SMD LED 17-21/Y2C Brilliantgelb Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 2,0V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer oberflächenmontierbaren (SMD) LED mit der Bezeichnung 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Es handelt sich um eine einfarbige, brillantgelbe LED, die für moderne elektronische Anwendungen konzipiert ist, die kompakte, effiziente und zuverlässige Indikator- oder Hintergrundbeleuchtungslösungen erfordern. Das Produkt ist bleifrei und entspricht den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich RoHS, EU REACH und halogenfreien Anforderungen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Das 17-21 SMD-LED-Gehäuse bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Bauteilen mit Anschlussbeinen. Sein winziger Platzbedarf (1,6 mm x 0,8 mm) ermöglicht eine höhere Packungsdichte auf Leiterplatten (PCBs), was zu einer reduzierten Platinengröße und letztendlich kleineren Endgeräten führt. Die leichte Bauweise des SMD-Gehäuses macht es ideal für tragbare und miniaturisierte Anwendungen. Zu den primären Zielmärkten zählen Unterhaltungselektronik, Telekommunikationsgeräte (für Anzeigen und Tastaturbeleuchtung), Armaturenbrett- und Schalterbeleuchtung im Automobilbereich sowie allgemeine Indikatoranwendungen, bei denen Platz und Gewicht kritische Einschränkungen darstellen.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine objektive und detaillierte Analyse der wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften der LED.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb außerhalb dieser Grenzen wird nicht empfohlen.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA. Der maximale Gleichstrom für einen zuverlässigen Betrieb.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz).
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse bei Ta=25°C abführen kann.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000V. Dies weist auf eine moderate ESD-Robustheit hin; dennoch sind ordnungsgemäße Handhabungsverfahren unerlässlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur (T_sol):Reflow: max. 260°C für 10 Sekunden. Handlötung: max. 350°C für 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Gemessen bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA und einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_v):28,5 mcd (Min), 72,0 mcd (Max). Ein typischer Wert ist nicht angegeben, was auf einen weiten Binning-Bereich hinweist (siehe Abschnitt 3). Es gilt eine Toleranz von ±11%.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):140 Grad (typisch). Dieser weite Betrachtungswinkel macht die LED für Anwendungen geeignet, bei denen die Sichtbarkeit aus schrägen Winkeln wichtig ist.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):585,5 nm (Min), 594,5 nm (Max). Dies definiert die wahrgenommene Farbe des Lichts. Es gilt eine Toleranz von ±1nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):15 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Durchlassspannung (V_F):1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) bei I_F=20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für die Berechnung des Vorwiderstands im Schaltungsdesign.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max) bei V_R=5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Leckagetestzwecken.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Fertigungsschwankungen zu handhaben, werden LEDs nach Leistungsklassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die die spezifischen Helligkeits- und Farbkonsistenzanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Bins werden durch Minimal- und Maximalwerte der Lichtstärke bei I_F=20mA definiert.

• N1:28,5 mcd bis 36,0 mcd
• N2:36,0 mcd bis 45,0 mcd
• P1:45,0 mcd bis 57,0 mcd
• P2:57,0 mcd bis 72,0 mcd

3.2 Binning der dominierenden Wellenlänge

Die Bins werden durch Minimal- und Maximalwerte der dominanten Wellenlänge bei I_F=20mA definiert.

• D3:585,5 nm bis 588,5 nm
• D4:588,5 nm bis 591,5 nm
• D5:591,5 nm bis 594,5 nm

Die Kombination aus einem Lichtstärke-Bin-Code (z.B. P1) und einem Wellenlängen-Bin-Code (z.B. D4) spezifiziert vollständig die wichtigsten optischen Leistungsmerkmale der LED.

4. Analyse der Leistungskurven

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

• I-V (Strom-Spannungs-) Kurve:Zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Durchlassspannung und Strom. Die Kurve weist eine Kniespannung um den typischen V_F-Wert von 2,0V auf.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt typischerweise einen nahezu linearen Anstieg der Intensität mit dem Strom bis zum Maximalwert, danach kann der Wirkungsgrad abfallen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Reduzierung der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur. Für AlGaInP-LEDs nimmt die Leistung im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität über die Wellenlängen, mit einem Maximum bei ~591 nm und einer Halbwertsbreite von ~15 nm, was die brillantgelbe Farbe bestätigt.
• Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Zeigt typischerweise einen negativen Temperaturkoeffizienten, wobei V_Fleicht mit steigender Temperatur abnimmt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 17-21 SMD-Gehäuse erhältlich. Wichtige Abmessungen (in mm, Toleranz ±0,1 mm sofern nicht anders angegeben) sind: Länge=1,6, Breite=0,8, Höhe=0,6. Das Gehäuse enthält eine Kathodenmarkierung zur Polaritätserkennung während der Bestückung. Das genaue Pads-Layout (Land Pattern) wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität auf der Leiterplatte zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist für den Betrieb unerlässlich. Das Gehäuse weist eine deutliche Kathodenmarkierung auf. Das Datenblatt enthält eine klare Darstellung, die die Position dieser Markierung relativ zum internen Chip und den externen Pads zeigt. Designer müssen diese mit dem entsprechenden Footprint im PCB-Layout ausrichten.

6. Richtlinien für Lötung und Bestückung

Die Einhaltung dieser Richtlinien ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und um Schäden während des Fertigungsprozesses zu vermeiden.

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies (Pb-free) Reflow-Profil wird spezifiziert:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit oberhalb 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.

Reflow-Lötungen sollten nicht öfter als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist:

• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur < 350°C.
• Wenden Sie Wärme an jeden Anschluss für < 3 Sekunden an.
• Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung < 25W.
• Halten Sie einen Mindestabstand von 2 Sekunden zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein.
• Seien Sie äußerst vorsichtig, da Handlötung ein höheres Risiko für thermische Schäden birgt.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Das Produkt ist in einem feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt.

• Öffnen Sie den Beutel erst bei Gebrauchsbereitschaft.
• Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Die "Bodenlebensdauer" nach dem Öffnen beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Wird die Bodenlebensdauer überschritten oder zeigt das Trockenmittel Feuchtigkeitsaufnahme an, ist vor dem Reflow ein Ausheizen bei 60 ± 5°C für 24 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Gurt und Rolle

Die LEDs werden auf 8mm Trägerband auf Rollen mit 7 Zoll Durchmesser geliefert. Jede Rolle enthält 3000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Rolle werden bereitgestellt, um die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten sicherzustellen.

7.2 Etiketteninformationen

Das Rollenetikett enthält wichtige Informationen für die Rückverfolgbarkeit und korrekte Anwendung:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Packungsmenge.
• CAT:Lichtstärke-Klasse (z.B. N1, P2).
• HUE:Farbton-/Dominante-Wellenlängen-Klasse (z.B. D4, D5).
• REF:Durchlassspannungs-Klasse.
• LOT No:Fertigungslosnummer zur Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Ideal für Armaturenbrettinstrumente, Folientastaturen und Symbolbeleuchtung aufgrund des weiten Betrachtungswinkels und der gleichmäßigen Farbe.
• Telekommunikation:Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telefonen, Faxgeräten und Netzwerkgeräten.
• Unterhaltungselektronik:Allgemeine Statusanzeige, Einschaltlichter und Hintergrundbeleuchtung für kleine LCD-Displays in verschiedenen tragbaren Geräten.
• Allgemeine Indikatoranwendungen:Jede Anwendung, die ein kompaktes, zuverlässiges, hellgelbes visuelles Signal erfordert.

8.2 Kritische Designaspekte

• Strombegrenzung:Ein externer Vorwiderstand istZwingend erforderlich, um den Durchlassstrom zu begrenzen. Die V_F der LED hat einen Bereich (1,7V-2,4V), daher muss der Widerstand für den ungünstigsten Fall (minimale V_F) berechnet werden, um Überstrom und Durchbrennen zu verhindern. Die Formel lautet R = (V_versorgung- V_F) / I_F.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist ein guter Wärmeleitweg von den LED-Pads zur Leiterplatte wichtig, um die Lichtstärke und Lebensdauer zu erhalten, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur.
• ESD-Schutz:Wenden Sie während der Handhabung und Bestückung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen an. Obwohl für 2000V HBM ausgelegt, kann in sensiblen Umgebungen zusätzlicher Schaltungsschutz erforderlich sein.
• Optisches Design:Berücksichtigen Sie den 140-Grad-Betrachtungswinkel beim Entwurf von Lichtleitern, Linsen oder Diffusoren, um das gewünschte Beleuchtungsmuster zu erreichen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Durchsteck-LED-Technologien bietet diese SMD-LED:

• Größenreduzierung:Deutlich kleinerer Platzbedarf und Bauhöhe, ermöglicht Miniaturisierung.
• Automatisierungskompatibilität:Konzipiert für schnelle, automatisierte Bestückung und Reflow-Lötung, reduziert Montagekosten.
• Verbesserte Zuverlässigkeit:SMD-Bauweise bietet oft eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und thermische Zyklen.
• Weiterer Betrachtungswinkel:Der 140-Grad-Betrachtungswinkel ist typischerweise vielen traditionellen LEDs mit engeren Strahlen überlegen.

Innerhalb der Kategorie SMD-LED bietet die Verwendung eines AIGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Chipmaterials für gelbe Emission im Allgemeinen einen höheren Wirkungsgrad und eine bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Wie berechne ich den Wert des strombegrenzenden Widerstands?

A: Verwenden Sie die Formel R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung, unter Verwendung desminimalen V_FWerts aus dem Datenblatt (1,7V) und einem Ziel-I_F von 20mA: R = (5 - 1,7) / 0,02 = 165 Ω. Wählen Sie den nächstgelegenen Normwert (z.B. 160 Ω oder 180 Ω) und überprüfen Sie die Belastbarkeit.

F2: Kann ich diese LED ohne Widerstand betreiben, wenn meine Versorgungsspannung dem typischen V_F-Wert (2,0V) entspricht?

A:No.Die V_F hat einen Bereich (1,7V-2,4V). Eine Versorgung von 2,0V könnte LEDs mit einer niedrigeren tatsächlichen V_F übersteuern. Darüber hinaus nimmt V_F mit der Temperatur ab, was ein Risiko für thermisches Durchgehen schafft. Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand.

F3: Was bedeutet die Farbangabe "brillantgelb"?

A: Es bezieht sich auf den spezifischen Gelbton, der vom AIGaInP-Chip erzeugt wird, charakterisiert durch eine dominante Wellenlänge im Bereich von 585-595 nm. Es handelt sich um eine gesättigte, lebhafte gelbe Farbe.

F4: Warum gibt es eine 7-Tage-Begrenzung nach dem Öffnen des feuchtigkeitsdichten Beutels?

A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während der Reflow-Lötung kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich rasch ausdehnen ("Popcorn-Effekt") und interne Delamination oder Risse verursachen. Die 7-tägige Bodenlebensdauer und die Ausheizanweisungen managen dieses Risiko.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein tragbares Medizingerät.

Anforderungen:Mehrere Status-LEDs (Strom, Batterie schwach, Fehler), sehr begrenzter Platz auf der Platine, muss gelegentlicher Reinigung standhalten, konsistente Helligkeit und Farbe über alle Einheiten hinweg.

Umsetzung mit der 17-21/Y2C LED:

1. Bauteilauswahl:Spezifizieren Sie LEDs aus einer einzigen Lichtstärke-Bin-Klasse (z.B. P1) und Wellenlängen-Bin-Klasse (z.B. D4), um visuelle Konsistenz sicherzustellen.
2. PCB-Layout:Nutzen Sie den kleinen Platzbedarf von 1,6x0,8mm, um 3-4 LEDs in einer Reihe auf sehr kleinem Raum anzuordnen. Befolgen Sie das empfohlene Land Pattern für zuverlässiges Löten.
3. Schaltungsdesign:Verwenden Sie eine gemeinsame 3,3V-Schiene. Berechnen Sie den Widerstand für jede LED: R = (3,3 - 1,7) / 0,02 = 80 Ω (verwenden Sie 82 Ω). Überprüfen Sie die Widerstandsleistung: P = I²R = (0,02)²*82 = 0,033W, daher ist ein Widerstand im 0603- oder 0402-Gehäuse ausreichend.
4. Bestückungsprozess:Bewahren Sie die Rollen versiegelt auf, bis die Fertigungslinie bereit ist. Befolgen Sie das exakte Reflow-Profil. Führen Sie nach dem Löten eine Sichtprüfung durch.
5. Ergebnis:Eine kompakte, zuverlässige Anzeigetafel mit einheitlichen hellgelben Signalen, die den Platz-, Zuverlässigkeits- und ästhetischen Anforderungen entspricht.

12. Funktionsprinzip

Diese LED ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Ihr Kern ist ein Chip aus AIGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das Sperrschichtpotential (V_F) der Diode übersteigt, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AIGaInP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall brillantgelb (~591 nm). Das Epoxidharz-Gehäuse schützt den Chip, wirkt als Linse zur Formung des Lichtaustritts (Erreichen des 140-Grad-Betrachtungswinkels) und kann Leuchtstoffe oder Farbstoffe enthalten, obwohl es für ein wasserklares Brillantgelb typischerweise unmodifiziert ist.

13. Branchentrends und Kontext

Die 17-21 SMD-LED repräsentiert einen ausgereiften und weit verbreiteten Gehäusestandard in der Elektronikindustrie. Aktuelle Trends, die dieses Produktsegment beeinflussen, umfassen:

• Zunehmende Miniaturisierung:Während 17-21 (1608 metrisch) nach wie vor beliebt ist, gibt es einen kontinuierlichen Trend zu noch kleineren Gehäusen wie 15-21 (1508) und 10-20 (1005) für ultrakompakte Geräte.
• Höherer Wirkungsgrad:Laufende Verbesserungen in der epitaktischen Schichtabscheidung und Chipdesign zielen darauf ab, höhere Lichtstärke (mcd) bei gleichem oder niedrigerem Treiberstrom zu liefern, was die Gesamtenergieeffizienz des Systems verbessert.
• Verbesserte Farbkonsistenz:Engere Binning-Spezifikationen und fortschrittliche Fertigungskontrollen reduzieren die Schwankungen innerhalb und zwischen Fertigungslosen, was für Anwendungen mit einheitlichem Erscheinungsbild entscheidend ist.
• Erweiterte Umweltkonformität:Über RoHS und REACH hinaus wächst die Aufmerksamkeit für vollständige Materialdeklarationen und die Reduzierung der Verwendung anderer besorgniserregender Substanzen in der gesamten Lieferkette.
• Integration:Ein Trend zur Integration mehrerer LED-Chips (RGB oder mehrere einfarbige) in ein einziges Gehäuse oder zur Kombination der LED mit Treiber-ICs wird für fortschrittlichere Beleuchtungs- und Signalgebungslösungen beobachtet, obwohl einfache diskrete LEDs wie diese für grundlegende Indikatorfunktionen grundlegend bleiben.

Diese LED mit ihrem Standardgehäuse, bewährter AIGaInP-Technologie und umfassender Konformität ist innerhalb dieser Trends gut positioniert als zuverlässiges, universelles Bauteil.