SMD LED 19-213 Brilliantgelb Datenblatt - Gehäuseabmessungen - Durchlassspannung 1,75-2,35V - Lichtstärke 45-112mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T ist eine Oberflächenmontage-LED (SMD), die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die kompakte, zuverlässige und effiziente Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungslösungen erfordern. Diese Komponente nutzt AlGaInP-Halbleitertechnologie (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), um ein brillantes gelbes Licht zu erzeugen. Ihr Hauptvorteil liegt in ihrer Miniaturgröße, die eine erhebliche Verringerung der Leiterplattenfläche (PCB-Footprint), eine höhere Bauteilpackungsdichte ermöglicht und letztlich zur Entwicklung kleinerer und leichterer Endgeräte beiträgt. Das Bauteil ist mit einer wasserklaren Harzlinse konstruiert, die die Lichtauskopplung und den Betrachtungswinkel optimiert.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

Die LED ist auf 8-mm-Tape verpackt, das auf eine 7-Zoll-Spule aufgewickelt ist, und ist somit voll kompatibel mit schnellen automatischen Bestückungsanlagen. Sie ist für die Verwendung mit Standard-Infrarot- (IR) und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren ausgelegt und gewährleistet eine nahtlose Integration in moderne Fertigungslinien. Das Produkt wird als Einfarben-Typ klassifiziert. Es wird als bleifreie (Pb-free) Komponente hergestellt und entspricht den EU-Verordnungen RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und REACH (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe). Darüber hinaus erfüllt es halogenfreie Anforderungen, wobei der Brom- (Br) und Chlorgehalt (Cl) jeweils unter 900 ppm und ihre Summe unter 1500 ppm liegt.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich hervorragend für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen platzsparende und zuverlässige Beleuchtung entscheidend ist. Typische Anwendungsfälle sind die Hintergrundbeleuchtung von Automobilarmaturenbrettern und Schaltern, Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten, flache Hintergrundbeleuchtungseinheiten für Flüssigkristallanzeigen (LCDs) sowie allgemeine Anzeigefunktionen in der Konsum- und Industrieelektronik.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert. Alle Werte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben.

• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA, nur zulässig unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Dies ist die maximal zulässige als Wärme abgegebene Verlustleistung.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V. Dieser Wert gibt die Empfindlichkeit des Bauteils gegenüber statischer Elektrizität an; ordnungsgemäße ESD-Handhabungsverfahren sind zwingend erforderlich.
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur (Tsol):Für Reflow-Löten wird eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden spezifiziert. Für Handlöten darf die Lötspitzentemperatur 350°C nicht überschreiten, wobei die Kontaktzeit pro Anschluss auf 3 Sekunden begrenzt ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen, typischerweise gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):Liegt im Bereich von mindestens 45,0 mcd bis maximal 112,0 mcd. Der typische Wert liegt je nach spezifischem Bin-Code innerhalb dieses Bereichs.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der bei 0 Grad (auf der Achse) gemessenen maximalen Intensität beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λp):Etwa 591 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):Liegt im Bereich von 585,5 nm bis 594,5 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe des emittierten Lichts wahrnimmt.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):15 nm (typisch). Dies gibt die Breite des emittierten Spektrums bei halber maximaler Intensität an (Full Width at Half Maximum - FWHM).
• Durchlassspannung (VF):Liegt im Bereich von 1,75 V bis 2,35 V bei IF=20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED, wenn sie leitet.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Das Datenblatt weist ausdrücklich darauf hin, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

Wichtige Hinweise:Das Datenblatt spezifiziert Fertigungstoleranzen: Lichtstärke ±11%, dominante Wellenlänge ±1 nm und Durchlassspannung ±0,1 V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger Leistungsparameter in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Helligkeit und Farbe erfüllen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Binning bei IF=20mA. Der Bin-Code (z.B. P1, Q2) definiert einen spezifischen Intensitätsbereich.

• P1:45,0 – 57,0 mcd
• P2:57,0 – 72,0 mcd
• Q1:72,0 – 90,0 mcd
• Q2:90,0 – 112,0 mcd

3.2 Dominantes Wellenlängen-Binning

Binning bei IF=20mA. Dies bestimmt den genauen Gelbton.

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

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Binning bei IF=20mA. Dies ist entscheidend für den Schaltungsentwurf, insbesondere beim Betrieb mehrerer LEDs in Reihe.

• 0:1,75 – 1,95 V
• 1:1,95 – 2,15 V
• 2:2,15 – 2,35 V

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Diagramme, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen. Diese sind für einen robusten Schaltungsentwurf unerlässlich.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Diese Kurve zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen dem durch die LED fließenden Strom und der daran anliegenden Spannung. Sie ist grundlegend für die Auswahl des geeigneten strombegrenzenden Widerstands. Die Kurve verschiebt sich mit der Temperatur.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Durchlassstrom zunimmt. Es ist typischerweise nichtlinear, und ein Betrieb nahe dem Maximalstrom kann abnehmende Helligkeitsgewinne bei gleichzeitiger Erhöhung der Wärme und Verringerung der Lebensdauer bringen.

4.3 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Die LED-Lichtausbeute nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Dieses Diagramm quantifiziert diese Degradation und zeigt den prozentualen Anteil der beibehaltenen Lichtstärke von -40°C bis +110°C. Ein effektives Wärmemanagement ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung einer konstanten Helligkeit.

4.4 Degradationskurve für den Durchlassstrom

Um Überhitzung zu vermeiden, muss der maximal zulässige Dauer-Durchlassstrom mit steigender Umgebungstemperatur reduziert werden. Dieses Diagramm liefert die Degradationsrichtlinien oberhalb von 25°C bis zur maximalen Betriebstemperatur.

4.5 Abstrahlcharakteristik und Spektrumverteilung

Das Abstrahldiagramm stellt den 120-Grad-Betrachtungswinkel visuell dar. Die Spektrumverteilungskurve zeigt den schmalen Emissionspeak um 591 nm, charakteristisch für AlGaInP-Technologie, die eine gesättigte gelbe Farbe erzeugt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen kompakten SMD-Footprint. Kritische Abmessungen sind die Bauteilgröße, der Anschlussabstand (Pad-Abstand) und die Gesamthöhe. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm. Die Polarität ist durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder ein spezifisches Pad-Design (typischerweise die Kathode) angegeben. Entwickler müssen für das PCB-Land-Pattern-Design auf die exakte Maßzeichnung verweisen.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüte mit Trockenmittel verpackt. Die Tüte darf erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwendet werden. Wird die Lagerzeit überschritten oder zeigt das Trockenmittel Sättigung an, ist vor dem Löten eine Trocknung bei 60 ±5°C für 24 Stunden erforderlich, um "Popcorning"-Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.2 Reflow-Lötprofil

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

• Vorwärmen:150–200°C für 60–120 Sekunden.
• Zeit oberhalb Liquidus (TAL):60–150 Sekunden oberhalb 217°C.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C, gehalten für maximal 10 Sekunden.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde.
• Zeit oberhalb 255°C:Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.

Reflow-Löten sollte nicht öfter als zweimal durchgeführt werden. Die Leiterplatte darf während oder nach dem Löten nicht verformt oder belastet werden.

6.3 Handlöten und Nacharbeit

Wenn Handlöten unvermeidbar ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur ≤350°C und einer Leistung ≤25W. Die Kontaktzeit pro Anschluss muss ≤3 Sekunden betragen. Lassen Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses eine Abkühlpause von mindestens 2 Sekunden. Von Nacharbeiten wird dringend abgeraten. Falls absolut notwendig, muss ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und mechanische Belastungen der Lötstellen zu vermeiden. Die Auswirkungen auf die LED-Eigenschaften müssen nach der Nacharbeit überprüft werden.

6.4 Schaltungsschutz

Ein strombegrenzender Widerstand istzwingend erforderlichin Reihe mit der LED. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, d.h. sie sinkt, wenn sich die LED erwärmt. Ohne Widerstand kann eine kleine Erhöhung der Versorgungsspannung oder ein Abfall von VF zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms führen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spulen- und Tape-Spezifikationen

Die Bauteile werden in geprägter Trägerbahn auf 7-Zoll-Spulen geliefert. Die Standardmenge beträgt 3000 Stück pro Spule. Detaillierte Abmessungen für die Spule, die Trägerbahntaschen und das Deckband werden für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten bereitgestellt.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T).
• QTY:Packungsmenge.
• CAT:Lichtstärke-Klasse (Bin-Code).
• HUE:Farbortkoordinaten & dominante Wellenlängen-Klasse (Bin-Code).
• REF:Durchlassspannungs-Klasse (Bin-Code).
• LOT No:Herstellungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Ansteuerung der LED

Steuern Sie die LED immer mit einem Konstantstrom oder über einen strombegrenzenden Widerstand von einer Spannungsquelle an. Berechnen Sie den Widerstandswert mit dem Ohmschen Gesetz: R = (V_Versorgung - VF_LED) / I_gewünscht. Verwenden Sie den maximalen VF-Wert aus dem Bin oder Datenblatt, um unter allen Bedingungen ausreichenden Strom sicherzustellen. Beispiel: Bei einer 5V-Versorgung, einem gewünschten Strom von 20mA und einem max. VF von 2,35V: R = (5 - 2,35) / 0,02 = 132,5 Ω. Ein Standardwiderstand von 130 Ω oder 150 Ω wäre geeignet, wobei die Belastbarkeit zu prüfen ist (P = I²R).

8.2 Wärmemanagement

Obwohl das Gehäuse klein ist, kann die Verlustleistung (bis zu 60mW) dennoch zu einem Temperaturanstieg führen. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte (Wärmeableit-Pads), um Wärme von den LED-Anschlüssen abzuleiten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder Betrieb nahe dem Maximalstrom. Dies hilft, die Lichtstärke und die Langzeitzuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

8.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Betrachtungswinkel bietet ein breites, diffuses Abstrahlmuster, das sich für Flächenbeleuchtung und Anzeigen eignet, die aus verschiedenen Winkeln betrachtet werden. Für fokussierteres Licht wären Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich. Das wasserklare Harz bietet eine gute Farbsättigung.

9. Technischer Vergleich und Positionierung

Im Vergleich zu traditionellen Durchsteck-LEDs bietet dieser SMD-Typ erhebliche Vorteile in Bezug auf Bestückungsgeschwindigkeit, Platzeinsparung auf der Leiterplatte und mechanische Zuverlässigkeit durch den Wegfall von Anschlussdrähten. Innerhalb der Kategorie der gelben SMD-LEDs bietet die hier verwendete AlGaInP-Technologie typischerweise einen höheren Wirkungsgrad und eine bessere Farbreinheit als ältere Technologien wie GaAsP für gelbe Wellenlängen. Die spezifische Binning-Struktur ermöglicht im Vergleich zu nicht gebinnten oder grob gebinnten Alternativen eine engere Kontrolle über Farbe und Helligkeit in Produktionsläufen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Spitzenwellenlänge (λp) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Die dominante Wellenlänge (λd) ist eine wahrnehmungsbezogene Metrik; es ist die Wellenlänge von monochromatischem Licht, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe wie die Ausgabe der LED zu haben scheint. Für eine schmalbandige LED wie diese liegen sie oft nahe beieinander, aber λd ist der relevantere Parameter für die Farbangabe.

10.2 Warum ist ein strombegrenzender Widerstand absolut notwendig?

Eine LED ist eine Diode mit einer sehr steilen I-V-Kennlinie im Durchlassbereich. Ihre Durchlassspannung nimmt auch mit steigender Temperatur ab. Ohne einen Reihenwiderstand kann jede geringfügige Schwankung der Versorgungsspannung oder Temperatur zu einem unkontrollierten Anstieg des Stroms führen, der schnell den absoluten Grenzwert überschreitet und einen katastrophalen Ausfall (Durchbrennen) verursacht. Der Widerstand sorgt für eine Gegenkopplung und stabilisiert den Arbeitspunkt.

10.3 Kann ich diese LED für Dauerbetrieb bei 25mA verwenden?

Ja, 25mA ist der Nenn-Dauer-Durchlassstrom (IF) bei 25°C. Wenn jedoch eine höhere Umgebungstemperatur zu erwarten ist, müssen Sie die Degradationskurve für den Durchlassstrom konsultieren und den Betriebsstrom entsprechend reduzieren, um innerhalb der Verlustleistungsgrenzen zu bleiben und die Langzeitzuverlässigkeit sicherzustellen.

10.4 Wie interpretiere ich die Artikelnummer 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T?

Während die genaue Aufschlüsselung proprietär sein kann, kodiert sie typischerweise Schlüsselattribute. "19-213" ist wahrscheinlich die Basis-Produktserie. Das Suffix enthält oft den Farbcode (Y für Gelb), den Helligkeits-Bin (Q2), den Wellenlängen-Bin (wahrscheinlich impliziert) und den Spannungs-Bin (3T könnte sich auf Bin '2' oder die Verpackung beziehen). Die spezifischen Etikettencodes (CAT, HUE, REF) auf der Spule liefern die endgültigen Bin-Informationen für Ihre Bestellung.