SMD-LED 12-22/G6R8C-A30/2C Spezifikation - 2,0x1,25x1,1mm - 2,0V - 60mW - Brilliant Gelb/Rot - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Die 12-22 SMD-LED ist ein kompaktes, oberflächenmontierbares Bauteil, das für Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige Anzeige- und Hintergrundbeleuchtung auf minimaler Grundfläche erfordern. Diese Mehrfarben-Variante verfügt über zwei unterschiedliche Chip-Materialien: G6 für die Emission in Brilliant Gelb und R8 für die Emission in Brilliant Rot, beide in einem wasserklaren Harzgehäuse untergebracht. Ihr Hauptvorteil liegt in der deutlich reduzierten Größe im Vergleich zu herkömmlichen LED-Bauteilen mit Anschlussbeinen, was eine höhere Bestückungsdichte auf der Leiterplatte, geringere Lageranforderungen und letztlich die Miniaturisierung von Endgeräten ermöglicht. Die leichte Bauweise macht sie zudem ideal für platzbeschränkte und tragbare Anwendungen.

2. Hauptmerkmale und Konformität

Dieses LED-Bauteil wird auf 8-mm-Tape geliefert, das auf 7-Zoll-Spulen aufgewickelt ist, und gewährleistet so Kompatibilität mit Standard-Bestückungsautomaten. Es ist für die Verwendung mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren ausgelegt. Das Produkt wird bleifrei hergestellt und entspricht wichtigen Umwelt- und Sicherheitsvorschriften, einschließlich der EU-RoHS-Richtlinie, EU-REACH und halogenfreien Anforderungen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

3. Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils dürfen nicht überschritten werden, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten und dauerhafte Schäden zu verhindern. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Sperrspannung (V_R):5 V
• Durchlassstrom (I_F):25 mA (Dauerbetrieb für G6 und R8)
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz für G6 und R8)
• Verlustleistung (P_d):60 mW (für G6 und R8)
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model:2000 V (für G6 und R8)
• Löttemperatur:Reflow: max. 260°C für 10 Sekunden; Handlöten: max. 350°C für 3 Sekunden.

4. Elektro-optische Eigenschaften

Die folgenden Parameter definieren die Lichtausbeute und elektrische Leistung unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben).

4.1 Lichtstärke und Winkelcharakteristik

Die Lichtstärke (I_v) für die G6 (Gelb) und R8 (Rot) LEDs hat einen typischen Bereich. Das Minimum beträgt 28,5 mcd, das Maximum 72,0 mcd. Für die Lichtstärke gilt eine Toleranz von ±11%. Das Bauteil verfügt über einen großen Abstrahlwinkel (2θ_1/2) von 120 Grad, was eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung für Anzeigeanwendungen bietet.

4.2 Spektrale Eigenschaften

• G6 (Brilliant Gelb):Spitzenwellenlänge (λ_p): 575 nm (typisch). Dominante Wellenlänge (λ_d): 573 nm (typisch). Spektrale Bandbreite (Δλ): 20 nm (typisch).
• R8 (Brilliant Rot):Spitzenwellenlänge (λ_p): 650 nm (typisch). Dominante Wellenlänge (λ_d): 639 nm (typisch). Spektrale Bandbreite (Δλ): 20 nm (typisch).

4.3 Elektrische Eigenschaften

• Durchlassspannung (V_F):Für beide Typen, G6 und R8, beträgt die Durchlassspannung typischerweise 2,0V, mit einem Bereich von 1,7V (Min) bis 2,4V (Max) bei I_F=20mA.
• Sperrstrom (I_R):Der maximale Sperrstrom beträgt für beide Typen 10 μA, wenn eine Sperrspannung (V_R) von 5V angelegt wird.

5. Binning-System für Lichtstärke

Die LEDs werden anhand ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA in Bins sortiert, um Konsistenz im Anwendungsdesign zu gewährleisten. Das Binning ist für die G6- und R8-Varianten identisch.

• Bin-Code N:Lichtstärkebereich von 28,5 mcd (Min) bis 45,0 mcd (Max).
• Bin-Code P:Lichtstärkebereich von 45,0 mcd (Min) bis 72,0 mcd (Max).

Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±11%.

6. Typische Kennlinien

Das Datenblatt enthält separate Kennliniensätze für die G6- und R8-LEDs. Diese Diagramme stellen die Beziehung zwischen Schlüsselparametern visuell dar und unterstützen die Schaltungsauslegung und Leistungsvorhersage. Während die spezifischen Kurven im Text nicht detailliert sind, umfassen sie typischerweise Diagramme der relativen Lichtstärke über dem Durchlassstrom, der Durchlassspannung über dem Durchlassstrom und der relativen Lichtstärke über der Umgebungstemperatur. Die Analyse dieser Kurven ermöglicht es Entwicklern zu verstehen, wie sich die Lichtausbeute und der Spannungsabfall der LED mit dem Betriebsstrom ändern und wie ihre Effizienz von der Temperatur beeinflusst wird, was für das thermische Management und eine konstante Helligkeit über den Betriebsbereich des Bauteils entscheidend ist.

7. Mechanische und Gehäuseinformationen

7.1 Gehäuseabmessungen

Die 12-22 SMD-LED hat einen kompakten Footprint. Wichtige Abmessungen (in mm, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben) umfassen eine Gehäuselänge von 2,0 mm, eine Breite von 1,25 mm und eine Höhe von 1,1 mm. Die detaillierte Maßzeichnung spezifiziert das Pad-Layout, die Kathoden-/Anodenkennzeichnung und die Linsengeometrie, die für das Leiterplatten-Land-Pattern-Design und eine korrekte Lötung und Ausrichtung entscheidend sind.

7.2 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil verfügt über einen Polaritätsindikator, typischerweise eine Kerbe oder eine markierte Ecke am Gehäuse, um die Kathode zu unterscheiden. Die korrekte Ausrichtung während der Montage ist für die ordnungsgemäße Schaltungsfunktion unerlässlich.

8. Löt-, Montage- und Lagerrichtlinien

8.1 Stromschutz und Lagerung

Überstromschutz:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile, und eine kleine Änderung der Durchlassspannung kann eine große, potenziell zerstörerische Änderung des Stroms verursachen. Der Widerstandswert muss basierend auf der Versorgungsspannung und den Durchlassspannungs-/Stromkennlinien der LED berechnet werden.

Lagerbedingungen:Die LEDs sind in feuchtigkeitsempfindlichen Barrieretüten mit Trockenmittel verpackt.

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH).
• Nach dem Öffnen:Die "Floor Life" (Zeit, die Bauteile der Umgebungsluft in der Fertigung ausgesetzt sein können) beträgt 168 Stunden bei ≤30°C und ≤60% RH.
• Nachtrocknen:Wenn der Trockenmittelindikator Sättigung anzeigt oder die Floor Life überschritten wurde, ist vor dem Reflow-Löten ein Nachtrocknen bei 60°C ±5°C für 24 Stunden erforderlich.

8.2 Lötprozessparameter

Reflow-Löten (Bleifrei-Profil):

• Vorwärmen: 150-200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit über Liquidus (217°C): 60-150 Sekunden.
• Spitzentemperatur: maximal 260°C, nicht länger als 10 Sekunden gehalten.
• Aufheizrate: maximal 6°C/Sekunde bis 255°C.
• Abkühlrate: maximal 3°C/Sekunde.

Maximal zwei Reflow-Zyklen sind zulässig. Während des Erhitzens sollte keine mechanische Belastung auf das LED-Gehäuse ausgeübt werden, und die Leiterplatte sollte nach dem Löten nicht verformt sein.

8.3 Handlöten und Nacharbeit

Handlöten sollte mit einer Lötspitzentemperatur unter 350°C durchgeführt werden, angewendet für nicht mehr als 3 Sekunden pro Anschluss. Die Lötkolbenleistung sollte 25W oder weniger betragen. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte ein Mindestintervall von 2 Sekunden eingehalten werden. Nacharbeit nach dem ersten Löten wird dringend abgeraten. Falls unbedingt erforderlich, muss ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und mechanische Belastung zu vermeiden. Das potenzielle Schadensrisiko muss vorab bewertet werden.

9. Verpackung und Bestellinformationen

9.1 Tape- und Reel-Spezifikationen

Die Bauteile werden in feuchtigkeitsbeständiger Verpackung geliefert. Sie sind in Trägertape mit Taschen für das 12-22-Gehäuse geladen. Die Standardmenge beträgt 2000 Stück pro 7-Zoll-Spule. Detaillierte Spulen- und Trägertape-Abmessungen werden bereitgestellt, um die Kompatibilität mit den Zuführungen von automatischen Bestückungsanlagen sicherzustellen.

9.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:

• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (z.B. 12-22/G6R8C-A30/2C)
• QTY: Packungsmenge
• CAT: Lichtstärke-Rang (Bin-Code, z.B. N, P)
• HUE: Farbortkoordinaten & Dominante-Wellenlängen-Rang
• REF: Durchlassspannungs-Rang
• LOT No: Rückverfolgbare Fertigungslosnummer

10. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

10.1 Typische Anwendungen

Diese LED eignet sich gut für verschiedene Niedrigleistungs-Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsaufgaben:

• Automobil/Industrie:Hintergrundbeleuchtung für Armaturenbrettinstrumente, Schalter und Bedienfelder.
• Telekommunikation:Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• Unterhaltungselektronik:Flache Hintergrundbeleuchtung für kleine LCDs, Schalterbeleuchtung und Symbolbeleuchtung.
• Allgemeiner Zweck:Jede Anwendung, die einen kompakten, zuverlässigen, mehrfarbigen Indikator erfordert.

10.2 Kritische Designüberlegungen

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 60mW), ist die Einhaltung der Grenzwerte für die Sperrschichttemperatur für langfristige Zuverlässigkeit und stabile Lichtausbeute entscheidend. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Strömen betrieben wird.

Ansteuerschaltung:Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder eine Spannungsquelle mit einem Reihenwiderstand. Der Widerstandswert (R) kann näherungsweise als R = (V_Versorgung- V_F) / I_F berechnet werden. Verwenden Sie für ein konservatives Design den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom den Maximalwert nicht überschreitet.

ESD-Schutz:Obwohl das Bauteil eine ESD-Festigkeit von 2000V HBM aufweist, sollten während der Montage und Handhabung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, um latente Schäden zu verhindern.

11. Anwendungseinschränkungen und Zuverlässigkeitshinweis

Dieses Produkt ist für allgemeine kommerzielle und industrielle Anwendungen bestimmt. Es ist nicht speziell für Hochzuverlässigkeitsanwendungen ausgelegt oder qualifiziert, bei denen ein Ausfall zu schwerwiegenden Sicherheits- oder Gefahrenfolgen führen könnte. Solche Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf militärische/Luft- und Raumfahrtsysteme, sicherheitskritische Automobilsysteme (z.B. Airbags, Bremsen) und lebenserhaltende medizinische Geräte. Für diese Anwendungen sind Produkte mit unterschiedlichen Spezifikationen, Qualifikationsstufen und Zuverlässigkeitsdaten erforderlich. Die in diesem Datenblatt angegebenen Leistungs- und Qualitätsgarantien gelten für das Bauteil als Einzelteil unter den angegebenen Bedingungen. Die Verwendung des Produkts außerhalb dieser Spezifikationen macht solche Garantien ungültig und kann zu vorzeitigem Ausfall führen.

12. Technischer Deep Dive: AlGaInP-Chip-Technologie

Die G6- und R8-LEDs nutzen Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid (AlGaInP) als Halbleitermaterial. Dieser Verbindungshalbleiter ist besonders effizient für die Erzeugung von hochhelligem Licht im bernsteinfarbenen, gelben, orangen und roten Bereich des sichtbaren Spektrums. Die Bezeichnung "Brilliant" bezieht sich oft auf eine spezifische Formulierung und epitaktische Struktur, die die Lichtausbeute und Farbreinheit im Vergleich zu Standard-AlGaInP- oder älteren GaAsP-Technologien verbessert. Das wasserklare Harzgehäuse ermöglicht im Gegensatz zu einem diffundierenden oder getönten Harz, dass die intrinsische, gesättigte Farbe des Chips direkt emittiert wird, was zu hoher Farbigkeit und einem gut definierten spektralen Peak führt. Dies macht diese LEDs hervorragend geeignet für farbcodierte Statusanzeigen, bei denen eine eindeutige Farbwahrnehmung wichtig ist.

13. Vergleich mit alternativen LED-Technologien

Im Vergleich zu anderen SMD-LED-Gehäusen bietet das 12-22-Format einen Kompromiss zwischen Größe und einfacher Handhabung/Fertigung. Es ist größer als ultraminiaturisierte Gehäuse wie 0402, bietet aber ein robusteres Ziel für Lötung und Inspektion. Sein Abstrahlwinkel von 120 Grad ist typisch für eine Standard-LED-Domlinse und bietet einen guten Kompromiss zwischen fokussiertem Strahl und großflächiger Ausleuchtung. Für Anwendungen, die noch größere Winkel (140-160 Grad) erfordern, wären LEDs mit einer anderen Linsenform besser geeignet. Die Durchlassspannung von ~2,0V ist Standard für AlGaInP-LEDs, was höher ist als bei Infrarot-LEDs, aber niedriger als bei blauen/weißen InGaN-LEDs (typisch ~3,0V+). Diese Spannung muss bei der Auslegung für batteriebetriebene Geräte berücksichtigt werden.

14. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt von einer 3,3V- oder 5V-Logikleitung ansteuern?
A: Nein. Sie müssen einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel, bei einer 5V-Versorgung und einem typischen V_F von 2,0V bei 20mA, wäre der Widerstandswert R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. Ein 150Ω- oder 160Ω-Widerstand wäre geeignet.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für LEDs mit einem schmalen Spektrum, wie diesen, liegen die beiden Werte sehr nahe beieinander.

F: Warum sind das Lager- und Nachtrocknungsverfahren so wichtig?
A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und innere Delamination oder "Popcorning" verursachen, was das Gehäuse zum Reißen bringt oder die Bonddrähte bricht und zu sofortigem oder latentem Ausfall führt.

F: Wie interpretiere ich die Bin-Codes (N, P) in meinem Design?
A: Wenn eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere LEDs in einem Array entscheidend ist, geben Sie beim Bestellen einen einzelnen Bin-Code an (z.B. alle "P"-Bin). Für weniger kritische Anwendungen kann das Mischen von Bins akzeptabel sein, könnte aber zu sichtbaren Helligkeitsunterschieden führen.