die relative Intensität ab. Bei 85°C fällt die Intensität auf etwa 85% des Wertes bei 25°C. Ebenso muss der maximal zulässige Durchlassstrom bei hohen Temperaturen herabgesetzt werden, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten. Beispielsweise sollte bei einer Lötstellentemperatur von 100°C der Durchlassstrom auf etwa 10mA begrenzt werden.

4.4 Wellenlängenverschiebung vs. Durchlassstrom

Die dominante Wellenlänge steigt mit dem Durchlassstrom leicht an. Bei 30mA liegt die Wellenlänge etwa 1-2nm höher als bei 5mA. Diese Verschiebung ist gering und für die meisten Anzeigeanwendungen akzeptabel.

4.5 Spektrale Verteilung

Das typische Spektrum hat seinen Peak bei etwa 630-635nm mit einer Halbwertsbreite von 15nm. Die Emission ist schmal und im roten Bereich konzentriert, was sie für rote Anzeigen und Displays geeignet macht.

4.6 Abstrahlcharakteristik

Das Abstrahldiagramm zeigt ein breites symmetrisches Muster mit einem Halbwertsintensitätswinkel von ±70°, was den weiten Abstrahlwinkel von 140° bestätigt. Dies macht die LED ideal für den Einsatz in Kantenbeleuchtungs- oder Diffuslichtanwendungen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das LED-Gehäuse misst 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm (L x B x H). Die Draufsicht zeigt eine zentrierte Linse mit zwei Anschlüssen auf der Unterseite. Die Kathode ist durch einen grünen Tintenpunkt auf der Oberseite markiert (gemäß der neuesten Version). Das empfohlene Lötpadd-Layout hat Abmessungen: Pad-Breite 1,20 mm, Pad-Länge 3,20 mm, mit einem Abstand von 0,80 mm zwischen den Pads. Alle Toleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

In der Unteransicht ist Pad 2 die Kathode, wie durch die Polaritätsmarkierung angezeigt. Auf der Oberseite zeigt ein grüner Tintenpunkt (hinzugefügt in Version E/3) die Kathodenseite an. Entwickler sollten die korrekte Ausrichtung im PCB-Layout sicherstellen.

5.3 Trägerband- und Rollenabmessungen

Die Komponenten werden auf 8 mm breitem Trägerband mit 4 mm Teilung geliefert. Jede Rolle enthält 4000 Stück. Der Rollendurchmesser beträgt 178 mm, mit einem Nabendurchmesser von 60 mm und einer Bandbreite von 8,0 ± 0,1 mm. Das Trägerband hat eine Polaritätsmarkierung, die die Zuführrichtung angibt.

5.4 Etiketteninformationen

Jede Rolle trägt ein Etikett mit: Teilenummer (RF-RUB170TS-BD), Spezifikationsnummer, Chargennummer, Bincode (einschließlich Wellenlängen-, Intensitäts- und Spannungsbins), Menge und Datumscode. Diese Rückverfolgbarkeit ist für die Qualitätskontrolle unerlässlich.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Reflow-Profil für diese LED (basierend auf JEDEC J-STD-020) ist:

• Vorwärmen: 150-200°C für 60-120 Sekunden
• Zeit oberhalb von 217°C (TL): 60-150 Sekunden
• Spitzentemperatur (TP): max. 260°C, mit einer Zeit innerhalb von 5°C der Spitze von nicht mehr als 30 Sekunden, und absolute Spitzenzeit (tp) max. 10 Sekunden
• Aufheizrate: max. 3°C/s von Tsmax bis TP
• Abkühlrate: max. 6°C/s
• Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: max. 8 Minuten

Das Reflow-Löten darf nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Wenn der Abstand zwischen zwei Lötvorgängen 24 Stunden überschreitet, sollten die LEDs vor der Verwendung aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme gebacken werden.

6.2 Handlöten und Nacharbeit

Wenn Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Temperatur unter 300°C und einer Kontaktzeit von weniger als 3 Sekunden. Es ist nur ein Handlötvorgang erlaubt. Nacharbeit nach dem Reflow sollte vermieden werden; falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben und testen Sie vorher, um eine Beschädigung der LED zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitshandhabung

Vor dem Öffnen des versiegelten Aluminiumbeutels lagern Sie bei ≤30°C und ≤75% relativer Luftfeuchtigkeit für bis zu einem Jahr ab Herstellungsdatum. Nach dem Öffnen müssen die LEDs innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) unter Bedingungen von ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Wenn die Lagerbedingungen überschritten werden oder das Trockenmittel seine Farbe geändert hat, backen Sie die LEDs bei 60°C (±5°C) für mehr als 24 Stunden vor der Verwendung.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung besteht aus 4.000 Stück pro Rolle, 8 mm Band, 178 mm Rolle. Mehrere Rollen werden in einem feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte verpackt. Der Beutel wird dann für den Versand in einen Karton gelegt. Der Karton ist mit Produktinformationen und Handhabungshinweisen gekennzeichnet.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

• Optische Anzeigen in Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten, Kfz-Innenräumen.
• Schalter- und Symbol-Hintergrundbeleuchtung (z.B. Tasten, Logos).
• Allgemeine Statusanzeige und Beschilderung.
• Kantenbeleuchtung für kleine Displays.

8.2 Designüberlegungen

• Verwenden Sie immer einen strombegrenzenden Widerstand, um den Durchlassstrom unter dem absoluten Maximalwert (30mA) zu halten. Eine kleine Änderung der Versorgungsspannung kann eine erhebliche Stromschwankung verursachen; die Widerstandstoleranz sollte berücksichtigt werden.
• Wärmemanagement ist entscheidend: Stellen Sie eine ausreichende Wärmeableitung durch Kupferpads und Durchkontaktierungen auf der Leiterplatte sicher, um die Sperrschichttemperatur unter 95°C zu halten. Reduzieren Sie den Strom bei hohen Umgebungstemperaturen.
• Vermeiden Sie das Anlegen einer Sperrspannung, da dies zu Schäden an der LED führen kann.
• ESD-Schutz: Verwenden Sie standardmäßige ESD-sichere Handhabungspraktiken (geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder).
• Beachten Sie, dass die Silikonlinse weich ist und Staub anziehen kann; vermeiden Sie mechanischen Kontakt mit der Linsenoberfläche. Bei Bedarf wird die Reinigung mit Isopropylalkohol empfohlen. Eine Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen, da sie die LED beschädigen kann.
• Umgebungsverträglichkeit: Stellen Sie sicher, dass die umgebenden Materialien (z.B. Vergussmassen, Linsen, Klebstoffe) keine hohen Gehalte an Schwefel (>100ppm), Brom (>900ppm), Chlor (>900ppm) oder gesamten Halogenen (>1500ppm) enthalten, da diese zu chemischen Angriffen auf die LED führen können.
• Vermeiden Sie die Verwendung von Klebstoffen, die organische Dämpfe ausgasen, da diese auf der LED kondensieren und die Leistung beeinträchtigen können.

9. Technischer Vergleich mit ähnlichen Produkten

Im Vergleich zu anderen roten LEDs in der Größe 2,0 x 1,25 mm bietet die RF-RUB170TS-BD einen weiten Abstrahlwinkel von 140°, der deutlich breiter ist als bei typischen 120°- oder 110°-Bauteilen. Dies macht sie vorteilhaft für Anwendungen, die eine gleichmäßige Ausleuchtung über eine große Fläche erfordern. Das Bauteil bietet zudem mehrere Wellenlängen-Bins im Bereich von 625-640 nm, sodass Entwickler den genauen Rotton für Branding- oder ästhetische Anpassungen auswählen können. Ihr Wärmewiderstand (450°C/W) ist moderat; für Anwendungen mit höherer Leistung könnte ein größeres Gehäuse mit besserer Wärmeableitung bevorzugt werden.

10. Häufig gestellte Fragen

1. Wie lange ist die maximale Lagerzeit nach dem Öffnen des Beutels?168 Stunden bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Bei Überschreitung 24 Stunden bei 60°C backen.
2. Kann ich die LED dauerhaft mit 30mA betreiben?Ja, aber stellen Sie sicher, dass die Sperrschichttemperatur 95°C nicht überschreitet. Bei hohen Umgebungstemperaturen kann eine Herabsetzung erforderlich sein.
3. Wie hoch ist die typische Durchlassspannung bei 20mA?Abhängig vom Bin: B0 ~1,8V, C0 ~2,1V, D0 ~2,3V.
4. Ist die Polarität der LED markiert?Ja, ein grüner Tintenpunkt auf der Oberseite zeigt die Kathode an.
5. Kann ich diese LED im Außenbereich verwenden?Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40 bis +85°C, daher kann sie im Außenbereich verwendet werden, wenn sie ordnungsgemäß gegen Feuchtigkeit und hohe Temperaturen geschützt ist.
6. Wie reinige ich die LED nach dem Löten?Verwenden Sie Isopropylalkohol. Keine Ultraschallreinigung verwenden.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Statusanzeige an einem Haushaltsgerätepanel.Der weite Abstrahlwinkel ermöglicht es, die Anzeige aus jeder Richtung sichtbar zu machen. Mit einem 330Ω-Vorwiderstand an einer 5V-Versorgung ergibt sich ein Strom von etwa 10mA, was eine lange Lebensdauer und konstante Helligkeit gewährleistet.

Beispiel 2: Symbolhintergrundbeleuchtung in einem Fahrzeugarmaturenbrett.Das enge Wellenlängen-Bin (z.B. 630-635nm) sorgt für eine einheitliche rote Farbe über mehrere Schalter hinweg. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement durch Kupferflächen auf der Leiterplatte hält die LEDs auch in heißen Fahrgastraumumgebungen kühl.

Beispiel 3: Kantenbeleuchtetes Display für eine kleine Beschilderung.Die niedrige Bauhöhe (0,7 mm) ermöglicht die Platzierung der LED hinter dünnen Panels. Mehrere LEDs können entlang der Kante angeordnet werden, wobei der Strom auf etwa 15 mA eingestellt wird, was eine gleichmäßige Ausleuchtung ergibt.

12. Funktionsprinzip

Die LED ist eine P-N-Sperrschichtdiode aus einem direkten Halbleiter mit Bandlücke (typischerweise AlGaInP für rote Emission). Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher strahlend und emittieren Photonen mit einer Energie, die der Bandlücke entspricht. Die dominante Wellenlänge von 625-640nm entspricht Photonenenergien von etwa 1,98-1,94 eV. Die Effizienz der Lichtauskopplung wird durch das transparente Substrat und das Linsendesign verbessert. Der Abstrahlwinkel von 140° wird durch eine halbkugelförmige oder flache Linse erreicht, die das Licht weit streut.

13. Entwicklungstrends

Aktuelle Trends bei roten SMD-LEDs umfassen kleinere Gehäusegrößen (z.B. 1,6x0,8 mm), höhere Effizienz (lm/W) und verbesserte Zuverlässigkeit für Automobil- und Hochtemperaturanwendungen. Die RF-RUB170TS-BD repräsentiert eine ausgereifte 2,0x1,25-mm-Plattform mit guter optischer Leistung. Zukünftige Entwicklungen könnten sich auf eine weitere Reduzierung des Wärmewiderstands und eine bessere Farbkonsistenz durch engeres Binning konzentrieren.