SMD LED 19-213 Brilliantgelb Datenblatt - Gehäuse 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 1.7-2.3V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für hochdichte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Es handelt sich um einen monochromen Typ, der ein brillantes gelbes Licht emittiert und AlGaInP-Halbleitermaterial verwendet, das in wasserklarem Harz eingekapselt ist. Der Hauptvorteil dieses Bauteils ist seine kompakte Größe, die im Vergleich zu herkömmlichen LEDs mit Anschlussrahmen eine erhebliche Reduzierung des Leiterplattenplatzbedarfs, des Lagerraums und der Gesamtgerätegröße ermöglicht. Ihre leichte Bauweise macht sie zudem ideal für Miniatur- und tragbare Anwendungen.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

• Verpackt auf 8-mm-Tape auf einer Rolle mit 7 Zoll Durchmesser für die automatisierte Bestückung.
• Kompatibel mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren.
• Konstruiert mit bleifreien Materialien.
• Konform mit RoHS, EU REACH und halogenfreien Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Zielanwendungen

Armaturenbrett- und Schalterhintergrundbeleuchtung in Automobil- und Industrie-Steuerungen.

• Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten.
• Flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Schalter und Symbole.
• Allgemeine Indikatoranwendungen.
• 2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Der Betrieb sollte innerhalb dieser Grenzen gehalten werden.

Sperrspannung (VR):

• 5 V - Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.Dauer-Flussstrom (IF):
• 25 mA - Der maximale Gleichstrom für einen zuverlässigen Betrieb.Spitzen-Flussstrom (IFP):
• 60 mA (Tastverhältnis 1/10 @1KHz) - Für gepulsten Betrieb sind kurzzeitige Spitzen zulässig.Verlustleistung (Pd):
• 60 mW - Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als VF * IF.Elektrostatische Entladung (ESD) HBM:
• 2000 V - Human Body Model-Bewertung, die die Empfindlichkeit gegenüber statischer Elektrizität angibt.Betriebstemperatur (Topr):
• -40°C bis +85°C - Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.Lagertemperatur (Tstg):
• -40°C bis +90°C.Löttemperatur (Tsol):
• Reflow: 260°C max. 10 Sek.; Hand: 350°C max. 3 Sek. pro Anschluss.2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Gemessen bei Ta=25°C und IF=20mA. Dies sind die typischen Leistungsparameter.

Lichtstärke (Iv):

• 45,0 - 112,0 mcd (Millicandela). Die tatsächliche Ausgangsleistung wird gebinnt (siehe Abschnitt 3).Abstrahlwinkel (2θ1/2):
• 120° (typisch). Dieser breite Winkel bietet gute Sichtbarkeit außerhalb der Achse.Spitzenwellenlänge (λp):
• 591 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.Dominante Wellenlänge (λd):
• 585,5 - 591,5 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe (brillantgelb) und wird ebenfalls gebinnt.Spektrale Bandbreite (Δλ):
• 15 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Spitzenintensität.Flussspannung (VF):
• 1,70 - 2,30 V. Der Spannungsabfall über der LED bei 20mA, der gebinnt wird.Sperrstrom (IR):
• 10 μA max. bei VR=5V. Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt; dieser Parameter dient nur zum Leckagetest.Wichtige Hinweise:

Toleranzen sind mit ±11% für die Lichtstärke, ±1nm für die dominante Wellenlänge und ±0,05V für die Flussspannung angegeben. Die Sperrspannungsbewertung gilt nur für die IR-Testbedingung.3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die Artikelnummer 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T enthält diese Bincodes.

3.1 Binning der Lichtstärke

Gebinnt bei IF=20mA. Der Code in der Artikelnummer (z.B. Q2) gibt den Ausgangsbereich an.

P1:

• 45,0 - 57,0 mcdP2:
• 57,0 - 72,0 mcdQ1:
• 72,0 - 90,0 mcdQ2:
• 90,0 - 112,0 mcd3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Gebinnt bei IF=20mA. Definiert den Farbpunkt.

D3:

• 585,5 - 588,5 nmD4:
• 588,5 - 591,5 nm3.3 Binning der Flussspannung

Gebinnt bei IF=20mA. Wichtig für die Berechnung des strombegrenzenden Widerstands und das Netzteil-Design.

19:

• 1,7 - 1,8 V20:
• 1,8 - 1,9 V21:
• 1,9 - 2,0 V22:
• 2,0 - 2,1 V23:
• 2,1 - 2,2 V24:
• 2,2 - 2,3 V4. Analyse der Leistungskennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere für das Design wesentliche Kennlinien.

4.1 Flussstrom vs. Flussspannung (I-V-Kennlinie)

Diese nichtlineare Kurve zeigt die Beziehung zwischen Strom und Spannung. Eine kleine Erhöhung der Spannung über die Schwellenspannung hinaus führt zu einem starken Anstieg des Stroms, was die Notwendigkeit eines strombegrenzenden Widerstands oder Konstantstromtreibers unterstreicht.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Flussstrom

Die Lichtausbeute steigt mit dem Strom, ist aber möglicherweise nicht perfekt linear, insbesondere bei höheren Strömen. Betrieb in der Nähe des Maximalwerts kann abnehmende Erträge bringen und die thermische Belastung erhöhen.

4.3 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Der LED-Wirkungsgrad nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Diese Kurve zeigt typischerweise einen Rückgang der Ausgangsleistung, wenn die Umgebungstemperatur von -40°C auf +85°C steigt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement auf der Leiterplatte ist entscheidend für eine konstante Helligkeit.

4.4 Stromreduzierungskennlinie (Derating)

Dieses Diagramm gibt den maximal zulässigen Flussstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur an. Mit steigender Temperatur sinkt der maximal sichere Strom, um das Überschreiten der Verlustleistungsgrenze und thermisches Durchgehen zu verhindern.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Ein Polardiagramm, das die Winkelverteilung der Lichtintensität zeigt und den 120°-Abstrahlwinkel mit einem typischen Lambert- oder Seitenemitter-Muster bestätigt.

4.6 Spektralverteilung

Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge (ca. 550-700 nm), die einen Peak bei etwa 591 nm (gelb) mit einer typischen Bandbreite von 15 nm zeigt, charakteristisch für AlGaInP-Material.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein kompaktes SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (Toleranz ±0,1mm, sofern nicht anders angegeben) sind:

Länge: 2,0 mm

• Breite: 1,25 mm
• Höhe: 0,8 mm
• Pad-Abmessungen und Abstände sind für das Leiterplatten-Land-Pattern-Design angegeben.
• 5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise markiert, oft durch eine Kerbe, einen grünen Punkt oder eine unterschiedliche Pad-Größe auf der Unterseite des Gehäuses. Die korrekte Ausrichtung ist für den Schaltungsbetrieb entscheidend.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

Ein kritischer Prozess für eine zuverlässige Bestückung.

Vorwärmen:

• 150-200°C für 60-120 Sekunden.Zeit über Liquidus (217°C):
• 60-150 Sekunden.Spitzentemperatur:
• 260°C maximal, maximal 10 Sekunden gehalten.Aufheizrate:
• 6°C/Sek. maximal.Zeit über 255°C:
• 30 Sekunden maximal.Abkühlrate:
• 3°C/Sek. maximal.Wichtig:

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während des Erhitzens und verziehen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht.6.2 Handlötung

Falls manuelle Reparatur notwendig ist:

Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur < 350°C.

• Erhitzen Sie jeden Anschluss für < 3 Sekunden.
• Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung < 25W.
• Lassen Sie > 2 Sekunden zwischen dem Löten jedes Anschlusses, um Überhitzung zu vermeiden.
• Seien Sie äußerst vorsichtig, da Beschädigungen beim Handlöten am wahrscheinlichsten sind.
• 6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Tasche verpackt.

Öffnen Sie die feuchtigkeitsdichte Tasche erst bei Gebrauchsbereitschaft.

• Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Die "Floor Life" nach dem Öffnen beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Wenn die Floor Life überschritten ist oder der Trockenmittel-Indikator die Farbe geändert hat, ist eine Trocknung erforderlich: 60 ±5°C für 24 Stunden vor dem Reflow.
• 7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Rolle und Tape

Trägertape-Breite: 8 mm.

• Rollen-Durchmesser: 7 Zoll.
• Menge pro Rolle: 3000 Stück.
• Detaillierte Abmessungen für Rolle, Trägertape und Taschen sind mit ±0,1mm Toleranz angegeben.
• 7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält:

CPN: Kundenspezifische Artikelnummer

• P/N: Artikelnummer (z.B. 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: Packungsmenge
• CAT: Lichtstärke-Klasse (z.B. Q2)
• HUE: Farbort/Dominante Wellenlänge-Klasse (z.B. C, bezogen auf D3/D4)
• REF: Flussspannung-Klasse (z.B. 1Q2L, bezogen auf Spannungs-Bin)
• LOT No: Rückverfolgbarkeits-Chargennummer
• 8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein externer strombegrenzender Widerstand oder Konstantstromtreiber MUSS in Reihe geschaltet werden. Die steile I-V-Kennlinie bedeutet, dass eine kleine Spannungsänderung eine große Stromänderung verursacht, die die LED sofort zerstören kann ("durchbrennen"). Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die Flussspannung aus dem entsprechenden Bin ist.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl die Leistung gering ist (max. 60mW), sind die Leistung und Lebensdauer der LED temperaturabhängig. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte eine ausreichende Wärmeableitung bietet, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder die Umgebungstemperatur hoch ist. Siehe die Derating-Kennlinie.

8.3 ESD-Vorsichtsmaßnahmen

Mit einer ESD HBM-Bewertung von 2000V hat dieses Bauteil eine moderate Empfindlichkeit. Handhaben Sie es während der Montage und Reparatur mit ESD-sicheren Verfahren (Armbänder, geerdete Arbeitsplätze, leitfähiger Schaum).

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 19-213 LED, basierend auf AlGaInP-Technologie, bietet deutliche Vorteile für gelbe Emission:

vs. Traditionelle gelbe LEDs (z.B. GaAsP):

• AlGaInP bietet höhere Lichtausbeute und bessere Farbsättigung (brillanteres, reineres Gelb), was zu hellerer Ausgangsleistung bei gleichem Strom führt.vs. Phosphor-konvertierte weiße/gelbe LEDs:
• Als direkter Halbleiter-Emitter hat sie keinen Phosphorabbau über die Zeit und bietet potenziell bessere langfristige Farbstabilität. Sie hat auch ein schmaleres Spektrum, was für bestimmte farbgefilterte Anwendungen wünschenswert ist.vs. Größere bedrahtete LEDs:
• Das SMD-Gehäuse ermöglicht automatisierte Bestückung, höhere Leiterplattendichte und reduzierte parasitäre Induktivität, was für Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen vorteilhaft ist.10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

10.1 Wie wähle ich den richtigen strombegrenzenden Widerstand?

Verwenden Sie für ein konservatives Design die maximale Flussspannung (VF) aus dem in Ihrem Bestellcode angegebenen Spannungs-Bin (z.B. Bin 24: 2,3V max). Für eine 5V-Versorgung und 20mA Zielstrom: R = (5V - 2,3V) / 0,020A = 135 Ohm. Verwenden Sie den nächsten Normwert (z.B. 150 Ohm) und berechnen Sie den resultierenden Strom: I = (5V - 2,1V_typ) / 150 = ~19,3mA, was sicher ist.

10.2 Kann ich diese LED ohne Widerstand mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?

Dies wird die LED mit hoher Wahrscheinlichkeit zerstören. Die Flussspannung hat Toleranzen und variiert mit der Temperatur. Eine Konstantspannungsquelle, die auf den typischen VF (z.B. 2,0V) eingestellt ist, kann übermäßigen Strom liefern, wenn der tatsächliche VF der LED niedriger ist.

No.10.3 Warum sind die Lagerungs- und Trocknungsprozesse so wichtig?

SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und interne Delamination oder "Popcorning" verursachen, was das Gehäuse zum Reißen bringt. Die feuchtigkeitsbeständige Tasche und die Trocknungsverfahren verhindern diesen Fehlermodus.

10.4 Was bedeutet "Y2C" in der Artikelnummer?

Dies ist ein herstellerspezifischer Code, der die Binning-Informationen für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Flussspannung (REF) zusammenfasst und eine präzise Auswahl der Leistungsmerkmale ermöglicht.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

11.1 Niedrigleistungs-Statusanzeigepanel

Szenario:

Entwurf eines kompakten Bedienpanels mit 20 gelben Statusanzeigen.Design-Entscheidungen:

Treiber-Schaltung:

1. Eine einzelne 5V-Schiene ist verfügbar. Aus Gründen der Einfachheit und Kosten wird ein Reihenwiderstand für jede LED gewählt. Für Bin Q2 (90-112 mcd) und Spannungs-Bin 21 (1,9-2,0V) wird ein 150-Ohm-Widerstand pro LED gewählt, der ~20mA Strom und eine helle, konsistente Anzeige liefert.Leiterplatten-Layout:
2. Der 2,0x1,25mm-Footprint ermöglicht enge Abstände. Eine kleine thermische Entlastungsverbindung zu einer Massefläche hilft, die bescheidene Leistung von 40mW pro LED (2V * 20mA) abzuführen.Prozess:
3. Bauteile werden auf 8-mm-Tape für automatisierte Pick-and-Place-Bestückung bestellt. Die volle Rolle wird innerhalb einer Schicht nach dem Öffnen verwendet, um Feuchtigkeitssensitivitätsprobleme zu vermeiden.Ergebnis:
4. Eine zuverlässige, hochdichte Indikatoranordnung mit einheitlicher Farbe und Helligkeit, ermöglicht durch die geringe Größe und das konsistente Binning der 19-213 LED.12. Funktionsprinzip

Die 19-213 LED ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Sie wird mit Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid (AlGaInP)-Epitaxieschichten hergestellt, die auf einem Substrat gewachsen werden. Wenn eine Flussspannung angelegt wird, die die Bandlückenenergie des Materials (ca. 1,7-2,3V) übersteigt, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall brillantgelb (~591 nm). Die wasserklare Harzverkapselung schützt den Halbleiter-Chip und wirkt als Linse, die die 120-Grad-Abstrahlcharakteristik formt.

13. Technologietrends

Oberflächenmontierbare LEDs wie die 19-213 repräsentieren den Standard für die moderne Elektronikbestückung aufgrund ihrer Kompatibilität mit der automatisierten Fertigung. Trends in diesem Bereich umfassen:

Erhöhter Wirkungsgrad:

• Laufende Verbesserungen in der Materialwissenschaft zielen darauf ab, eine höhere Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro elektrischem Watt) aus AlGaInP und anderen Verbindungshalbleitern zu erzielen.Miniaturisierung:
• Fortgesetzte Verkleinerung der Gehäusegröße (z.B. von 2,0mm auf 1,6mm oder kleiner), um noch höhere Dichte auf Leiterplatten zu ermöglichen.Verbesserte Zuverlässigkeit:
• Verbesserungen bei Verpackungsmaterialien und Die-Attach-Technologien, um höheren Löttemperaturen und härteren Umgebungsbedingungen standzuhalten.Engeres Binning:
• Fortschrittliche Sortier- und Testverfahren ermöglichen engere Leistungs-Bins, was Designern eine präzisere Kontrolle über Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit in ihren Produkten gibt.Integration:
• Ein Trend hin zu LEDs mit eingebauten strombegrenzenden Widerständen oder IC-Treibern im selben Gehäuse, um die Schaltungsentwicklung zu vereinfachen.A trend towards LEDs with built-in current-limiting resistors or IC drivers within the same package, simplifying circuit design.