SMD LED 19-22/R6G6C-A01/2T Datenblatt - Mehrfarbig (Rot/Gelbgrün) - Gehäuse 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 2.0V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-22 SMD LED ist ein kompaktes, oberflächenmontierbares Bauteil für hochdichte Leiterplattenanwendungen. Diese mehrfarbige Variante integriert zwei verschiedene LED-Chips in einem einzigen Gehäuse: einen, der Brillant Rot (R6) emittiert, und einen, der Brillant Gelbgrün (G6) emittiert. Ihr winziger Bauraum ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen mit Anschlussbeinen erhebliche Platzersparnis, was zu kleineren Endproduktdesigns, reduziertem Lagerbedarf und höherer Bestückungsdichte beiträgt. Die leichte Bauweise macht sie zudem ideal für tragbare und miniaturisierte elektronische Geräte.

Das Produkt ist für die Kompatibilität mit modernen automatischen Bestückungsanlagen und Standard-Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötprozessen ausgelegt. Es entspricht strengen Umwelt- und Sicherheitsstandards, ist vollständig bleifrei, konform mit der EU RoHS-Richtlinie, den EU REACH-Verordnungen und erfüllt halogenfreie Kriterien (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte für eine zuverlässige Langzeitleistung vermieden werden.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA für beide R6- und G6-Chips. Dies ist der maximale Gleichstrom für Dauerbetrieb bei Ta=25°C.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @1KHz). Geeignet für gepulsten Betrieb, nicht für Gleichstrom.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als V_F* I_F.
• Elektrostatische Entladung (ESD) HBM:2000 V. Zeigt die Empfindlichkeit des Bauteils an; ordnungsgemäße ESD-Handhabungsverfahren sind zwingend erforderlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Reflow: 260°C Spitze für max. 10 Sekunden. Handlötung: 350°C für max. 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen (Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (I_F=20mA, Ta=25°C).

• Lichtstärke (I_v):
  • R6 (Rot): 45,0 - 112,0 mcd (siehe Binning).
  • G6 (Gelbgrün): 45,0 - 72,0 mcd (siehe Binning).
  • Toleranz: ±11%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130° (typisch). Dieser große Winkel gewährleistet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):
  • R6: 632 nm (typisch).
  • G6: 575 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):
  • R6: 617,5 - 633,5 nm.
  • G6: 567,5 - 575,5 nm.
  • Toleranz: ±1 nm.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (typisch) für beide Farben, was auf eine relativ reine Farbemission hinweist.
• Durchlassspannung (V_F):
  • R6 & G6: 1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) @ I_F=20mA.
• Sperrstrom (I_R):10 µA (Max) @ V_R=5V.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern sortiert (gebinnt), um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die bestimmten Helligkeits- und Farbanforderungen entsprechen.

3.1 R6 (Brillant Rot) Binning

• Lichtstärke-Bins:
  • P1: 45,0 - 57,0 mcd
  • P2: 57,0 - 72,0 mcd
  • Q1: 72,0 - 90,0 mcd
  • Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• Dominante Wellenlänge-Bins:
  • E4: 617,50 - 621,50 nm
  • E5: 621,50 - 625,50 nm
  • E6: 625,50 - 629,50 nm
  • E7: 629,50 - 633,50 nm

3.2 G6 (Brillant Gelbgrün) Binning

• Lichtstärke-Bins:
  • P1: 45,0 - 57,0 mcd
  • P2: 57,0 - 72,0 mcd
• Dominante Wellenlänge-Bins:
  • C15: 567,50 - 569,50 nm
  • C16: 569,50 - 571,50 nm
  • C17: 571,50 - 573,50 nm
  • C18: 573,50 - 575,50 nm

Ein vollständiger Produktcode enthält sowohl den Intensitäts- (CAT) als auch den Wellenlängen- (HUE) Bincode, was eine präzise Auswahl ermöglicht.

4. Analyse der Kennlinien

4.1 R6 Chip-Kennwerte

Die bereitgestellten Kurven für den R6 (Rot) Chip veranschaulichen wichtige Zusammenhänge:

• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtleistung nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab, ein typisches Verhalten für LEDs aufgrund reduzierter interner Quanteneffizienz und erhöhter nichtstrahlender Rekombination bei höheren Temperaturen.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve):Zeigt den exponentiellen Zusammenhang. Die Kniespannung der Kurve liegt bei etwa 1,7-2,0V. Der dynamische Widerstand kann aus der Steigung oberhalb der Kniespannung abgeleitet werden.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Die Ausgangsleistung ist im normalen Betriebsbereich (bis ~20-30mA) in etwa linear zum Strom, danach kann die Effizienz aufgrund von Erwärmung und anderen Effekten abfallen.
• Spektralverteilung:Das Diagramm zeigt einen dominanten Peak bei etwa 632 nm (rot) mit einer typischen Halbwertsbreite (FWHM) von ungefähr 20 nm.

4.2 G6 Chip-Kennwerte

Ähnliche Kurven sind für den G6 (Gelbgrün) Chip bereitgestellt und zeigen:

• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom.
• Spektralverteilung:Erwarteter Peak bei etwa 575 nm.

Diese Kurven sind wesentlich für das Wärmemanagement-Design und zur Vorhersage der Leistung unter nicht standardmäßigen Betriebsbedingungen.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die 19-22 SMD LED hat einen sehr kompakten Bauraum. Wichtige Abmessungen (Toleranz ±0,1mm, sofern nicht anders angegeben) umfassen:

• Gehäuselänge: 2,0 mm
• Gehäusebreite: 1,25 mm
• Gehäusehöhe: 0,8 mm
• Anschlussabmessungen und -abstände sind für zuverlässiges Löten definiert.

Die detaillierte Maßzeichnung ist entscheidend für das Leiterplatten-Landpattern-Design (Footprint). Ein korrekt entworfenes Landpattern stellt eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, Ausrichtung und mechanische Stabilität sicher.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse enthält einen Polaritätsindikator, typischerweise eine Kerbe oder eine markierte Kathode. Die korrekte Ausrichtung während der Bestückung ist für die Schaltungsfunktionalität entscheidend.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

Ein kritischer Prozess für eine zuverlässige Bestückung. Das empfohlene Profil umfasst:

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden. Graduelles Erwärmen, um thermischen Schock zu minimieren.
• Zeit oberhalb Liquidus (TAL):60-150 Sekunden oberhalb 217°C.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C, gehalten für maximal 10 Sekunden.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde bis 255°C.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.
• Reflow-Limit:Die Baugruppe sollte nicht mehr als zweimal dem Reflow-Löten unterzogen werden, um übermäßige thermische Belastung des LED-Gehäuses und der Bonddrähte zu verhindern.

6.2 Handlötung

Falls manuelles Löten erforderlich ist:

• Lötspitzentemperatur: < 350°C.
• Kontaktzeit pro Anschluss: ≤ 3 Sekunden.
• Lötkolbenleistung: ≤ 25W.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung des Bauteils während oder nach dem Löten.

6.3 Lagerung & Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Sperrbeutel mit Trockenmittel verpackt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu "Popcorning" (Gehäuserissbildung) führen kann.

• Vor der Verwendung:Öffnen Sie den feuchtigkeitssicheren Beutel erst, wenn Sie bereit für die Bestückung sind.
• Nach dem Öffnen:Verwendung innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) bei Lagerung bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit.
• Nachtrocknen:Wenn die Expositionszeit überschritten ist oder das Trockenmittel gesättigt ist, vor der Verwendung bei 60 ±5°C für 24 Stunden trocknen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Gurt- und Spulenspezifikationen

Die Bauteile werden in industrieüblicher, geprägter Trägerbandverpackung für die automatische Bestückung geliefert.

• Trägerbandbreite:8 mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll.
• Taschenabstand:Definiert in der Trägerbandzeichnung.
• Menge pro Spule:2000 Stück.

Detaillierte Spulen- und Bandabmessungen werden für die Kompatibilität mit Zuführeinrichtungen bereitgestellt.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält mehrere für die Rückverfolgbarkeit und Verifizierung wesentliche Codes:

• P/N:Produktnummer (z.B. 19-22/R6G6C-A01/2T).
• QTY:Packmenge.
• CAT:Lichtstärke-Rang (Bin-Code).
• HUE:Farbort & Dominante Wellenlänge Rang (Bin-Code).
• REF:Durchlassspannungs-Rang.
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Ideal für Armaturenbrett-Anzeigen, Schalter-Hintergrundbeleuchtung und flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Symbole aufgrund ihrer geringen Größe und guten Helligkeit.
• Statusanzeigen:Perfekt für Telekommunikationsgeräte (Telefone, Faxgeräte), Unterhaltungselektronik und Industrie-Bedienfelder als mehrfarbige Status- oder Funktionsanzeigen.
• Allgemeine Anzeigezwecke:Jede Anwendung, die kompakte, zuverlässige und helle visuelle Anzeigen erfordert.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung: Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich.Die exponentielle I-V-Kennlinie der LED bedeutet, dass eine kleine Spannungserhöhung einen großen Stromanstieg verursacht, was zum sofortigen Ausfall führt. Der Widerstandswert wird berechnet als R = (V_supply- V_F) / I_F.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Einhaltung der Grenzwerte für die Sperrschichttemperatur entscheidend für Langlebigkeit und stabile Lichtleistung. Sorgen Sie für ausreichende Leiterplatten-Kupferfläche oder Wärmeleitungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder Strömen betrieben wird.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie ESD-Schutz auf den Eingangsleitungen, wenn die LED Benutzerschnittstellen ausgesetzt ist, und befolgen Sie stets ESD-sichere Handhabungsverfahren während der Bestückung.
• Leiterplatten-Layout:Befolgen Sie das empfohlene Landpattern aus der Maßzeichnung. Stellen Sie Lötstopplack-Barrieren zwischen den Pads sicher, um Brückenbildung zu verhindern.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die 19-22 Serie bietet in bestimmten Kontexten deutliche Vorteile:

• vs. Größere SMD LEDs (z.B. 3528, 5050):Der Hauptvorteil ist der deutlich kleinere Bauraum (2,0x1,25mm), der ultraminiaturisierte Designs ermöglicht, wo Leiterplattenfläche knapp ist. Der Kompromiss ist im Allgemeinen eine geringere Gesamtlichtleistung pro Gehäuse.
• vs. Einfarbige 19-22 LEDs:Diese spezifische A01/2T-Variante integriert zwei verschiedene Farbchips (Rot und Gelbgrün) in einem Gehäuse. Dies spart Platz und Bestückungskosten im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs und vereinfacht Designs, die eine Zweifarbenanzeige erfordern.
• vs. Durchsteckmontage-LEDs:Bietet alle Standard-SMD-Vorteile: Eignung für automatische Bestückung, kein Biegen/Beschneiden von Anschlussbeinen, geringere Bauhöhe und bessere Leistung in Umgebungen mit hoher Vibration.
• Konformität:Ihre vollständige Konformität (bleifrei, RoHS, REACH, halogenfrei) macht sie für die anspruchsvollsten globalen Märkte und umweltbewusste Designs geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED direkt von einer 3,3V- oder 5V-Logikversorgung ohne Widerstand betreiben?

A:Nein, niemals.Sie müssen einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Ohne diesen beträgt die Durchlassspannung nur ~2,0V, sodass die überschüssige Spannung von einer 3,3V- oder 5V-Versorgung übermäßigen Strom verursacht und die LED sofort zerstört.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λ_dist relevanter für die Farbspezifikation. Das Datenblatt liefert beide.

F3: Wie wähle ich die richtigen Bincodes für meine Anwendung aus?

A: Wenn Ihr Design eine konsistente Helligkeit über mehrere Einheiten hinweg erfordert, geben Sie einen engeren Lichtstärke-Bin an (z.B. nur P2). Wenn Farbkonsistenz kritisch ist (z.B. für Farbabgleich), geben Sie einen engen dominanten Wellenlängen-Bin an (z.B. E5 für rot). Konsultieren Sie die Binning-Tabellen in den Abschnitten 3.1 und 3.2.

F4: Die Betriebstemperatur beträgt bis zu 85°C. Kann ich sie in einer Außenanwendung verwenden?

A: Die 85°C-Bewertung bezieht sich auf die Umgebungslufttemperatur um das Bauteil herum. In einem Außengehäuse, das direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, können die Innentemperaturen dies leicht überschreiten. Sie müssen das System so auslegen, dass die lokale Umgebungstemperatur der LED innerhalb von -40°C bis +85°C bleibt, unter Berücksichtigung von Sonneneinstrahlung, interner Wärme von anderen Komponenten und mangelnder Belüftung.

F5: Warum gibt es eine strikte 7-Tage-Bodenlebensdauer nach dem Öffnen der Feuchtigkeitssperrbeutel?

A: Das Kunststoff-LED-Gehäuse kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses verwandelt sich diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell in Dampf, erzeugt Druck, der das Gehäuse delaminieren oder den Epoxidharz reißen lassen kann, ein Ausfall, der als "Popcorning" bekannt ist. Das 7-Tage-Limit setzt ordnungsgemäße Lagerbedingungen (30°C/60% rF) voraus.

11. Praktische Design- & Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Zweifarben-Statusanzeige für ein tragbares Medizingerät.

Anforderungen:Das Gerät benötigt eine einzige, winzige Anzeige, um "Standby" (Grün) und "Fehler" (Rot) anzuzeigen. Der Leiterplattenplatz ist extrem begrenzt. Das Gerät muss RoHS- und halogenfrei sein, um den globalen Medizinmarktvorschriften zu entsprechen.

Bauteilauswahl:Die 19-22/R6G6C-A01/2T ist ein idealer Kandidat. Ihr 2,0x1,25mm Bauraum spart entscheidenden Platz. Die integrierten Rot- (R6) und Gelbgrün- (G6) Chips machen zwei separate LEDs und deren zugehörige Bestückungszyklen überflüssig. Ihre vollständige Umweltkonformität erfüllt regulatorische Anforderungen.

Schaltungsdesign:Es werden zwei unabhängige Treiberschaltungen entworfen, jede bestehend aus einem GPIO-Pin eines Mikrocontrollers, einem strombegrenzenden Widerstand und der entsprechenden Anode des LED-Gehäuses. Die gemeinsame Kathode ist mit Masse verbunden. Der Widerstandswert wird für einen Zielstrom von 15mA (deutlich unter dem Maximum von 25mA) für Langlebigkeit berechnet: R = (3,3V - 2,0V) / 0,015A ≈ 87Ω (verwenden Sie 82Ω oder 100Ω Standardwert).

Leiterplatten-Layout:Das empfohlene Landpattern aus dem Datenblatt wird verwendet. Kleine Wärmeentlastungsanschlüsse werden auf den Pads verwendet, um das Löten zu erleichtern und gleichzeitig eine gute Wärmeverbindung zu einer kleinen Massefläche für die Wärmeableitung aufrechtzuerhalten.

Die Teile werden auf 8mm-Band für die automatische Platzierung geliefert. Das entworfene Reflow-Profil wird genau eingehalten. Das Endprodukt verfügt über eine saubere, professionell aussehende Zweifarbenanzeige, die alle Größen-, Zuverlässigkeits- und Konformitätsanforderungen erfüllt.12. Technologieeinführung

Die 19-22 LED verwendet AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial für sowohl die R6 (Rot) als auch G6 (Gelbgrün) Chips. AlGaInP ist ein direkter Bandabstand III-V-Verbindungshalbleiter, der gut geeignet ist, um hocheffiziente Lichtemission im bernsteinfarbenen bis roten Farbspektrum (ca. 560-650 nm) zu erzeugen. Durch sorgfältige Anpassung der Verhältnisse von Aluminium, Gallium und Indium im Kristallgitter kann die Bandabstandsenergie – und somit die emittierte Photonenwellenlänge – präzise eingestellt werden.

Das grundlegende Funktionsprinzip ist Elektrolumineszenz. Wenn eine Durchlassspannung an den pn-Übergang angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Dort rekombinieren sie strahlend und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Wellenlänge (Farbe) dieser Photonen wird durch die Bandabstandsenergie des Halbleitermaterials im aktiven Bereich bestimmt. Der Chip ist in klarem Epoxidharz eingekapselt, das den Halbleiterchip schützt, als Linse zur Formung des Lichtaustritts dient (Erreichen des 130° Abstrahlwinkels) und mechanische Stabilität bietet.

13. Technologietrends

Der Markt für miniaturisierte SMD LEDs wie die 19-22 entwickelt sich weiter, angetrieben durch mehrere Schlüsseltrends:

Zunehmende Miniaturisierung:

• Die Nachfrage nach immer kleineren Konsumelektronikgeräten, Wearables und Medizingeräten treibt die Entwicklung von LEDs mit kleinerem Bauraum und geringerer Bauhöhe als die 19-22 an, wie z.B. Chip-Scale-Package (CSP) LEDs oder noch kleinere Gehäusetypen.Höhere Effizienz & Leuchtdichte:
• Fortlaufende Verbesserungen in der epitaktischen Schichtabscheidung, Chipdesign und Gehäuseextraktionseffizienz führen zu höherer Lichtstärke bei gleicher oder kleinerer Chipgröße, was es Designern ermöglicht, für die gleiche Helligkeit weniger Strom zu verwenden, was die Batterielebensdauer und thermische Leistung verbessert.Erweiterte Farboptionen & Multi-Chip-Integration:
• Der von diesem Produkt veranschaulichte Trend – die Integration mehrerer Farben – weitet sich auf RGB (Rot-Grün-Blau) oder RGBW (Rot-Grün-Blau-Weiß) in winzigen Gehäusen aus, was Vollfarb-Programmierbarkeit in einer einzelnen Punktlichtquelle ermöglicht.Verbesserte Zuverlässigkeit & Eignung für raue Umgebungen:
• Entwicklungen bei Einkapselungsmaterialien (z.B. Silikone statt Epoxidharz für bessere Hitzebeständigkeit und UV-Beständigkeit) und Gehäusestrukturen verbessern die LED-Lebensdauer und -Leistung in Automobil-, Industrie- und Außenanwendungen.Intelligente Integration:
• Ein breiterer Trend beinhaltet die Integration von Steuerschaltungen (wie Konstantstromtreiber oder einfache Logik) direkt mit dem LED-Chip oder innerhalb des Gehäuses, hin zu "intelligenten LED"-Bauteilen, die das Systemdesign vereinfachen.Die 19-22 Serie stellt in dieser Landschaft eine ausgereifte, zuverlässige Lösung dar, die besonders für kosteneffektive, platzbeschränkte Anzeigeanwendungen geeignet ist, die robuste Leistung und breite Konformität erfordern.

The 19-22 series represents a mature, reliable solution in this landscape, particularly suited for cost-effective, space-constrained indicator applications requiring robust performance and broad compliance.