SMD LED 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T Datenblatt - Blau - 1.6x0.8x0.6mm - 3.2V - 40mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T ist eine kompakte, oberflächenmontierbare blaue LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die eine hohe Bauteildichte erfordern. Dieses Bauteil nutzt InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie, um blaues Licht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 468 nm zu erzeugen. Ihr winziger Platzbedarf und das flache Design machen sie zur idealen Wahl für platzbeschränkte Anwendungen.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

Die Hauptvorteile dieser LED ergeben sich aus ihrer SMD (Surface Mount Device)-Bauweise. Sie wird auf 8-mm-Tape geliefert, das auf einer 7-Zoll-Rolle aufgewickelt ist, was die Kompatibilität mit schnellen automatischen Bestückungsanlagen gewährleistet. Dies reduziert die Fertigungszeit und -kosten im Vergleich zu Durchsteckbauteilen erheblich. Das Bauteil ist für Standard-Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren qualifiziert und entspricht damit gängigen Leiterplattenbestückungstechniken.

Zu den wichtigsten Produktmerkmalen gehört die Einhaltung wichtiger Umwelt- und Sicherheitsstandards: Es ist bleifrei (Pb-free), verfügt über ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung), entspricht der EU REACH-Verordnung und erfüllt halogenfreie Anforderungen (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Das Produkt ist zudem so ausgelegt, dass es innerhalb der RoHS-konformen Spezifikationen (Beschränkung gefährlicher Stoffe) bleibt.

Die geringe Größe (ca. 1,6 mm x 0,8 mm x 0,6 mm) ermöglicht erhebliche Platzersparnis auf der Leiterplatte, eine höhere Packungsdichte und reduzierte Endproduktabmessungen. Ihr geringes Gewicht unterstützt zudem den Einsatz in Miniatur- und tragbaren Anwendungen.

1.2 Zielanwendungen

Diese blaue LED eignet sich für verschiedene Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen. Typische Anwendungsbereiche sind die Hintergrundbeleuchtung von Automobilarmaturenbrettern und Schaltern, Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten, flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Schalterbeleuchtung und allgemeine Anzeigezwecke, bei denen ein klares, hellblaues Signal erforderlich ist.

2. Technische Spezifikationen und objektive Interpretation

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F):10 mA. Der maximale Gleichstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1 kHz). Dies ermöglicht kurze Pulse mit höherem Strom, was für Multiplexing oder gepulste Signalgebung nützlich ist, aber die Durchschnittsleistung muss kontrolliert werden.
• Verlustleistung (P_d):40 mW. Die maximal zulässige Verlustleistung (V_F* I_F) bei einer Umgebungstemperatur von 25°C. Bei höheren Temperaturen ist eine Entlastung (Derating) erforderlich.
• ESD-Festigkeit (HBM):2000V. Bietet einen gewissen Schutz vor elektrostatischer Entladung während der Handhabung, dennoch werden ordnungsgemäße ESD-Protokolle empfohlen.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den funktionalen Betrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Reflow-Profil mit Spitze bei 260°C für max. 10 Sekunden; Handlötung bei 350°C für max. 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften (Ta=25°C, I_F=5mA)

Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED unter Standardtestbedingungen.

• Lichtstärke (I_v):14,5 bis 36,0 mcd (Millicandela). Die tatsächliche Ausgangsleistung wird gebinnt (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (typisch). Dieser weite Abstrahlwinkel ist charakteristisch für das Linsendesign der LED und sorgt für ein breites Abstrahlmuster.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):468 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 bis 475 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe des Lichts und wird ebenfalls gebinnt.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):25 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Flussspannung (V_F):2,70 bis 3,20 V. Der Spannungsabfall über der LED beim Teststrom. Dieser Parameter wird gebinnt und hat innerhalb eines Bins eine Toleranz von ±0,05V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T verwendet ein dreidimensionales Binning-System für Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Flussspannung.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Bins werden durch die Codes L2, M1, M2 und N1 definiert, mit Mindestlichtstärken von 14,5 mcd bis 28,5 mcd. Der Bincode in der Artikelnummer (z.B. 'N1' in ZL2N1QY) spezifiziert die garantierte minimale und maximale Lichtausbeute. Für die Lichtstärke gilt eine Toleranz von ±11%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge (Farbe)

Die Wellenlänge wird in zwei Bins sortiert: 'X' (465-470 nm) und 'Y' (470-475 nm). Die Artikelnummer gibt diesen Bin an (z.B. ZL2N1QY). Für die dominante Wellenlänge ist eine Toleranz von ±1 nm spezifiziert.

3.3 Flussspannungs-Binning

Die Flussspannung wird in fünf Bins sortiert, die mit den Codes 29 bis 33 gekennzeichnet sind und Spannungsbereichen von 2,70-2,80V bis 3,10-3,20V entsprechen. Die Artikelnummer gibt diesen Bin an (z.B. ZL2N1QY). Die Toleranz innerhalb eines Bins beträgt ±0,05V.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische elektro-optische Eigenschaften für eine solche LED Folgendes umfassen:

• I-V (Strom-Spannungs)-Kurve:Zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Vorwärtsstrom und Flussspannung. Die Kniespannung liegt für blaue InGaN-LEDs typischerweise bei etwa 2,7-3,2V.
• Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom:Die Intensität steigt im normalen Betriebsbereich (bis zu I_F) im Allgemeinen linear mit dem Strom an, aber der Wirkungsgrad kann bei sehr hohen Strömen aufgrund von Erwärmung abnehmen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtausbeute nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Das Verständnis dieser Entlastung (Derating) ist entscheidend für Designs, die bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung, die die relative Leistung über die Wellenlängen zeigt, zentriert um 468 nm mit einer FWHM von ~25 nm.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat eine Nenngehäusegröße von 1,6 mm Länge, 0,8 mm Breite und 0,6 mm Höhe. Die Gehäusezeichnung spezifiziert die genauen Abmessungen und Toleranzen (±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben) für das LED-Gehäuse, die Lötpads und die Position der Kathodenmarkierung. Die Kathode wird durch eine spezifische Markierung auf dem Gehäuse identifiziert, was für die korrekte Ausrichtung auf der Leiterplatte entscheidend ist.

5.2 Empfohlener Leiterplatten-Footprint

Es sollte ein Ländermusterdesign verwendet werden, das die Gehäuseabmessungen aufnimmt und die Bildung eines ordnungsgemäßen Lötfilets ermöglicht. Die Maßzeichnung im Datenblatt bildet die Grundlage für die Erstellung dieses Footprints in PCB-CAD-Software.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Für bleifreie Bestückung wird ein empfohlenes Reflow-Profil bereitgestellt: Vorwärmen zwischen 150-200°C für 60-120 Sekunden, Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) für 60-150 Sekunden, mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden. Die maximale Aufheizrate beträgt 6°C/Sekunde, die maximale Abkühlrate 3°C/Sekunde. Das Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit pro Anschluss darf 3 Sekunden nicht überschreiten. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (<25W) wird empfohlen. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte eine Abkühlpause von mindestens 2 Sekunden eingehalten werden, um thermische Belastung zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Das Produkt ist in einer feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt. Der Beutel sollte erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen sollten LEDs bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die "Floor Life" unter diesen Bedingungen beträgt 1 Jahr. Wird die Lagerzeit überschritten oder zeigt das Trockenmittel Feuchtigkeitsaufnahme an, ist vor dem Löten eine Trocknung bei 60 ± 5°C für 24 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Tape-and-Reel-Spezifikationen

Die LEDs werden in geprägter Trägerbahn mit den im Datenblatt spezifizierten Abmessungen geliefert. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Die Rollenabmessungen sind ebenfalls für automatisierte Handhabungsgeräte angegeben.

7.2 Etiketteninformationen

Das Rollenetikett enthält wichtige Informationen: Kundenteilenummer (CPN), Herstellertypenbezeichnung (P/N), Packmenge (QTY) und die spezifischen Bincodes für Lichtstärkeklasse (CAT), Farbort/dominante Wellenlänge (HUE) und Flussspannungsklasse (REF) zusammen mit der Losnummer.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung

Kritisch:Ein externer strombegrenzender Widerstand oder Konstantstromtreibermussin Reihe mit der LED geschaltet werden. Die Flussspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, d.h. sie sinkt, wenn sich der Übergang erwärmt. Ohne Strombegrenzung kann dies zu thermischem Durchgehen und schnellem Ausfall (Durchbrennen) führen. Der Widerstandswert wird mit R = (V_Versorgung- V_F) / I_F.

berechnet.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 40 mW), kann ein ordnungsgemäßes Leiterplattenlayout helfen, die Sperrschichttemperatur zu kontrollieren. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche, die mit den thermischen Pads der LED (falls vorhanden) oder den Anoden-/Kathodenleitungen verbunden ist, um als Kühlkörper zu wirken, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom.

8.3 ESD und Handhabung

Trotz des integrierten ESD-Schutzes sollten während der Handhabung und Bestückung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Handgelenkerdungsbänder, geerdete Arbeitsplätze, leitfähiger Schaum) beachtet werden, um latente Schäden zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das 15-11-Gehäuse bietet einen Kompromiss zwischen Miniaturisierung und einfacher Handhabung/Fertigung. Im Vergleich zu größeren SMD-LEDs (z.B. 3528, 5050) spart es erheblich Leiterplattenplatz. Im Vergleich zu noch kleineren Chip-Scale-Packages (CSP) ist es im Allgemeinen einfacher mit Standard-SMT-Prozessen zu bestücken, zu inspizieren und nachzubearbeiten. Sein weiter Abstrahlwinkel von 130 Grad unterscheidet ihn von LEDs mit engeren Strahlungswinkeln, die für fokussierte Beleuchtung ausgelegt sind.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben, wenn meine Versorgungsspannung 3,0V beträgt?_FA: Nein. Selbst wenn die Versorgungsspannung nahe der typischen V_Fliegt, machen die Schwankungen der V

(von Bin zu Bin und mit der Temperatur) und die Toleranz der Versorgungsspannung einen direkten Anschluss riskant. Ein Strombegrenzungsmechanismus ist immer erforderlich.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?_pA: Die Spitzenwellenlänge (λ_d) ist die physikalische Wellenlänge der maximalen spektralen Emission. Die dominante Wellenlänge (λ

) ist die Wellenlänge des monochromatischen Lichts, das der wahrgenommenen Farbe der LED entsprechen würde. Bei blauen LEDs liegen sie oft sehr nahe beieinander.

F: Wie interpretiere ich die Artikelnummer '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T'?

A: '15-11' ist der Gehäusecode. 'BHC' deutet wahrscheinlich auf die Farbe (Blau) und andere Attribute hin. 'ZL2N1QY' enthält die Bincodes: Lichtstärke (N1), dominante Wellenlänge (Q) und Flussspannung (Y). '2T' kann sich auf die Tape-Verpackung beziehen.

11. Design-in-AnwendungsbeispielSzenario: Hintergrundbeleuchtung einer Membranschaltertafel._FMehrere 15-11 blaue LEDs werden hinter lichtdurchlässigen Symbolen auf einer Tafel platziert. Ein einfaches Design würde eine 5V-Versorgung verwenden. Für einen I_Fvon 5mA und eine typische V_Fvon 3,0V beträgt der Vorwiderstandswert R = (5V - 3,0V) / 0,005A = 400Ω. Ein Standard-390Ω- oder 430Ω-Widerstand wäre geeignet. Die LEDs können parallel geschaltet werden, jede mit ihrem eigenen Widerstand, um eine gleichmäßige Helligkeit trotz V

-Schwankungen sicherzustellen. Der weite Abstrahlwinkel gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung des Symbolbereichs.

12. Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einem Halbleiter-pn-Übergang aus InGaN-Materialien. Wird eine Flussspannung angelegt, die das eingebaute Potenzial des Übergangs überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. In InGaN setzt diese Rekombination Energie hauptsächlich in Form von Photonen (Licht) im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums frei. Die spezifische Wellenlänge wird durch die Bandlückenenergie der InGaN-Legierungszusammensetzung bestimmt.

13. Technologietrends