SMD LED 19-117 Blau Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 2,6-3,0V - Leistung 40mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-117 ist eine kompakte, oberflächenmontierbare blaue LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die Miniaturisierung und hohe Zuverlässigkeit erfordern. Diese Komponente nutzt InGaN-Chip-Technologie, um eine blaue Emission mit einer typischen Spitzenwellenlänge von 468nm zu erzeugen. Ihre Hauptvorteile sind ein deutlich kleinerer Platzbedarf im Vergleich zu bedrahteten LEDs, was eine höhere Packungsdichte auf Leiterplatten, reduzierte Gerätegröße und geringeres Gewicht für tragbare und Miniaturgeräte ermöglicht. Das Produkt ist vollständig bleifrei, verfügt über ESD-Schutz und entspricht den RoHS-Richtlinien, wodurch es für eine breite Palette von Konsum- und Industrielektronik geeignet ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb strenger elektrischer und thermischer Grenzwerte spezifiziert, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die absoluten Maximalwerte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann. Die Sperrspannung (VR) ist auf 5V begrenzt, was die Notwendigkeit eines ordnungsgemäßen Schaltungsdesigns zur Vermeidung versehentlicher Sperrvorspannung unterstreicht. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) ist mit 10mA bewertet, während ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 100mA unter gepulsten Bedingungen zulässig ist (1/10 Tastverhältnis bei 1kHz), was für Multiplexing oder kurze Hochhelligkeitssignalisierung nützlich ist. Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 40mW, ein kritischer Parameter für das thermische Management, insbesondere auf dicht bestückten Platinen. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V gemäß Human Body Model (HBM) stand und bietet eine gute Handhabungsrobustheit. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagerbereich (Tstg) zwischen -40°C und +90°C, was auf Eignung für raue Umgebungen hinweist. Löttemperaturprofile sind ebenfalls spezifiziert, wobei Reflow-Lötung bei maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden ihren Höhepunkt erreicht.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungskennwerte sind unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom von 2mA definiert. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich von 5,80 mcd bis 11,5 mcd, kategorisiert in spezifische Bins (J2, K1, K2). Der Betrachtungswinkel (2θ1/2) ist mit 120 Grad breit und bietet ein breites, diffuses Lichtmuster, ideal für Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen. Die spektralen Eigenschaften umfassen eine Spitzenwellenlänge (λp) von 468nm und einen Bereich der dominierenden Wellenlänge (λd) von 470nm bis 475nm. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt etwa 25nm. Die Durchlassspannung (VF) liegt bei 2mA zwischen 2,60V und 3,00V, wobei spezifische Spannungs-Bins (28, 29, 30, 31) für eine engere Kontrolle in der Produktion definiert sind. Toleranzen werden angegeben: ±11% für die Lichtstärke, ±1nm für die dominante Wellenlänge und ±0,05V für die Durchlassspannung.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein umfassendes Binning-System, um eine konsistente Leistung in der Serienfertigung sicherzustellen. Dieses System kategorisiert LEDs basierend auf drei Schlüsselparametern:

• Lichtstärke (CAT):Bins J2 (5,80-7,20 mcd), K1 (7,20-9,00 mcd) und K2 (9,00-11,5 mcd). Dies ermöglicht es Konstrukteuren, den geeigneten Helligkeitsgrad für ihre Anwendung auszuwählen.
• Dominante Wellenlänge (HUE):Ein einzelner Bin 'Y', der 470,0nm bis 475,0nm abdeckt und eine konsistente blaue Farbausgabe sicherstellt.
• Durchlassspannung (REF):Bins 28 (2,60-2,70V), 29 (2,70-2,80V), 30 (2,80-2,90V) und 31 (2,90-3,00V). Dies ist entscheidend für das Design stabiler Stromtreiberschaltungen und die genaue Vorhersage des Stromverbrauchs.

Diese Binning-Informationen sind auf dem Produktetikett vermerkt und ermöglichen eine präzise Rückverfolgbarkeit und Auswahl für automatisierte Montage und Qualitätskontrolle.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische elektro-optische Kennlinien für solche LEDs Folgendes umfassen:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt die exponentielle Beziehung, entscheidend für die Bestimmung des Arbeitspunkts und des Wertes des Vorwiderstands.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom bis zu den maximalen Nennwerten zunimmt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Sperrschichttemperatur, eine wichtige Überlegung für das thermische Design.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~468nm und die 25nm Bandbreite zeigt.

Diese Kurven sind für Ingenieure unerlässlich, um das Verhalten der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu modellieren und die Treiberschaltung für Effizienz und Langlebigkeit zu optimieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die 19-117 verfügt über ein kompaktes SMD-Gehäuse. Die Gehäuseabmessungen sind typischerweise in einer Zeichnung mit einer Toleranz von ±0,1mm definiert, sofern nicht anders angegeben. Wichtige mechanische Merkmale sind die Gesamtlänge, -breite und -höhe sowie das Design des Lötpad-Landmusters. Die Polarität wird durch eine Markierung auf dem Bauteilkörper angezeigt, wie z.B. einen Kathodenindikator (oft ein grüner Punkt, eine Kerbe oder eine ähnliche Markierung). Das Gehäuse ist für die Verwendung mit Standard-8mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen ausgelegt und erleichtert automatisierte Pick-and-Place-Montageprozesse.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

6.1 Lagerung und Handhabung

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. Vor dem Öffnen müssen sie bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Nach dem Öffnen beträgt die "Floor Life" 1 Jahr bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Unbenutzte Teile sollten in feuchtigkeitsdichter Verpackung mit Trockenmittel wieder versiegelt werden. Wenn die spezifizierten Lagerbedingungen oder -zeiten überschritten werden, ist eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.2 Lötprozess

Das Bauteil ist mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Prozessen kompatibel. Ein spezifisches bleifreies Reflow-Profil wird empfohlen: Vorwärmen bei 150-200°C für 60-120 Sekunden, eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) von 60-150 Sekunden, eine maximale Spitzentemperatur von 260°C, die nicht länger als 10 Sekunden gehalten wird, und kontrollierte Aufheiz-/Abkühlraten (max. 6°C/Sek. bzw. 3°C/Sek.). Der Reflow-Vorgang sollte nicht öfter als zweimal durchgeführt werden. Beim Handlöten muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen, pro Anschluss nicht länger als 3 Sekunden angewendet werden, unter Verwendung eines Lötkolbens mit geringer Leistung (<25W). Spannungen auf dem LED-Gehäuse während des Erhitzens müssen vermieden werden, und Verzug der Platine nach dem Löten ist nicht zulässig.

6.3 Schaltungsschutz

Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend in Reihe mit der LED erforderlich. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass ein leichter Anstieg der Spannung (oder ein Abfall von Vf aufgrund von Temperaturerhöhung) einen großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Stroms verursachen kann, wenn er nicht ordnungsgemäß durch einen externen Widerstand begrenzt wird.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung besteht aus 3000 Stück pro Rolle. Die Abmessungen des Trägerbands sind spezifiziert, um Kompatibilität mit automatisierten Geräten sicherzustellen. Das Produkt wird in einer feuchtigkeitsbeständigen Aluminiumfolie versandt, die Trockenmittel und eine Feuchtigkeitsindikatorkarte enthält. Das Rollenetikett enthält wichtige Informationen zur Identifikation und Rückverfolgbarkeit, einschließlich der Artikelnummer (P/N), der Menge (QTY) und der spezifischen Bin-Codes für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF).

8. Anwendungsempfehlungen

Die 19-117 LED eignet sich gut für eine Vielzahl von Niedrigleistungs-Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen. Ihre geringe Größe und der breite Betrachtungswinkel machen sie ideal für:

• Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung für Armaturenbrettinstrumente, Folientastaturen, Tastaturen und LCD-Displays in der Unterhaltungselektronik.
• Statusanzeigen:Strom-, Verbindungs- oder Funktionsstatusleuchten in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte), Computerperipheriegeräten und Haushaltsgeräten.
• Allgemeine Signalisierung:Jede Anwendung, die einen kompakten, zuverlässigen, blauen visuellen Indikator erfordert.

Designüberlegungen:Immer einen Vorwiderstand in Reihe verwenden. Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Temperatur auf Lichtstärke und Durchlassspannung. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattenlayout eine ausreichende Wärmeableitung bietet, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte. Halten Sie sich strikt an das empfohlene Lötprofil und die Lagerbedingungen, um Schäden zu vermeiden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren bedrahteten LEDs bietet die 19-117 erhebliche Vorteile in Bezug auf Größe, Gewicht und Eignung für die automatisierte Montage. Innerhalb der Kategorie der SMD-Blau-LEDs sind ihre wichtigsten Unterscheidungsmerkmale die spezifische Kombination aus einem 120-Grad-Betrachtungswinkel, einer definierten Binning-Struktur für konsistente Farbe und Helligkeit, integriertem ESD-Schutz und einem robusten Feuchtigkeitsempfindlichkeitsgrad (MSL) mit klaren Handhabungsrichtlinien. Die spezifizierte ESD-Festigkeit von 2000V bietet eine bessere Handhabungsrobustheit als viele einfache LEDs.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit dieser LED verwenden?

A: Der Wert hängt von Ihrer Versorgungsspannung (Vs) und dem gewünschten Durchlassstrom (If, max. 10mA Dauerbetrieb) ab. Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz: R = (Vs - Vf) / If. Verwenden Sie für ein konservatives Design, das sicherstellt, dass der Strom niemals die Grenze überschreitet, den maximalen Vf aus dem Datenblatt (3,00V).

F: Kann ich diese LED im Freien verwenden?

A: Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) ermöglicht den Einsatz in vielen Außenumgebungen. Das Gehäuse ist jedoch nicht speziell für Wasserdichtigkeit oder UV-Beständigkeit ausgelegt. Bei direkter Witterungsexposition sind zusätzliche konforme Beschichtung oder ein Gehäuse erforderlich.

F: Warum sind die Lagerbedingungen so wichtig?

A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während der hohen Hitze beim Reflow-Löten kann diese Feuchtigkeit schnell verdampfen und innere Delamination oder Risse ("Popcorning") verursachen, was die LED zerstört. Die Lager- und Trocknungsverfahren verhindern dies.

F: Was bedeutet der Bin-Code auf dem Etikett?

A: Er gibt die spezifische Leistungsgruppe für diese Rolle LEDs an. Beispielsweise zeigt ein Code von K2-Y-30 an: Lichtstärke-Bin K2 (9,00-11,5 mcd), dominantes Wellenlängen-Bin Y (470-475nm) und Durchlassspannungs-Bin 30 (2,80-2,90V). Dies gewährleistet Konsistenz in Ihrer Produktionscharge.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Niedrigleistungs-Statusanzeige für ein USB-Gerät.

Das Gerät wird von einem 5V-USB-Bus gespeist. Das Ziel ist es, "Eingeschaltet" mit einer blauen LED anzuzeigen. Ein Durchlassstrom von 5mA wird für ausreichende Helligkeit und niedrigen Stromverbrauch gewählt.

Berechnung:Unter Verwendung des maximalen Vf von 3,00V zur Sicherheit: R = (5V - 3,00V) / 0,005A = 400 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 390 Ohm. Der tatsächliche Strom wäre: I = (5V - ~2,8V_typisch) / 390Ω ≈ 5,64mA, was sicher und innerhalb der Spezifikation ist. Die LED würde in Reihe mit diesem 390Ω-Widerstand zwischen der 5V-Schiene und Masse platziert werden (unter Beachtung der korrekten Polarität). Der PCB-Footprint würde dem empfohlenen Landmuster aus der Gehäusezeichnung entsprechen.

12. Einführung in das technische Prinzip

Diese LED basiert auf einer Halbleiter-Heterostruktur, die Indiumgalliumnitrid (InGaN) als aktive Schicht verwendet. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt mit der Wellenlänge des emittierten Lichts korreliert – in diesem Fall blau (~468nm). Die Epoxidharzlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz, formt den Lichtausgangsstrahl (120-Grad-Winkel) und enthält oft Leuchtstoffe, wenn eine andere Farbe (wie Weiß) erzeugt werden soll.

13. Branchentrends und Kontext

Die 19-117 repräsentiert ein ausgereiftes Produkt auf dem SMD-LED-Markt. Aktuelle Branchentrends konzentrieren sich auf mehrere Bereiche jenseits einfacher Indikatoren: erhöhte Lichtausbeute (mehr Licht pro Watt), höhere maximale Treiberströme für hellere Ausgänge in kleineren Gehäusen, verbesserte Farbwiedergabe und Konsistenz sowie die Integration von Steuerelektronik (wie Konstantstromtreiber) innerhalb des LED-Gehäuses selbst. Es gibt auch einen starken Trend zu noch höherer Zuverlässigkeit für Automobil- und spezielle Industrieanwendungen. Während diese Komponente für den allgemeinen Gebrauch optimiert ist, erweitern neuere Generationen die Grenzen in Bezug auf Leistungsdichte, thermische Leistung und intelligente Funktionen. Die in diesem Datenblatt dargelegten Prinzipien des ordnungsgemäßen Schaltungsdesigns, des thermischen Managements und der sorgfältigen Handhabung bleiben bei allen LED-Technologien universell anwendbar.